Qisqacha tarixiy ma'lumotlar
Bizning sevimli tsiklimiz CTK yoki Cycle Three hisoblanadi karboksilik kislotalar- Yerda va Yer ostida va Yerda hayot... To'xtang, umuman olganda, bu eng hayratlanarli mexanizm - bu universal bo'lib, u tirik organizm hujayralarida uglevodlar, yog'lar, oqsillarning parchalanish mahsulotlarini oksidlash usulidir. organizmlar, natijada biz tanamiz faoliyati uchun energiya olamiz.
Xans Krebsning o'zi bu jarayonni kashf etgan, u uchun olgan Nobel mukofoti!
U 1900 yil 25 avgustda Germaniyaning Xildeshaym shahrida tug'ilgan. Qabul qildi tibbiy ta'lim Gamburg universiteti Berlinda Otto Warburg boshchiligida biokimyoviy tadqiqotlarni davom ettirdi.
1930 yilda u o'z shogirdi bilan birgalikda tirik dunyoning ko'plab vakillarida, shu jumladan odamlarda mavjud bo'lgan organizmdagi ammiakni zararsizlantirish jarayonini kashf etdi. Bu sikl karbamid sikli bo'lib, u Krebs sikli №1 deb ham ataladi.
Gitler hokimiyat tepasiga kelganida, Xans Buyuk Britaniyaga hijrat qildi va u erda Kembrij va Sheffild universitetlarida fanni o'rganishni davom ettirdi. Vengriyalik biokimyogari Albert Szent-Dyordjining tadqiqotlarini rivojlantirib, u tushunchaga ega bo'ldi va eng mashhur Krebs siklini № 2 yoki boshqacha qilib aytganda, "Szent-Dyördyo - Krebs tsikli" ni yaratdi - 1937 yil.
Tadqiqot natijalari maqolani chop etishdan bosh tortgan Nature jurnaliga yuboriladi. Keyin matn Gollandiyadagi "Enzymologia" jurnaliga uchib ketadi. Krebs 1953 yilda fiziologiya yoki tibbiyot bo'yicha Nobel mukofotini oldi.
Bu kashfiyot hayratlanarli edi: 1935 yilda Szent-Dyordji süksinik, oksaloasetik, fumarik va molik kislotalar (barcha 4 kislota hayvon hujayralarining tabiiy kimyoviy komponentlari) kaptarning pektoral mushaklarida oksidlanish jarayonini kuchaytirishini aniqladi. Qaysi parchalangan edi.
Aynan unda metabolik jarayonlar eng yuqori tezlikda sodir bo'ladi.
F. Knoop va K. Martius 1937 yilda limon kislotasi oraliq mahsulot, cis - akonit kislotasi orqali izotsitrik kislotaga aylanishini aniqladilar. Bundan tashqari, izotsitrik kislota a-ketoglutar kislotaga va süksin kislotasiga aylanishi mumkin.
Krebs kislotalarning kaptarning pektoral mushaklari tomonidan O2 ni singdirishiga ta'sirini payqadi va PVX oksidlanishiga va atsetil-koenzim A hosil bo'lishiga faollashtiruvchi ta'sirni aniqladi. Bundan tashqari, mushakdagi jarayonlar malon kislotasi tomonidan inhibe qilingan. , bu süksinik kislotaga o'xshaydi va substrati süksinik kislota bo'lgan fermentlarni raqobatbardosh ravishda inhibe qilishi mumkin.
Krebs reaksiya muhitiga malon kislotasini qo'shganda, a-ketoglutar, limon va suksin kislotalarining to'planishi boshlandi. Shunday qilib, a-ketoglutar va limon kislotalarining birgalikdagi ta'siri süksin kislotasi hosil bo'lishiga olib kelishi aniq.
Xans 20 dan ortiq boshqa moddalarni tekshirdi, ammo ular oksidlanishga ta'sir qilmadi. Olingan ma'lumotlarni taqqoslab, Krebs tsikl oldi. Dastlab, tadqiqotchi jarayon limon yoki izotsitrik kislota bilan boshlanganmi, aniq ayta olmadi, shuning uchun uni "uch karboksilik kislota aylanishi" deb atadi.
Endi biz birinchisi limon kislotasi ekanligini bilamiz, shuning uchun to'g'ri nom sitrat aylanishi yoki limon kislotasi aylanishidir.
Eukaryotlarda TCA tsikli reaktsiyalari mitoxondriyalarda sodir bo'ladi, 1 dan tashqari barcha kataliz fermentlari mitoxondriyal matritsada erkin holatda bo'ladi; bundan mustasno, mitoxondriyaning ichki membranasida joylashgan va ichiga o'rnatilgan suksinat dehidrogenaza. lipid ikki qavati. Prokariotlarda sikl reaktsiyalari sitoplazmada sodir bo'ladi.
Keling, tsikl ishtirokchilari bilan tanishamiz:
1) atsetil koenzim A:- asetil guruhi
- koenzim A - koenzim A:
2) PIKE – Oksaloatsetat – Oksaloatsetat kislotasi:
ikki qismdan iborat ko'rinadi: oksalat va sirka kislotasi.
3-4) Limon va izotsitrik kislotalar:
5) a-ketoglutar kislotasi:
6) suksinil-koenzim A:
7) süksin kislotasi:
8) Fumar kislotasi:
9) olma kislotasi:
Reaksiyalar qanday sodir bo'ladi? Umuman olganda, biz hammamiz quyidagi rasmda ko'rsatilgan uzukning ko'rinishiga o'rganib qolganmiz. Quyida hamma narsa bosqichma-bosqich tasvirlangan:
1. Asetil koenzim A va oksalosirka kislotasi ➙ limon kislotasining kondensatsiyasi.
Asetil koenzim A ning o'zgarishi oksaloatsetik kislota bilan kondensatsiyalanish bilan boshlanadi, natijada limon kislotasi hosil bo'ladi.
Reaktsiya ATP iste'molini talab qilmaydi, chunki bu jarayon uchun energiya yuqori energiyali atsetil koenzim A bilan tioeter bog'lanishining gidrolizlanishi natijasida ta'minlanadi:
2. Limon kislotasi sis-akonitik kislota orqali izotsitrik kislotaga o'tadi.
Limon kislotasining izotsitrik kislotaga izomerlanishi sodir bo'ladi. Konversiya fermenti - akonitaz - avval limon kislotasini suvsizlanib, sis-akonitik kislota hosil qiladi, so'ngra suvni metabolitning qo'sh bog'i bilan bog'lab, izotsitrik kislota hosil qiladi:
3. Izotsitrik kislota suvsizlanib, a-ketoglutar kislota va CO2 hosil qiladi.
Izositrik kislota koenzimi NAD bo'lgan o'ziga xos dehidrogenaza bilan oksidlanadi.
Oksidlanish bilan bir vaqtda izotsitrik kislotaning dekarboksillanishi sodir bo'ladi. Transformatsiyalar natijasida a-ketoglutar kislota hosil bo'ladi.
4. Alfa-ketoglutar kislota ➙ suksinil-koenzim A va CO2 taʼsirida gidrogenlanadi.
Keyingi bosqich - a-ketoglutar kislotaning oksidlovchi dekarboksillanishi.
