Цикл трикарбоновых кислот Кребса реакции (Схема)
Цикл трикарбоновых кислот (Цикл Кребса или цикл лимонной кислоты) - центральный процесс метаболизма. Суть процесса состоит в том, что первоначально пировиноградная кислота соединяется со сложным органическим веществом — коэнзимом А. При этом сразу отщепляется СО2, образуется НАД • Н и комплекс СН3СО—5—коэнзим А (ацетил-коэнзим А). Этот комплекс реагирует со щавелево-уксусной кислотой с образованием кислоты лимонной. Коэнзим А освобождается, а лимонная кислота подвергается последовательным превращениям в цикле Кребса (8 реакций). При этом получается 2 молекулы СО2, восстанавливается молекула щавелево-уксусной кислоты, а выделяющаяся энергия запасается в виде АТФ. В пересчете на одну молекулу глюкозы энергетический выход цикла Кребса составляет 30 молекул АТФ. Таким образом, суммарный энергетический выход всего процесса дыхания составляет 38 молекул АТФ на одну молекулу глюкозы. Часть образующейся энергии выделяется в виде тепла (44,6%). Цикл Кребса идет только в присутствии необходимого количества кислорода. Этот цикл открыл Г. Кребс, за которое он в 1953 году получил Нобелевскую премию.
Схема цикл трикарбоновых кислот, цикл Кребса
ATP (АТФ) - это аденозинтрифосфорная кислота, универсальный источник и переносчик энергии
NAD (НАД) - никотинамидадениндинуклеотидфосфата, кофермент
NADH (НАД•Н) - востановленная форма NAD
Ацетил-КоА - сложное органическое вещество ацетил-коэнзим А (СН3СО—S)
Пируват - это соли пировиноградной кислоты
Таблица реакции цикла трикарбоновых кислот Кребса
Цикл Кребса это аэробный процесс (проходит с участием кислорода) и состоит из восьми стадий (процессов).
|
Реакции цикла трикарбоновых кислот (цикла Кребса) |
Описание и ход реакция цикла |
Ферменты |
|
1 реакция Конденсация ацетил-КоА с оксалоацетатом |
Конденсация ацетил-СоА с оксалоацетатом, в результате чего образуется цитрат (лимонная кислота), а кофермент А освобождается. Реакция катализируется цитратсинтазой, которая является одним из регуляторных ферментов, лимитирующих скорость цикла Кребса.  |
цитратсинтаза |
|
2 реакция Изомеризация цитрата в изоцитрат |
Превращение цитрата в изоцитрат (изолимонная кислота) с участием аконитат-гидратазы (сложного фермента, содержащего Fe2+ и кислотолабильные атомы серы, образующие железо-серные центры) через промежуточную стадию цис-аконитата, связанного с ферментом.
|
аконитаза |
|
3 реакция Окислительное декарбоксилирование изоцитрата |
Дегидрирование (так называется удаление из молекулы атомов водорода) цитрата с образованием a-кетоглутарата и СO2 при участии изоцитратдегидрогеназы, которая функционирует при наличии Mg2+ и Мn2+.
|
изоцитратдегидрогеназа |
|
4 реакция Окислительное декарбоксилирование а-кетоглутарата |
Реакция окислительного декарбоксилирования a-кетоглутарата до высокоэнергетического сукцинил-СоА. Реакция катализируется a-кетоглутаратдегидрогеназным комплексом (Mg2+), который похож на пируватдегидрогеназный комплекс.
|
ферменты: а-кетоглутаратдегидрогеназа дегидролиполилтранссукцинилаза дегидролипоилдегидрогеназа коферменты: ТПФ, липоевая кислота, ФАД, HS-KoA, НАД+ |
|
5 реакция Субстратное фосфорилирование |
На этом этапе цикла Кребса происходит превращение сукцинил-СоА под влиянием сукцинил-СоА-синтетазы в сукцинат (янтарная кислота) с отщеплением СоА. Эта реакция сопряжена с образованием гуанозинтрифосфата (GTP) из GDP и фосфата и также катализируется указанным ферментом.
|
сукцинил-КоА-синтетаза |
|
6 реакция Дегидрирование сукцината |
Катализируемое сукцинатдегидрогеназой, содержащей ковалентно связанный FAD и два железо-серных центра, дегидрирование сукцината с образованием фумарата (фумаровая кислота).
|
сукцинатдегидрогеназа |
|
7 реакция Гидратация фумарата |
Эта реакция цикла трикарбоновых кислот представляет обратимую гидратацию фумарата с образованием L-малата (яблочная кислота), катализируемая фумарат-гидратазой или фумаразой.
|
фумараза |
|
8 реакция Регенерация оксалоацетата |
Катализируемое NAD-зависимой L-малатдегидрогеназой дегидрирование L-малата с образованием оксалоацетата. Эта реакция замыкает цикл Кребса и поставляет оксалоацетат (щавелевоянтарная кислота) для нового цикла. Большинство реакций цикла Кребса обратимы.
|
малатдегидрогеназа |
_______________
Источник информации:
1. Биология для поступающих в вузы / Г.Л. Билич, В.А. Крыжановский. — 2008.
2. Биохимия в схемах и таблицах / И. В. Семак - Минск — 2011.
