" първа част
Ензимът, който катализира четвъртия етап от цикъла на Кребс, е α-кето глутарат дехидрогеназа; този ензим е ензимен комплекс, много подобен на пируват дехидрогеназата. И двата са съставени от 48-60 протеини, в които са разпознати три различни ензимни активности и също имат същите ензимни кофактори; са много сходни ензими, защото действат върху подобни субстрати: и пируват, и l "α-кето глутарат, са α- кето киселини. Механизмът на действие на двата ензимни комплекса е един и същ.
Атаката от тиамин пирофосфат върху карбонила (С = О) на "α-кетоглутарат, води до неговото декарбоксилиране и се образува карбоксихидрокси пропиловото производно. С последващото прехвърляне към липоамида се осъществява вътрешен редокс процес, от който се получава липоамидното карбокси производно или сукцинил липоамид.
След това сукцинил липоамидът реагира с коензим А, за да даде сукцинил коензим А (който продължава в цикъла на Кребс) и редуцирания липоамид, който се окислява повторно от FAD: образуваният FADH2 се окислява отново чрез NAD + и NADH. Следователно на този етап е извършено второто елиминиране на въглерод от въглеродния скелет под формата на въглероден диоксид.
Ацилна група, свързана с коензим А, е в активирана форма, тоест има високо енергийно съдържание: следователно е възможно да се използва енергията на сукцинил коензим А.
В петия етап от цикъла на Кребс, сукцинил коензим А се подлага на действието на сукцинил тиокиназа; са направени две хипотези относно начина му на действие: ще опишем само една от двете, защото е най -акредитираната. Според тази хипотеза, сукцинил коензим А е атакуван от азота на хистидин (Hys) на ензима: коензим А се освобождава и адукт, получен от хистидин, се образува като междинен продукт, т.е. сукцинил-ензим (или сукцинил-Hys ); ортофосфат действа върху този междинен продукт, което води до освобождаване на сукцинат и образуване на фосфоензим. Фосфоензимът, атакуван от гуанозин дифосфат (БВП), произвежда гуазинозин трифосфат (GTP) и ензимът се освобождава. От енергийна гледна точка GTP = ATP: връзката, която осигурява енергия, е еднаква и при двата вида (това е анхидридната връзка между фосфорил Β и фосфорил γ). В някои случаи GTP се използва като материал с високо енергийно съдържание, но обикновено GTP се превръща в АТФ под действието на ензима нуклеозид дифосфо киназа (NDPK); е ензим, който се намира в клетките и катализира следната реакция:
N1TP + N2DP → N1DP + N2TP
Общ NiTP ® нуклеозид трифосфат
Общ NiDP ® нуклеозид дифосфат
Това е обратима реакция; в нашия случай се случва:
GTP + ADP → GDP + ATP
следователно може да продължи вдясно или вляво дори при малки вариации в концентрациите на реагентите.
Ако цикълът на Кребс протича с такава скорост, че да доведе до производство на АТФ, по -високо от необходимото за енергия, има оскъдна наличност на АДФ, докато има много АТФ: реакцията, катализирана от нуклеозид дифосфокиназата, е, тогава, насочени наляво (GTP се натрупва, ако нуклеозидната дифосфокиназа няма достатъчно субстрат, т.е. ADP). Следователно GTP е сигнал за наличност на енергия и следователно забавя цикъла на krebs.
Шестият етап от цикъла на Кребс води до образуването на фумарат под действието на сукцинат дехидрогеназа; този ензим дава стереоспецифична реакция, тъй като винаги се образува ненаситеният (това е алкен) транс, т.е. фумаратът (докато цис изомерът е малеат). Сукцинат дехидрогеназата се намира във вътрешната митохондриална мембрана, докато всички останали ензими от цикъла на Кребс са разпръснати из целия митохондрий.
Сукцинат дехидрогеназата има FAD като кофактор; той се инхибира от оксалоацетат (инхибиране на обратната връзка), докато той има сукцинат и фумарат като свой положителен модулатор (активатор). цикълът на Кребс изисква енергия, така че единствената възможност за получаване на оксалоацетат от пациента е, че концентрацията на пациента е много висока: малатът е един от метаболитите с най -висока концентрация в клетките. Реакцията, която превръща малат в оксалоацетат, също се благоприятства от фактът, че концентрацията на оксалоацетат се поддържа ниска от действието на цитрат синтаза. Реакцията, катализирана от сукцинат дехидрогеназа, е реакция на самостоятелно хранене и това е единственият начин да се осъществи трансформацията на малат в оксалоацетат.
Концентрацията на митохондриален малат трябва да е съвместима с концентрацията на цитоплазмения малат: само когато концентрацията на митохондриалния малат е толкова висока, че да гарантира превръщането на малат в оксалоацетат (в цикъла на Кребс), тогава малатът може да се използва и в други начини (които са цитоплазмени): в цитоплазмата малатът може да се превърне в оксалоацетат, от който аспартатът може да бъде получен чрез действието на GOT (това е трансаминаза) или глюкоза чрез глюконеогенеза.
Връщаме се към седмия етап от цикъла на Кребс, той се катализира от ензима фумараси: водата се добавя по стереоспецифичен начин за получаване на L-малат.
В последния етап от цикъла на Кребс, за който вече говорихме, действието на малат дехидрогеназа. Този ензим използва молекула NAD + за каталитичното си действие.
Така завършихме описанието на различните етапи от цикъла на Кребс.
Цикълът на Кребс е напълно обратим.
За да се увеличи скоростта на цикъла на крем, концентрацията на метаболитите, присъстващи в този цикъл, може да бъде увеличена; една от стратегиите за увеличаване на скоростта на цикъла на Кребс се състои в превръщането на част от пирувата, който влиза в митохондриите, в оксалоацетат (под действието на пируват карбоксилаза) и не превръщането на всичко в ацетил коензим А: по този начин се увеличава концентрацията на оксалоацетат, който е метаболит на цикъла на Кребс и следователно увеличава скоростта на целия цикъл.
В цикъла на krebs три NAD + се преобразуват в три NADH и един FAD във FADH2 и освен това се получава GTP: чрез канализиране на редукционната мощност, получена от цикъла на krebs, се произвежда допълнително ATP; в дихателната верига редуциращата сила се прехвърля от NADH и FADH2 към кислород: този трансфер се дължи на поредица от ензими, разположени върху митохондриалната мембрана, които в своето действие водят до производството на АТФ.
Процесите на дихателната верига са ексергонични процеси и освободената енергия се използва за производство на АТФ; целта на клетката е да използва екзергоничните процеси за осъществяване на синтеза на АТФ. За всяка молекула NADH, която влиза в дихателната верига, се получават 2,5 молекули АТФ и за всеки FADH2 се получават 1,5 молекули АТФ; това разнообразие се дължи на факта, че FADH2 навлиза в дихателната верига на по -ниско ниво от NADH.
С намаляващата сила на аеробния метаболизъм се получават 30-32 АТФ (219-233 ккал / мол) с ефективност около 33% (ефективността на анаеробния метаболизъм е около 2%).