Mexanizmi, tuzilishi va ta'siri bo'yicha piruvat dehidrogenaza kompleksiga o'xshash a-ketoglutarat dehidrogenaza kompleksi tomonidan katalizlanadi. Natijada suksinil-KoA hosil bo'ladi.
5. Suksinil koenzim A ➙ süksin kislotasi.
Suksinil-KoA erkin süksin kislotasiga gidrolizlanadi, chiqarilgan energiya guanozin trifosfat hosil bo'lishida saqlanadi. Ushbu bosqich energiya to'g'ridan-to'g'ri chiqariladigan tsikldagi yagona bosqichdir.
6. Suksin kislotasi gidrogenlangan ➙ fumar kislotasi.
Süksin kislotasining dehidrogenatsiyasi suksinat dehidrogenaza tomonidan tezlashadi, uning kofermenti FAD hisoblanadi.
7. Fumar kislotasi gidratlangan ➙ olma kislotasi.
Suksin kislotasining gidrogenlanishi natijasida hosil bo'lgan fumar kislotasi gidratlanadi va molik kislota hosil bo'ladi.
8. Molik kislota suvsizlanadi ➙ Oksalat-sirka kislotasi - sikl yopiladi.
Yakuniy jarayon - malat dehidrogenaza tomonidan katalizlangan molik kislotaning dehidrogenatsiyasi;
Bosqichning natijasi - trikarboksilik kislota aylanishi boshlanadigan metabolit - oksalat-sirka kislotasi.
Keyingi siklning 1-reaksiyasida boshqa miqdorda atsetil koenzim A kiradi.
Ushbu tsiklni qanday eslash kerak? Shunchaki!
1) Juda majoziy ifoda:To'liq ananas va bir bo'lak sufle - bu mening bugungi tushligim, mos keladigan - sitrat, sis-akonitat, izotsitrat, (alfa-)ketoglutarat, suksinil-KoA, suksinat, fumarat, malat, oksaloatsetat.
2) Yana bir uzun she'r:
PIKE asetat yedi, sitrat chiqdi,
Sisakonitat orqali u izotsitratga aylanadi.
Vodorodni NADga topshirib, u CO2 ni yo'qotadi,
Alfa-ketoglutarat bundan juda xursand.
Oksidlanish keladi - NAD vodorodni o'g'irladi,
TDP, koenzim A CO2 oladi.
Va energiya suksinilda zo'rg'a paydo bo'ldi,
Darhol ATP tug'ildi va qolgan narsa suksinat edi.
Endi u FADga keldi - unga vodorod kerak,
Fumarat suvdan ichdi va malatga aylandi.
Keyin NAD malatga aylandi, vodorodga ega bo'ldi,
PIKE yana paydo bo'ldi va jimgina yashirindi.
3) Asl she'r - qisqasi:
PIKE ACETYL LIMONIL,
Ammo ot narcissusdan qo'rqardi,
U o'zidan yuqori ISOLIMON
ALPHA - KETOGLUTARAZED.
KOENZİM BILAN SUCCINALIZALANGAN,
AMBER FUMAROVO,
Qish uchun bir oz OLMA saqladim,
Yana PIKE ga aylandi.
TRIKARBOKSIL KISLOTALAR SIKLI (KREBS SIKILI)
Glikoliz glyukozani piruvatga aylantiradi va glyukoza molekulasidan ikkita ATP molekulasini hosil qiladi - bu kichik qismdir. potentsial energiya bu molekula.
Aerobik sharoitda piruvat glikolizdan atsetil-KoA ga aylanadi va trikarboksilik kislota siklida (limon kislotasi sikli) CO2 ga oksidlanadi. Bunday holda, ushbu tsiklning reaktsiyalarida ajralib chiqqan elektronlar NADH va FADH 2 dan 0 2 gacha - oxirgi qabul qiluvchiga o'tadi. Elektronlarni tashish mitoxondriyal membranada proton gradientini yaratish bilan bog'liq bo'lib, uning energiyasi keyinchalik oksidlovchi fosforlanish natijasida ATP sintezi uchun ishlatiladi. Keling, ushbu reaktsiyalarni ko'rib chiqaylik.
Aerobik sharoitda piruvik kislota (1-bosqich) glyukoza parchalanishining yakuniy mahsulotlari - CO 2 va H ga oksidlanishi mumkin bo'lgan atsetil-KoA (2-bosqich) hosil bo'lishi bilan sut kislotasiga o'tishdan ko'ra samaraliroq oksidlovchi dekarboksillanishdan o'tadi. 2 0 (3-bosqich). Nemis biokimyogari G. Krebs (1900-1981) alohida organik kislotalarning oksidlanishini o‘rganib, ularning reaksiyalarini bir davrga birlashtirgan. Shuning uchun trikarboksilik kislotaning aylanishi ko'pincha uning sharafiga Krebs tsikli deb ataladi.
Pirouzum kislotasining atsetil-KoA ga oksidlanishi mitoxondriyalarda uchta ferment (piruvat dehidrogenaza, lipoamiddehidrogenaza, lipoil atsetiltransferaza) va beshta koferment (NAD, FAD, tiamin pirofosfat, lipoik kislota amid, lipoik kislota) ishtirokida sodir bo'ladi. Ushbu to'rtta koenzim tarkibida B vitaminlari (B x, B 2, B 3, B 5) mavjud bo'lib, bu uglevodlarning normal oksidlanishi uchun ushbu vitaminlarga bo'lgan ehtiyojni ko'rsatadi. Ushbu murakkab ferment tizimining ta'siri ostida piruvat oksidlovchi dekarboksillanish reaktsiyasida sirka kislotasining faol shakli - atsetil koenzim A ga aylanadi:
Fiziologik sharoitda piruvat dehidrogenaza faqat qaytarilmas ferment bo'lib, u yog' kislotalarini uglevodlarga aylantirishning mumkin emasligini tushuntiradi.
Asetil-KoA molekulasida yuqori energiyali bog'ning mavjudligi bu birikmaning yuqori reaktivligini ko'rsatadi. Xususan, atsetil-KoA mitoxondriyalarda energiya hosil qilish uchun harakat qilishi mumkin, jigarda ortiqcha atsetil-KoA keton tanachalari sinteziga boradi, sitozolda sintezda ishtirok etadi. murakkab molekulalar, masalan, steroidlar va yog 'kislotasi.
Pirouzum kislotaning oksidlovchi dekarboksillanishi reaksiyasida olingan atsetil-KoA trikarboksilik kislota sikliga (Krebs sikli) kiradi. Uglevodlar, yog'lar va aminokislotalarning oksidlanishining yakuniy katabolik yo'li bo'lgan Krebs tsikli aslida "metabolik qozon" dir. Krebs siklining faqat mitoxondriyalarda sodir bo'ladigan reaksiyalari limon kislotasi sikli yoki trikarboksilik kislota sikli (TCA sikli) deb ham ataladi.
Bittasi muhim funktsiyalar trikarboksilik kislotalar sikli - qaytarilgan koenzimlarning hosil bo'lishi (3 molekula NADH + H + va 1 molekula FADH 2), so'ngra vodorod atomlari yoki ularning elektronlarini oxirgi qabul qiluvchi - molekulyar kislorodga o'tkazish. Ushbu transport erkin energiyaning katta pasayishi bilan birga keladi, uning bir qismi ATP shaklida saqlash uchun oksidlovchi fosforlanish jarayonida ishlatiladi. Trikarboksilik kislotaning aylanishi aerobik, kislorodga bog'liq ekanligi aniq.
