Czym jest cykl Krebsa:
Cykl Krebsa, czyli cykl kwasu cytrynowego, generuje większość nośników elektronów (energii), które zostaną połączone w łańcuchu transportu elektronów (CTE) w ostatniej części oddychania komórkowego komórek eukariotycznych.
Znany jest również jako cykl kwasu cytrynowego, ponieważ jest to łańcuch utleniania, redukcji i przemiany cytrynianu.
Cytrynian lub kwas cytrynowy to sześciowęglowa struktura, która kończy cykl regenerując się w szczawiooctanie. Szczawiooctan jest cząsteczką niezbędną do ponownego wytworzenia kwasu cytrynowego.
Cykl Krebsa jest możliwy tylko dzięki cząsteczce glukozy, która wytwarza cykl Calvina lub ciemną fazę fotosyntezy.
Glukoza poprzez glikolizę wygeneruje dwa pirogroniany, które wytworzą, w fazie przygotowawczej cyklu Krebsa, acetylo-CoA, niezbędny do uzyskania cytrynianu lub kwasu cytrynowego.
Reakcje cyklu Krebsa zachodzą w błonie wewnętrznej mitochondriów, w przestrzeni międzybłonowej, która znajduje się pomiędzy kryształami a błoną zewnętrzną.
Ten cykl do funkcjonowania wymaga katalizy enzymatycznej, to znaczy potrzebuje pomocy enzymów, aby cząsteczki mogły ze sobą reagować i jest uważany za cykl, ponieważ następuje ponowne użycie cząsteczek.
Etapy cyklu Krebsa
Początek cyklu Krebsa jest rozważany w niektórych książkach od przemiany glukozy generowanej przez glikolizę w dwa pirogroniany.
Mimo to, jeśli rozważymy ponowne użycie cząsteczki do wyznaczenia cyklu, ponieważ cząsteczka jest regenerowanym czterowęglowym szczawiooctanem, rozważymy fazę przed nią jako przygotowawczą.
W fazie przygotowawczej glukoza uzyskana z glikolizy rozdzieli się, tworząc dwa trójwęglowe pirogroniany, wytwarzając również jeden ATP i jeden NADH na pirogronian.
Każdy pirogronian utlenia się do dwuwęglowej cząsteczki acetylo-CoA i generuje NADH z NAD+.
Cykl Krebsa przebiega w każdym cyklu dwa razy jednocześnie przez dwa koenzymy acetylo-CoA, które wytwarzają dwa wspomniane powyżej pirogroniany.
Każdy cykl jest podzielony na dziewięć etapów, w których zostaną szczegółowo opisane najbardziej odpowiednie enzymy katalityczne do regulacji niezbędnego bilansu energetycznego:
Pierwszy krok
Dwuwęglowa cząsteczka acetylo-CoA wiąże się z czterowęglową cząsteczką szczawiooctanu.
Wolna grupa CoA.
Produkuje sześciowęglowy cytrynian (kwas cytrynowy).
Drugi i trzeci krok
Cząsteczka cytrynianu sześciowęglowego jest przekształcana w izomer izocytrynianowy, najpierw poprzez usunięcie cząsteczki wody, a następnie ponowne jej włączenie.
Uwalnia cząsteczkę wody.
Wytwarza izomeryczny izocytrynian i H2O.
Czwarty krok
Cząsteczka sześciowęglowego izocytrynianu jest utleniana do α-ketoglutaranu.
LiberaCO2 (cząsteczka węgla).
Wytwarza pięciowęglowy α-ketoglutaran i NADH z NADH+.
Odpowiedni enzym: dehydrogenaza izocytrynianowa.
Piąty krok
Pięciowęglowa cząsteczka α-ketoglutaranu jest utleniana do sukcynylo-CoA.
Uwalnia CO2 (cząsteczka węgla).
Produkuje czterowęglowy sukcynylo-CoA.
Odpowiedni enzym: dehydrogenaza α-ketoglutaranu.
Szósty krok
Czterowęglowa cząsteczka sukcynylo-CoA zastępuje swoją grupę CoA grupą fosforanową, tworząc bursztynian.
Produkuje czterowęglowy bursztynian i ATP z ADP lub GTP z GDP.
Siódmy krok
Czterowęglowa cząsteczka bursztynianu jest utleniana do fumaranu.
Produkuje cztery fumarany węgla i FDA FADH2.
Enzym: umożliwia FADH2 przeniesienie swoich elektronów bezpośrednio do łańcucha transportu elektronów.
Ósmy krok
Czterowęglowa cząsteczka fumaranu jest dodawana do cząsteczki jabłczanu.
Zwolnij H2LUB.
Wytwarza jabłczan czterowęglowy.
Dziewiąty krok
Czterowęglowa cząsteczka jabłczanu jest utleniana, regenerując cząsteczkę szczawiooctanu.
Produkuje: czterowęglowy szczawiooctan i NADH z NAD+.
Produkty cyklu Krebsa
Cykl Krebsa wytwarza zdecydowaną większość teoretycznego ATP generowanego przez oddychanie komórkowe.
Cykl Krebsa będzie rozpatrywany z połączenia czterowęglowej cząsteczki szczawiooctanu lub kwasu szczawiooctowego z dwuwęglowym koenzymem acetylo-CoA w celu wytworzenia kwasu cytrynowego lub sześciowęglowego cytrynianu.
W tym sensie każdy cykl Krebsa wytwarza 3 NADH z 3 NADH+, 1 ATP z 1 ADP i 1 FADH2 z 1 FAD.
Ponieważ cykl występuje dwa razy jednocześnie z powodu dwóch koenzymów acetylo-CoA wytworzonych w poprzedniej fazie zwanej utlenianiem pirogronianu, należy go pomnożyć przez dwa, co skutkuje:
- 6 NADH, który wygeneruje 18 ATP
- 2 ATP
- 2 FADH2, które wygenerują 4 ATP
Powyższa suma daje nam 24 z 38 teoretycznych ATP, które wynikają z oddychania komórkowego.
Pozostały ATP będzie otrzymywany z glikolizy i utleniania pirogronianu.
Mitochondria.
Rodzaje oddychania.
