Cicle de Krebs: les etapes principals i la importància dels sistemes biològics

La major part de l'energia química del carboni s'allibera en condicions aeròbiques amb la participació d'oxigen. El cicle de Krebs també s'anomena cicle d'àcid cítric o respiració cel·lular. Molts científics van participar a desxifrar les reaccions individuals d'aquest procés: A. Szent-Gyorgyi, A. Lenringer, H. Krebs, el nom del qual és el cicle, SE Severin i altres.

Hi ha una estreta correlació entre la digestió anaeròbia i aeròbica dels carbohidrats. En primer lloc, s'expressa en presència d'àcid pirúvic, que acaba amb la digestió anaeròbia dels carbohidrats i comença la respiració cel·lular (cicle de Krebs). Ambdues fases estan catalizadas pels mateixos enzims. L'energia química s'allibera durant la fosforilació, es reserva en forma de macroerges d'ATP. En reaccions químiques, participen les mateixes coenzimas (NAD, NADP) i cations. Les diferències són les següents: si la digestió anaeròbia dels carbohidrats es localitza principalment en el hialoplasma, les reaccions de la respiració cel·lular es produeixen principalment a les mitocòndries.

Sota certes condicions, l'antagonisme s'observa entre les dues fases. Així, en presència d'oxigen, la velocitat de reacció de la glucòlisi disminueix fortament (efecte Pasteur). Els productes de la glicòlisi poden inhibir el metabolisme aeròbic dels carbohidrats (efecte Crabtree).

El cicle de Krebs té una sèrie de reaccions químiques, com a conseqüència que els productes de la digestió de carbohidrats s'oxiden a diòxid de carboni i aigua, i l'energia química s'acumula en els compostos macroergicos. Durant la respiració cel·lular, es forma un "portador" - àcid oxaloacético (SHCHO). Posteriorment, la condensació es produeix amb el "portador" del residu d'àcid acètic activat. Hi ha àcid tricarboxílic - llimona. En el curs de les reaccions químiques, hi ha una "facturació" de la resta d'àcid acètic en el cicle. Es formen divuit molècules de trifosfat d'adenosina a partir de cada molècula d'àcid pirúvic . Al final del cicle, s'allibera un "portador" que reacciona amb les noves molècules del residu d'àcid acètic activat.

Cicle de Krebs: reaccions

Si el producte final de la digestió anaeròbia dels carbohidrats és l'àcid làctic, llavors sota la influència de lactat deshidrogenasa s'oxida a l'àcid pirúvic. Una part de les molècules de l'àcid pirúvic va a la síntesi de la "portadora" de l'SHCH sota la influència de l'enzim piruvat carboxilasa i en presència d'ions Mg2 +. Una part de les molècules de l'àcid piruvic és la font de la formació de "acetat actiu" - acetilcoenzim A (acetil-CoA). La reacció es realitza sota la influència de piruvat deshidrogenasa. L'acetil-CoA conté un enllaç macroergètic, on s'acumula aproximadament el 5-7% de l'energia. El gruix de l'energia química es forma com a conseqüència de l'oxidació de "acetat actiu".

Sota la influència de citrat sintetasa, el cicle de Krebs comença a funcionar, el que condueix a la formació d'àcid citrat. Aquest àcid sota la influència de l'aconitat hidratasa es deshidrogenat i es converteix en àcid cis-acónico, que després de l'addició de la molècula d'aigua es converteix en un àcid isomònic. Entre els tres àcids tricarboxílics s'estableix un equilibri dinàmic.

L'àcid isolimònic s'oxida a àcid oxalil succínic, que es descarboxila i es converteix en àcid alfa-cetoglutàric. La reacció està catalizada per l'enzim isocitrat deshidrogenasa. L'àcid alfa-cetoglutàric sota la influència de l'enzim 2-oxo- (alfa-ceto) -glutarato deshidrogenasa descarboxilada, resultant en la formació de succinil-CoA, que conté un enllaç macroergico.

En la següent etapa, succinil-CoA sota l'acció de l'enzim succinil-CoA sintetasa transmet un enllaç d'alta energia de GDF (guanosina difosfat àcid). El GTP (guanosine triphosphate acid) sota la influència de l'enzim GTP-adenylate kinase dóna la connexió macroergica de AMP (àcid monofosfat d'adenosina). Cicle de Krebs: fórmules - GTP + AMP - GDF + ADP.

L'àcid succínic sota l'acció de l'enzim succinat deshidrogenasa (SDG) s'oxida a l' àcid fumàric. El coenzim de LDH és flavin adenine dinucleotide. El fumarat, sota la influència de l'enzim fumarato hidratasa, es converteix en àcid màlic, que al seu torn s'oxida per formar SHCHO. En presència d'acetil-CoA en el sistema de reacció, el SCOQ s'inclou novament en el cicle d'àcid tricarboxílic.

D'aquesta manera, fins a 38 molècules d'ATP es formen a partir d'una molècula de glucosa (dues per glicòlisi anaeròbia, sis per oxidació de dues molècules NADH + H + que es van formar durant la oxiduració glicolítica i 30 per la CTC). El coeficient d'eficiència del CTC és 0,5. L'energia restant es dissipa en forma de calor. El CTC oxida el 16-33% d'àcid lactat, la resta de la seva massa es dirigeix a la resíntesi del glucogen.