1. Trikarbon kislota siklining dastlabki reaksiyasi atsetil-KoA va oksaloasetik kislotaning mitoxondrial matritsa fermenti sitratsintaza ishtirokida kondensatsiyalanishi va limon kislotasini hosil qilishidir.
2. Sitratdan suv molekulasini olib tashlashni katalizlovchi akonitaza fermenti ta'sirida ikkinchisi aylanadi.
cis-akonit kislotasiga. Suv sis-akonitik kislota bilan birlashadi va izotsitrik kislotaga aylanadi.
3. Keyin izotsitrat dehidrogenaza fermenti limon kislotasi siklining birinchi degidrogenaza reaksiyasini katalizlaydi, bunda izotsitrik kislota oksidlovchi dekarboksillanish natijasida a-ketoglutar kislotaga aylanadi:
Bu reaksiyada CO 2 ning birinchi molekulasi va NADH 4- H + siklining birinchi molekulasi hosil bo'ladi.
4. Keyinchalik a-ketoglutar kislotaning suksinil-KoA ga aylanishi a-ketoglutar dehidrogenazaning ko'p fermentli kompleksi tomonidan katalizlanadi. Bu reaksiya kimyoviy jihatdan piruvat dehidrogenaza reaksiyasiga o'xshaydi. U lipoik kislota, tiamin pirofosfat, HS-KoA, NAD +, FADni o'z ichiga oladi. 
Ushbu reaksiya natijasida yana NADH + H + va CO 2 molekulasi hosil bo'ladi.
5. Suksinil-KoA molekulasi yuqori energiyali bog'ga ega bo'lib, uning energiyasi keyingi reaksiyada GTP shaklida saqlanadi. Suksinil-KoA sintetaza fermenti ta'sirida suksinil-KoA erkin süksin kislotasiga aylanadi. Esda tutingki, süksin kislotasini metilmalonil-KoA dan yog 'kislotalarini toq miqdordagi uglerod atomlari bilan oksidlash orqali ham olish mumkin.
Bu reaktsiya substrat fosforlanishiga misol bo'ladi, chunki bu holda yuqori energiyali GTP molekulasi elektron va kislorod tashish zanjirining ishtirokisiz hosil bo'ladi.
6. Suksin kislotasi suksinatdehidrogenaza reaksiyasida fumarin kislotaga oksidlanadi. Suksinat dehidrogenaza, odatda temir-oltingugurt o'z ichiga olgan ferment, uning koenzimi FAD. Suksinat dehidrogenaza ichki mitoxondriyal membranaga bog'langan yagona ferment bo'lib, boshqa barcha tsikl fermentlari mitoxondriyal matritsada joylashgan. 
7. Shundan so‘ng fumaraza fermenti ta’sirida fumarat kislotaning molik kislotaga gidratlanishi kuzatiladi. qaytariladigan reaktsiya fiziologik sharoitda:
8. Trikarboksilik kislota siklining yakuniy reaksiyasi mitoxondrial NAD~ ga bog'liq malatdehidrogenaza faol fermenti ishtirokida malatdegidrogenaza reaksiyasi bo'lib, unda qaytarilgan NADH+H+ ning uchinchi molekulasi hosil bo'ladi:
Oksaloasetik kislota (oksaloatsetat) hosil bo'lishi trikarboksilik kislota aylanishining bir aylanishini yakunlaydi. Oksalatsetik kislota atsetil-KoA ning ikkinchi molekulasini oksidlashda qo'llanilishi mumkin va bu reaktsiyalar sikli ko'p marta takrorlanishi mumkin, bu doimiy ravishda oksalatsetik kislota hosil bo'lishiga olib keladi.
Shunday qilib, tsiklning substrati sifatida TCA siklida bir molekula atsetil-KoA oksidlanishi bir molekula GTP, uchta molekula NADP + H + va bir molekula FADH 2 hosil bo'lishiga olib keladi. Biologik oksidlanish zanjirida bu qaytaruvchi moddalarning oksidlanishi
lenion 12 ATP molekulasini sinteziga olib keladi. Ushbu hisob "Biologik oksidlanish" mavzusidan aniq: elektron tashish tizimiga bitta NAD + molekulasining qo'shilishi oxir-oqibat 3 ta ATP molekulasining hosil bo'lishi bilan birga keladi, FADH 2 molekulasining qo'shilishi 2 ta ATP molekulasining shakllanishini ta'minlaydi, va bitta GTP molekulasi 1 ATP molekulasiga ekvivalentdir.
Adetil-CoA ning ikkita uglerod atomi trikarboksilik kislota aylanishiga kiradi va ikkita uglerod atomi izotsitrat dehidrogenaza va alfa-ketoglutarat dehidrogenaza tomonidan katalizlangan dekarboksillanish reaktsiyalarida CO 2 sifatida tsiklni tark etadi.
Aerob sharoitda glyukoza molekulasining C0 2 va H 2 0 ga to'liq oksidlanishi bilan ATP ko'rinishidagi energiya hosil bo'ladi:
- Glyukoza molekulasining 2 molekula piruvik kislotaga aylanishi (glikoliz) jarayonida 4 ta ATP molekulasi;
- 3-fosfogliseraldegiddehidrogenaza reaktsiyasida (glikoliz) hosil bo'lgan 6 ta ATP molekulasi;
- 30 ATP molekulasi piruvatdehidrogenaza reaksiyasida ikki molekula piruvik kislotaning oksidlanishi va trikarboksilik kislota siklida atsetil-KoA ning ikki molekulasining CO 2 va H 2 0 ga keyingi o'zgarishida hosil bo'ladi. Shuning uchun, glyukoza molekulasining to'liq oksidlanishidan jami energiya chiqishi 40 ATP molekulasini tashkil qilishi mumkin. Ammo shuni yodda tutish kerakki, glyukoza oksidlanishida glyukozani glyukoza-6-fosfatga aylantirish bosqichida va fruktoza-6-fosfatni fruktoza-1,6-ga aylantirish bosqichida ikkita ATP molekulasi iste'mol qilinadi. difosfat. Shuning uchun glyukoza molekulasining oksidlanishidan "aniq" energiya chiqishi 38 ATP molekulasini tashkil qiladi.
Siz glyukozaning anaerob glikoliz va aerob katabolizmining energetikasini solishtirishingiz mumkin. 1 gramm glyukoza molekulasida (180 g) nazariy jihatdan mavjud bo'lgan 688 kkal energiyaning 20 kkal ikkitasida topiladi. ATP molekulalari, anaerob glikoliz reaktsiyalarida hosil bo'ladi va 628 kkal nazariy jihatdan sut kislotasi shaklida qoladi.
Aerob sharoitda 38 ATP molekulasidagi 688 kkal gramm glyukoza molekulasidan 380 kkal olinadi. Shunday qilib, aerob sharoitda glyukozadan foydalanish samaradorligi anaerob glikolizga qaraganda taxminan 19 baravar yuqori.
Shuni ta'kidlash kerakki, barcha oksidlanish reaktsiyalari (trioz fosfatning oksidlanishi, piruvik kislota, trikarboksilik kislota aylanishining to'rtta oksidlanish reaktsiyasi) raqobatlashadi. ATP sintezi ADP va F neordan (Paster effekti). Bu oksidlanish reaktsiyalarida hosil bo'lgan NADH + H + molekulasi nafas olish tizimining vodorodni kislorodga o'tkazadigan reaktsiyalari va vodorodni piruvik kislotaga o'tkazuvchi LDH fermenti o'rtasida tanlovga ega ekanligini anglatadi.
Trikarboksilik kislota aylanishining dastlabki bosqichlarida uning kislotalari tsiklning o'z faoliyatini buzmasdan, boshqa hujayra birikmalarining sintezida ishtirok etish uchun tsiklni tark etishi mumkin. Trikarboksilik kislota sikli faolligini tartibga solishda turli omillar ishtirok etadi. Ular orasida, birinchi navbatda, atsetil-KoA molekulalari bilan ta'minlanishi, piruvat dehidrogenaza kompleksining faolligi, nafas olish zanjiri tarkibiy qismlarining faolligi va ular bilan bog'liq oksidlovchi fosforillanish, shuningdek, oksaloatsetik kislota darajasini ta'kidlash kerak.
Molekulyar kislorod trikarboksilik kislota aylanishida bevosita ishtirok etmaydi, lekin uning reaktsiyalari faqat aerob sharoitda amalga oshiriladi, chunki NAD ~ va FAD mitoxondriyalarda faqat elektronlarni molekulyar kislorodga o'tkazish orqali qayta tiklanishi mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, glikoliz, trikarboksilik kislota siklidan farqli o'laroq, anaerob sharoitda ham mumkin, chunki NAD~ piruvik kislotaning sut kislotasiga o'tishida qayta tiklanadi.
ATP hosil bo'lishidan tashqari, trikarboksilik kislota aylanishi boshqasiga ega muhim: tsikl tananing turli biosintezlari uchun vositachi tuzilmalarni ta'minlaydi. Masalan, porfirinlar atomlarining aksariyati suksinil-KoA dan kelib chiqadi, ko'pgina aminokislotalar a-ketoglutar va oksalosirka kislotalarning hosilalari bo'lib, fumarin kislotasi karbamid sintezi jarayonida uchraydi. Bu uglevodlar, yog'lar va oqsillar almashinuvida trikarboksilik kislota aylanishining yaxlitligini ko'rsatadi.
Glikoliz reaktsiyalari shuni ko'rsatadiki, ko'pchilik hujayralarning energiya ishlab chiqarish qobiliyati ularning mitoxondriyalarida yotadi. Turli to'qimalarda mitoxondriyalar soni to'qimalarning fiziologik funktsiyalari bilan bog'liq va ularning aerob sharoitlarda ishtirok etish qobiliyatini aks ettiradi. Misol uchun, qizil qon hujayralarida mitoxondriya yo'q va shuning uchun oxirgi elektron qabul qiluvchi sifatida kisloroddan foydalangan holda energiya ishlab chiqarish qobiliyati yo'q. Biroq, aerobik sharoitda ishlaydigan yurak mushaklarida hujayra sitoplazmasi hajmining yarmi mitoxondriyalar bilan ifodalanadi. Jigar ham uning uchun aerob sharoitlarga bog'liq turli funktsiyalar, va sutemizuvchilar gepatotsitlari bir hujayrada 2 minggacha mitoxondriyani o'z ichiga oladi.
Mitoxondriya ikkita membranani o'z ichiga oladi - tashqi va ichki. Tashqi membrana oddiyroq bo'lib, 50% yog'lar va 50% oqsillardan iborat bo'lib, nisbatan kam funktsiyalarga ega. Ichki membrana strukturaviy va funksional jihatdan murakkabroq. Uning hajmining taxminan 80% oqsillardir. U sitozol va mitoxondriyal matritsa o'rtasida elektron tashish va oksidlovchi fosforillanish, metabolik vositachilar va adenin nukleotidlarida ishtirok etadigan ko'pgina fermentlarni o'z ichiga oladi.
NAD+, NADH, NADP+, FAD va FADH 2 kabi oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida ishtirok etuvchi turli nukleotidlar ichki mitoxondriyal membranaga kira olmaydi. Asetil-KoA mitoxondriyal bo'limdan yog' kislotalari yoki sterollarni sintez qilish uchun zarur bo'lgan sitozolga o'ta olmaydi. Shuning uchun intramitoxondrial atsetil-KoA trikarboksilik kislota siklining sitrat sintaza reaktsiyasiga aylanadi va bu shaklda sitozolga kiradi.
Keyin PVK dehidrogenaza reaktsiyasida hosil bo'lgan atsetil-SCoA kiradi trikarboksilik kislota aylanishi(TCA sikli, limon kislotasi sikli, Krebs sikli). Piruvatga qo'shimcha ravishda, tsikl aminokislotalar yoki boshqa moddalarning katabolizmidan kelib chiqadigan keto kislotalarni o'z ichiga oladi.
Trikarboksilik kislota aylanishi
Tsikl davom etadi mitoxondriyal matritsa va ifodalaydi oksidlanish molekulalar asetil-SCoA ketma-ket sakkizta reaktsiyada.
Birinchi reaktsiyada ular bog'lanadi asetil Va oksaloatsetat(oksaloasetik kislota) hosil qiladi sitrat(limon kislotasi), keyin limon kislotasining izomerlanishi sodir bo'ladi izotsitrat va CO 2 ning bir vaqtning o'zida chiqarilishi va NAD ning kamayishi bilan ikkita dehidrogenatsiya reaktsiyasi.
Beshinchi reaktsiyada GTP hosil bo'ladi, bu reaktsiya substratning fosforlanishi. Keyinchalik, FADga bog'liq dehidrogenatsiya ketma-ket sodir bo'ladi suksinatsiya qilish(süksin kislotasi), hidratsiya fumarova kislotagacha malat(molik kislota), keyin NADga bog'liq dehidrogenatsiya hosil bo'ladi oksaloatsetat.
Natijada, tsiklning sakkizta reaktsiyasidan keyin yana oksaloatsetat hosil bo'ladi .
Oxirgi uchta reaktsiya deb atalmishni tashkil qiladi biokimyoviy motiv(FADga bog'liq dehidrogenatsiya, hidratsiya va NADga bog'liq dehidrogenatsiya, u suksinat tuzilishiga keto guruhini kiritish uchun ishlatiladi. Bu motiv yog 'kislotasi b-oksidlanish reaktsiyalarida ham mavjud. Teskari tartibda (qaytarilish, de hidratsiya va reduksiya) bu motiv yog 'kislotalari sintezi reaktsiyalarida kuzatiladi.
TsTKning vazifalari
1. Energiya
- avlod vodorod atomlari nafas olish zanjirining ishlashi uchun, ya'ni uchta NADH molekulasi va bir molekulasi FADH2,
- yagona molekula sintezi GTF(ATP ga teng).
2. Anabolik. TTKda tuzilgan
- gem kashshofi suksinil-SCoA,
- aminokislotalarga aylantirilishi mumkin bo'lgan keto kislotalar - a-ketoglutarat glutamik kislota uchun, oksaloatsetat aspartik kislota uchun,
- limon kislotasi, yog 'kislotalarini sintez qilish uchun ishlatiladi,
- oksaloatsetat, glyukoza sintezi uchun ishlatiladi.
TCA siklining anabolik reaktsiyalari
Trikarboksilik kislota aylanishini tartibga solish
Allosterik tartibga solish
TCA siklining 1, 3 va 4 reaksiyalarini katalizlovchi fermentlar allosterik tartibga solish metabolitlari:
Oksaloatsetat mavjudligini tartibga solish
Asosiy Va asosiy TCA tsiklining regulyatori oksaloatsetat, aniqrog'i uning mavjudligi. Oksaloatsetat mavjudligi atsetil-SCoA ni TCA sikliga jalb qiladi va jarayonni boshlaydi.
Odatda hujayra mavjud muvozanat atsetil-SCoA (glyukoza, yog 'kislotalari yoki aminokislotalardan) hosil bo'lishi va oksaloatsetat miqdori o'rtasida. Oksaloatsetat manbalari hisoblanadi
1)Pirouzum kislotasi glyukoza yoki alanindan hosil bo'lgan,
Piruvatdan oksaloatsetat sintezi
Fermentlar faolligini tartibga solish piruvat karboksilaza ishtirokida amalga oshirildi asetil-SCoA. Bu allosterikdir faollashtiruvchi ferment va usiz piruvat karboksilaza amalda faol emas. Asetil-SCoA to'planganda, ferment ishlay boshlaydi va oksaloatsetat hosil bo'ladi, lekin, albatta, faqat piruvat ishtirokida.
2) dan kvitansiya aspartik kislota transaminatsiya natijasida yoki AMP-IMP siklidan,
3) kelgan mevali kislotalar aminokislotalarning katabolizmi yoki boshqa jarayonlarda hosil bo'lgan tsiklning o'zi (suksinik, a-ketoglutar, olma, limon). Ko'pchilik aminokislotalar ularning katabolizmi davomida ular TCA siklining metabolitlariga aylanishga qodir, ular keyinchalik oksaloatsetatga o'tadi, bu ham tsiklning faolligini saqlaydi.
Aminokislotalardan TCA tsikli metabolitlari hovuzini to'ldirish
Tsiklni yangi metabolitlar (oksaloatsetat, sitrat, a-ketoglutarat va boshqalar) bilan to'ldirish reaksiyalari deyiladi. anaplerotik.
Oksaloatsetatning metabolizmdagi roli
Muhim rolga misol oksaloatsetat keton jismlarining sintezini faollashtirishga xizmat qiladi va ketoatsidoz qon plazmasi at yetarli emas oksaloatsetat miqdori jigarda. Bu holat insulinga bog'liq diabetes mellitusning (1-toifa diabet) dekompensatsiyasi paytida va ro'za tutish paytida kuzatiladi. Ushbu buzilishlar bilan jigarda glyukoneogenez jarayoni faollashadi, ya'ni. oksaloatsetat va boshqa metabolitlardan glyukoza hosil bo'lishi, bu oksaloatsetat miqdorining pasayishiga olib keladi. Yog 'kislotasi oksidlanishining bir vaqtning o'zida faollashishi va atsetil-SCoA ning to'planishi atsetil guruhidan foydalanish uchun zaxira yo'lni ishga tushiradi - keton tanachalarining sintezi. Bunday holda, organizmda qonning kislotalanishi rivojlanadi ( ketoatsidoz) xarakterli klinik ko'rinish bilan: zaiflik, bosh og'rig'i, uyquchanlik, mushak tonusining pasayishi, tana harorati va qon bosimi.
TCA tsikli reaktsiyalari tezligining o'zgarishi va ma'lum sharoitlarda keton jismlarining to'planishi sabablari
Oksaloatsetat ishtirokida tavsiflangan tartibga solish usuli chiroyli formulaning tasviridir " Yog'lar uglevodlar olovida yonadi Bu shuni anglatadiki, glyukozaning "yonish alangasi" piruvatning paydo bo'lishiga olib keladi va piruvat nafaqat atsetil-SCoA ga, balki unga ham aylanadi. oksaloatsetat. Oksaloatsetatning mavjudligi undan hosil bo'lgan asetil guruhining kiritilishini ta'minlaydi yog 'kislotalari atsetil-SCoA shaklida, TCA siklining birinchi reaktsiyasida.
Yog 'kislotalarining keng ko'lamli "yonishi" holatida, bu mushaklarda kuzatiladi jismoniy ish va jigarda ro'za tutish, atsetil-SCoA ning TCA aylanish reaktsiyasiga kirish tezligi to'g'ridan-to'g'ri oksaloatsetat (yoki oksidlangan glyukoza) miqdoriga bog'liq bo'ladi.
Agar oksaloatsetat miqdori bo'lsa gepatotsit etarli emas (glyukoza yo'q yoki u piruvatga oksidlanmagan), keyin asetil guruhi keton tanachalarining sinteziga o'tadi. Bu qachon sodir bo'ladi uzoq ro'za Va 1-toifa diabet mellitus.
Ushbu metabolik yo'l 1953 yilda ushbu kashfiyot uchun Nobel mukofotini olgan (F. Lipman bilan birga) uni kashf etgan muallif G. Krebs sharafiga nomlangan. Limon kislotasi aylanishi oziq-ovqat tarkibidagi oqsillar, yog'lar va uglevodlarning parchalanishi natijasida hosil bo'lgan erkin energiyaning ko'p qismini oladi. Krebs tsikli markaziy metabolik yo'ldir.
Mitoxondriyal matritsada piruvatning oksidlovchi dekarboksillanishi natijasida hosil bo'lgan atsetil-KoA ketma-ket oksidlanish reaktsiyalari zanjiriga kiradi. Sakkizta shunday reaktsiya mavjud.
1-reaksiya - limon kislotasining hosil bo'lishi. Sitrat sitrat sintaza fermenti (suv ishtirokida) yordamida atsetil-KoA ning atsetil qoldig'ini oksalatsetat (OA) bilan kondensatsiya qilish natijasida hosil bo'ladi:
Bu reaksiya amalda qaytmas, chunki u energiyaga boy atsetil-S-CoA tioefir bog'ini parchalaydi.
2-reaksiya - izotsitrik kislota hosil bo'lishi. Bu reaksiya temir o'z ichiga olgan (Fe - gem bo'lmagan) ferment - akonitaz tomonidan katalizlanadi. Reaksiya shakllanish bosqichida davom etadi cis-akonit kislotasi (limon kislotasi hosil bo'lish uchun suvsizlanishga uchraydi cis-akonit kislotasi, u suv molekulasini qo'shib, izotsitrik kislotaga aylanadi).
3-reaksiya - izotsitrik kislotaning dehidrogenlanishi va bevosita dekarboksillanishi. Reaksiya NAD+ ga qaram ferment izotsitrat dehidrogenaza tomonidan katalizlanadi. Ferment marganets (yoki magniy) ionlarining mavjudligini talab qiladi. O'z tabiatiga ko'ra allosterik oqsil bo'lgan izotsitrat dehidrogenaza o'ziga xos faollashtiruvchi - ADPni talab qiladi.
4-reaksiya - a-ketoglutar kislotaning oksidlovchi dekarboksillanishi. Jarayon a-ketoglutarat dehidrogenaza tomonidan katalizlanadi - tuzilishi va ta'sir mexanizmi bo'yicha piruvatdehidrogenaza kompleksiga o'xshash ferment kompleksi. U bir xil koenzimlarni o'z ichiga oladi: TPP, LA va FAD - kompleksning o'ziga xos koenzimlari; CoA-SH va NAD + tashqi kofermentlardir.
5-reaksiya - substrat fosforlanishi. Reaksiyaning mohiyati uzatishdir energiyaga boy fosforik kislota ishtirokida HDF dagi suksinil-KoA (yuqori energiyali birikma) bog'lari - bu molekulasi reaksiyaga kirishadigan GTP hosil qiladi. qayta fosforlanish ADP bilan - ATP hosil bo'ladi.
6-reaksiya - süksin kislotasini suksinat dehidrogenaza bilan dehidrogenlash. Ferment to'g'ridan-to'g'ri vodorodni substratdan (suksinat) ichki mitoxondriyal membranada ubikinonga o'tkazadi. Suksinat dehidrogenaza - mitoxondrial nafas olish zanjirining II kompleksi. Bu reaksiyadagi koenzim FAD hisoblanadi.
7-reaksiya - fumaraza fermenti ta'sirida molik kislota hosil bo'lishi. Fumaraza (fumarat gidrataz) fumar kislotasini gidratlaydi - bu molik kislota hosil qiladi va uning L-form, chunki ferment stereospesifikdir.
8-reaksiya - oksalatsetat hosil bo'lishi. Reaksiya katalizlanadi malat dehidrogenaza , koenzimi NAD+. Ferment ta'sirida hosil bo'lgan oksalatsetat yana Krebs tsikliga kiradi va butun tsiklik jarayon takrorlanadi.
Oxirgi uchta reaktsiya qaytar, lekin NADH?H + nafas olish zanjiri tomonidan tutilganligi sababli, reaktsiyaning muvozanati o'ngga siljiydi, ya'ni. oksalatsetat hosil bo'lishiga qaratilgan. Ko'rib turganingizdek, tsiklning bir aylanishi davomida mavjud to'liq oksidlanish, "yonish", asetil-KoA molekulalari. Tsikl davomida nikotinamid va flavin kofermentlarining reduksiyalangan shakllari hosil bo'lib, ular mitoxondrial nafas olish zanjirida oksidlanadi. Shunday qilib, Krebs tsikli mavjud yaqin munosabat hujayrali nafas olish jarayoni bilan.
Trikarboksilik kislota aylanishining funktsiyalari xilma-xildir:
· Integrativ - Krebs tsikli - hujayraning eng muhim tarkibiy qismlarining parchalanishi va sintezi jarayonlarini birlashtirgan markaziy metabolik yo'l.
· Anabolik - sikl substratlari ko'plab boshqa birikmalarni sintez qilish uchun ishlatiladi: oksalatsetat glyukoza (glyukoneogenez) va aspartik kislota sintezi uchun, atsetil-KoA - gem sintezi uchun, a-ketoglutarat - glutamik sintezi uchun ishlatiladi. kislota, atsetil-KoA - yog 'kislotalari, xolesterin, steroid gormonlar, aseton tanalari va boshqalarni sintez qilish uchun.
· Katabolik - bu tsiklda glyukoza, yog 'kislotalari va ketogen aminokislotalarning parchalanish mahsulotlari o'z sayohatini yakunlaydi - ularning barchasi atsetil-KoA ga aylanadi; glutamik kislota - a-ketoglutar kislotaga; aspartik - oksaloatsetatga va boshqalar.
· Aslida energiya - siklning reaksiyalaridan biri (suksinil-KoA ning parchalanishi) substratning fosforillanish reaktsiyasidir. Ushbu reaksiya jarayonida GTP ning bir molekulasi hosil bo'ladi (refosforilatsiya reaktsiyasi ATP hosil bo'lishiga olib keladi).
· Vodorod donori - uchta NAD + - bog'liq dehidrogenaza (izotsitrat, a-ketoglutarat va malat dehidrogenaza) va FADga bog'liq suksinat dehidrogenaza ishtirokida 3 NADH?H + va 1 FADH 2 hosil bo'ladi. Bu qaytarilgan kofermentlar mitoxondrial nafas olish zanjiri uchun vodorod donorlari bo'lib, vodorodni uzatish energiyasi ATP sintezi uchun ishlatiladi.
· Anaplerotik - to'ldirish. Krebs sikli substratlarining katta miqdori turli birikmalarni sintez qilish uchun ishlatiladi va tsiklni tark etadi. Ushbu yo'qotishlarni qoplaydigan reaktsiyalardan biri piruvat karboksilaza tomonidan katalizlangan reaktsiyadir.
Krebs sikli reaktsiyasining tezligi hujayraning energiyaga bo'lgan ehtiyoji bilan belgilanadi
Krebs siklining reaksiya tezligi to'qimalarning nafas olish jarayonining intensivligi va u bilan bog'liq oksidlovchi fosforlanish - nafas olishni nazorat qilish bilan bog'liq. Hujayraning etarli energiya ta'minotini aks ettiruvchi barcha metabolitlar Krebs siklining inhibitorlari hisoblanadi. ATP / ADP nisbatining oshishi hujayraning etarli energiya ta'minoti ko'rsatkichidir va tsiklning faolligini pasaytiradi. NAD + / NADH, FAD / FADH 2 nisbatining oshishi energiya tanqisligini ko'rsatadi va Krebs siklida oksidlanish jarayonlarining tezlashishi signalidir.
Regulyatorlarning asosiy ta'siri uchta asosiy fermentning faolligiga qaratilgan: sitrat sintaza, izotsitrat dehidrogenaza va a-ketoglutarat dehidrogenaza. Sitrat sintazasining allosterik inhibitorlari ATP va yog 'kislotalaridir. Ba'zi hujayralarda sitrat va NADH uning ingibitorlari rolini o'ynaydi. Izotsitrat dehidrogenaza ADP tomonidan allosterik tarzda faollashadi va NADH+H+ darajasini oshirish orqali inhibe qilinadi.
Guruch. 5.15. Trikarboksilik kislota aylanishi (Krebs sikli)
Ikkinchisi, shuningdek, a-ketoglutarat dehidrogenaza inhibitori bo'lib, uning faolligi ham suksinil-KoA darajasining oshishi bilan kamayadi.
Krebs tsiklining faolligi ko'p jihatdan substratlarni etkazib berishga bog'liq. Substratlarning tsikldan doimiy "oqishi" (masalan, ammiak bilan zaharlanish paytida) hujayralarni energiya bilan ta'minlashda sezilarli buzilishlarga olib kelishi mumkin.
Glyukoza oksidlanishining pentozafosfat yo'li hujayrada qaytaruvchi sintezga xizmat qiladi.
Nomidan ko'rinib turibdiki, bu yo'l hujayra uchun juda zarur bo'lgan pentoza fosfatlarni ishlab chiqaradi. Pentozalarning hosil bo'lishi glyukozaning birinchi uglerod atomining oksidlanishi va yo'q qilinishi bilan birga kelganligi sababli, bu yo'l ham deyiladi. apotomik (cho'qqi- tepada).
Pentoza fosfat yo'lini ikki qismga bo'lish mumkin: oksidlovchi va oksidlovchi bo'lmagan. Uch reaksiyani o'z ichiga olgan oksidlovchi qismida NADPH?H + va ribuloza-5-fosfat hosil bo'ladi. Oksidlanmagan qismida ribuloza 5-fosfat 3, 4, 5, 6, 7 va 8 uglerod atomli turli xil monosaxaridlarga aylanadi; yakuniy mahsulotlar fruktoza 6-fosfat va 3-PHA.
· Oksidlanish qismi . Birinchi reaktsiya-glyukoza-6-fosfatning glyukoza-6-fosfatdegidrogenaza ta'sirida d-lakton 6-fosfoglyukon kislotasi va NADPH?H + (NADP +) hosil bo'lishi bilan dehidratsiyasi. - koenzim glyukoza-6-fosfat dehidrogenaza).
Ikkinchi reaktsiya- 6-fosfoglyukonolaktonning glyukonolakton gidrolaza bilan gidrolizlanishi. Reaksiya mahsuloti 6-fosfoglyukonatdir.
Uchinchi reaktsiya- 6-fosfoglyukonolaktonning kofermenti NADP+ bo'lgan 6-fosfoglyukonatdehidrogenaza fermenti ta'sirida dehidrogenatsiya va dekarboksillanish. Reaksiya jarayonida koferment tiklanadi va C-1 glyukoza parchalanib, ribuloza-5-fosfat hosil qiladi.
· Oksidlanmaydigan qism . Birinchi, oksidlovchidan farqli o'laroq, pentoza-fosfat yo'lining ushbu qismining barcha reaktsiyalari qaytariladi (5.16-rasm).
5.16-rasm.Pentozafosfat yo'lining oksidlovchi qismi (F-variant)
Ribuloza 5-fosfat izomerlanishi mumkin (ferment - ketoizomeraz ) riboza-5-fosfatga aylanadi va epimerizatsiyalanadi (ferment - epimeraza ) ksiluloza-5-fosfatga. Shundan so'ng ikki turdagi reaktsiyalar: transketolaza va transaldolaza.
Transketolaza(koenzim - tiamin pirofosfat) ikki uglerodli parchani ajratib, uni boshqa shakarlarga o'tkazadi (diagrammaga qarang). Transaldolaza uch uglerodli parchalarni tashiydi.
Avval riboza 5-fosfat va ksiluloza 5-fosfat reaksiyaga kirishadi. Bu transketolaza reaktsiyasi: 2C fragmenti ksiluloza-5-fosfatdan riboza-5-fosfatga o'tkaziladi.
Keyin hosil bo'lgan ikkita birikma bir-biri bilan transaldolaza reaktsiyasida reaksiyaga kirishadi; bunda 3C fragmentining sedoheptuloza-7-fosfatdan 3-PHAga o'tishi natijasida eritroz-4-fosfat va fruktoza-6-fosfat hosil bo'ladi.Bu pentozafosfat yo'lining F-variantidir. . Bu yog 'to'qimalariga xosdir.
Biroq reaksiyalar boshqa yo'lni ham olishi mumkin (5.17-rasm).Bu yo'l L-variant sifatida belgilanadi. Bu jigar va boshqa organlarda paydo bo'ladi. Bunda transaldolaza reaksiyasida oktuloza-1,8-difosfat hosil bo'ladi.
5.17-rasm. Glyukoza almashinuvining pentoza fosfat (apotomik) yo'li (oktuloza yoki L-variant)
Eritroza 4-fosfat va fruktoza 6-fosfat transketolaza reaktsiyasiga kirishishi mumkin, natijada fruktoza 6-fosfat va 3-PHA hosil bo'ladi.
Pentoza fosfat yo'lining oksidlovchi va oksidlanmaydigan qismlari uchun umumiy tenglamani quyidagicha ifodalash mumkin:
Glyukoza-6-P + 7H 2 O + 12NADP + 5 Pentoso-5-P + 6CO 2 + 12 NADPH?H + + Fn.
Men bu nima ekanligini, nima uchun Krebs tsikli kerakligini va metabolizmda qanday o'rin egallashi haqida gapirdim. Keling, ushbu tsiklning reaktsiyalariga o'taylik.
Men darhol band qilaman - shaxsan men uchun yuqoridagi savollarni hal qilgunimcha, reaktsiyalarni yodlash mutlaqo befoyda ish edi. Ammo agar siz nazariyani allaqachon tushungan bo'lsangiz, amaliyotga o'tishni taklif qilaman.
Krebs tsiklini yozishning ko'plab usullarini ko'rishingiz mumkin. Eng keng tarqalgan variantlar quyidagilardan iborat:
Ammo men uchun eng qulay bo'lgan narsa muallif T.T. Berezovning biokimyo bo'yicha yaxshi eski darsligidan reaktsiyalarni yozish usuli edi. va Korovkina B.V.
Birinchi reaktsiya
Allaqachon tanish bo'lgan Asetil-KoA va Oksaloatsetat birlashadi va sitratga aylanadi, ya'ni limon kislotasi.
Ikkinchi reaktsiya
Endi biz limon kislotasini olamiz va uni aylantiramiz izotsitrik kislota. Ushbu moddaning yana bir nomi izotsitratdir.
Aslida, bu reaktsiya biroz murakkabroq, oraliq bosqich - cis-akonit kislotasi hosil bo'lishi orqali. Lekin siz uni yaxshiroq eslab qolishingiz uchun uni soddalashtirishga qaror qildim. Agar kerak bo'lsa, qolgan hamma narsani eslab qolsangiz, etishmayotgan qadamni bu erga qo'shishingiz mumkin.
Aslini olganda, ikkita funktsional guruh shunchaki joylarni almashtirdilar.
Uchinchi reaktsiya
Shunday qilib, bizda izotsitrik kislota bor. Endi uni dekarboksillash (ya'ni, COOH chiqariladi) va dehidrogenlash kerak (ya'ni, H chiqariladi). Olingan modda a-ketoglutarat.
Bu reaktsiya HADH 2 kompleksining hosil bo'lishi bilan ajralib turadi. Bu shuni anglatadiki, NAD tashuvchisi nafas olish zanjirini boshlash uchun vodorodni oladi.
Menga Berezov va Korovkinning darslikdagi Krebs tsikli reaktsiyalarining versiyasi yoqadi, chunki reaktsiyalarda ishtirok etadigan atomlar va funktsional guruhlar darhol aniq ko'rinadi.
To'rtinchi reaktsiya
Shunga qaramay, nikotin amid adenin dinukleotid soat kabi ishlaydi, ya'ni YUQORIDA. Bu yoqimli tashuvchi, xuddi oxirgi bosqichda bo'lgani kabi, vodorodni ushlab, nafas olish zanjiriga olib borish uchun bu erga keladi.
Aytgancha, natijada olingan moddadir suksinil-KoA, sizni qo'rqitmasligi kerak. Suksinat - bu bioorganik kimyo kunlaridanoq sizga tanish bo'lgan süksin kislotasining yana bir nomi. Suksinil-koa süksin kislotasining koenzim-A bilan birikmasidir. Aytishimiz mumkinki, bu süksin kislotasining esteridir.
Beshinchi reaktsiya
Oldingi bosqichda biz suksinil-KoA süksin kislotasining esteri ekanligini aytdik. Va endi biz samani olamiz süksin kislotasi, ya'ni suksinil-KoA dan suksinat. Juda muhim nuqta: bu reaktsiyada substratning fosforlanishi.
Fosforlanish umuman (u oksidlovchi va substrat bo'lishi mumkin) to'liq hosil bo'lishi uchun YaIM yoki ATP ga PO 3 fosfor guruhini qo'shishdir. GTF, yoki mos ravishda ATP. Substrat shu bilan farq qiladiki, xuddi shu fosfor guruhi uni o'z ichiga olgan har qanday moddadan yirtilgan. Oddiy qilib aytganda, u SUBSTRATE-dan HDF yoki ADP-ga o'tkaziladi. Shuning uchun u "substrat fosforillanishi" deb ataladi.
Yana bir bor: substrat fosforlanishining boshida bizda difosfat molekulasi - guanozin difosfat yoki adenozin difosfat mavjud. Fosforlanish ikki fosfor kislotasi qoldig'iga ega bo'lgan molekula - HDP yoki ADP - guanozin TRIfosfat yoki adenozin TRIfosfat hosil qilish uchun uchta fosfor kislotasi qoldig'i bo'lgan molekulaga "to'ldirilgan"ligidan iborat. Bu jarayon suksinil-KoA ni suksinatga (ya'ni süksin kislotasi) aylantirish jarayonida sodir bo'ladi.
Diagrammada siz F (n) harflarini ko'rishingiz mumkin. Bu "noorganik fosfat" degan ma'noni anglatadi. Noorganik fosfat substratdan HDP ga o'tkaziladi, shunda reaksiya mahsulotlari yaxshi, to'liq GTPni o'z ichiga oladi. Endi reaktsiyaning o'ziga qaraylik:
Oltinchi reaktsiya
Keyingi transformatsiya. Bu safar biz oxirgi bosqichda olingan süksin kislotasiga aylanadi fumarat, yangi qo'sh bog'lanishga e'tibor bering.
Diagrammada uning reaktsiyada qanday ishtirok etishi aniq ko'rsatilgan FAD: Proton va elektronlarning bu tinimsiz tashuvchisi vodorodni oladi va uni to'g'ridan-to'g'ri nafas olish zanjiriga tortadi.
Ettinchi reaktsiya
Biz allaqachon marra chizig'idamiz. Krebs tsiklining oxirgi bosqichi fumaratni L-malatga aylantiradigan reaktsiyadir. L-malat - boshqa ism L-molik kislota, bioorganik kimyo kursidan tanish.
Agar siz reaksiyaning o'ziga qarasangiz, birinchidan, u ikkala tomonga ham borishini, ikkinchidan, uning mohiyati hidratsiya ekanligini ko'rasiz. Ya'ni, fumarat oddiygina suv molekulasini o'ziga biriktiradi, natijada L-molik kislota hosil bo'ladi.
Sakkizinchi reaktsiya
Krebs siklining oxirgi reaksiyasi L-molik kislotaning oksaloatsetatga oksidlanishi, ya'ni oksaloasetik kislota. Siz tushunganingizdek, "oksaloatsetat" va "oksaloasetik kislota" sinonimdir. Oksaloasetik kislota Krebs siklining birinchi reaktsiyasining tarkibiy qismi ekanligini eslaysiz.
Bu erda biz reaktsiyaning o'ziga xosligini ta'kidlaymiz: NADH 2 hosil bo'lishi, bu elektronlarni nafas olish zanjiriga olib boradi. Shuni ham unutmangki, 3,4 va 6 reaksiyalar, nafas olish zanjiri uchun elektron va proton tashuvchilar ham hosil bo'ladi.
Ko'rib turganingizdek, men NADH va FADH2 hosil bo'ladigan reaktsiyalarni qizil rang bilan ta'kidladim. Bular nafas olish zanjiri uchun juda muhim moddalardir. Men yashil rangda substrat fosforlanishi sodir bo'ladigan va GTP hosil bo'ladigan reaktsiyani ta'kidladim.
Bularning barchasini qanday eslash kerak?
Aslida, bu unchalik qiyin emas. Mening ikkita maqolamni, shuningdek, darslik va ma'ruzalarimni to'liq o'qib chiqqandan so'ng, siz ushbu reaktsiyalarni yozishni mashq qilishingiz kerak. Krebs siklini 4 ta reaksiya bloklarida eslab qolishni maslahat beraman. Ushbu 4 ta reaktsiyani bir necha marta yozing, har biri uchun xotirangizga mos keladigan assotsiatsiyani tanlang.
Masalan, limon kislotasidan izotsitrik kislota hosil bo'lgan ikkinchi reaktsiyani darhol juda oson esladim (bu, menimcha, bolalikdan hammaga tanish).
Siz mnemonikadan ham foydalanishingiz mumkin, masalan: " To'liq ananas va bir bo'lak sufle - bu mening bugungi tushligim, bu qatorga mos keladi - sitrat, cis-akonitat, izotsitrat, alfa-ketoglutarat, suksinil-KoA, suksinat, fumarat, malat, oksaloatsetat. Ularga o'xshash yana bir to'da bor.
Lekin, rostini aytsam, bunday she’rlarni deyarli yoqtirmasdim. Menimcha, reaktsiyalar ketma-ketligini eslab qolish osonroq. Bu menga Krebs siklini ikki qismga bo‘lishda katta yordam berdi, har birida soatiga bir necha marta yozishni mashq qildim. Qoida tariqasida, bu psixologiya yoki bioetika kabi darslarda sodir bo'ldi. Bu juda qulay - ma'ruzadan chalg'imasdan, siz tom ma'noda bir daqiqa davomida reaktsiyalarni eslab, ularni yozishingiz va keyin ularni to'g'ri variant bilan tekshirishingiz mumkin.
Aytgancha, ba'zi universitetlarda biokimyo bo'yicha testlar va imtihonlar paytida o'qituvchilarning o'zlari reaktsiyalar haqida bilishni talab qilmaydi. Siz shunchaki Krebs tsikli nima ekanligini, u qaerda sodir bo'lishini, uning xususiyatlari va ahamiyatini va, albatta, o'zgarishlar zanjirining o'zini bilishingiz kerak. Faqat zanjirni formulalarsiz, faqat moddalarning nomlaridan foydalangan holda nomlash mumkin. Bu yondashuv, menimcha, ma'nosiz emas.
Umid qilamanki, mening TCA tsikli bo'yicha qo'llanma siz uchun foydali bo'ldi. Va shuni eslatib o'tmoqchimanki, bu ikki maqola sizning ma'ruzalaringiz va darsliklaringizni to'liq almashtirmaydi. Men ularni faqat Krebs tsikli nima ekanligini tushunishingiz uchun yozdim. Agar siz to'satdan mening qo'llanmamda biron bir xatoni ko'rsangiz, bu haqda sharhlarda yozing. E'tiboringiz uchun rahmat!
