Krebso ciklo suvokimas korinio kvėpavimo srityje

Kaip ir kitos gyvos būtybės, ląstelės turi atlikti medžiagų apykaitą, kad pagamintų energiją, viena iš jų yra kvėpavimas. Ląstelių kvėpavimas gali būti aerobinis, o tai reiškia, kad substratas visiškai suskaidomas esant deguoniui. Aerobinis kvėpavimas vyksta ląstelės mitochondrijose ir gamina daugiau energijos. Vienas iš aerobinio kvėpavimo etapų yra krebso ciklas. Krebso ciklą atrado vokiečių gydytojas ir biochemikas Hansas Adolfas Krebsas.

Krebso ciklas yra serija cheminių reakcijų, vykstančių gyvose ląstelėse, gaminant energiją iš acetilko-A, kuris yra piruvino rūgšties pokytis, atsirandantis dėl glikolizės. Aerobinio kvėpavimo etapai prasideda nuo glikolizės, oksidacinės dekarboksilinimo, krebso ciklo ir elektronų perdavimo.

Šiame straipsnyje aptarsime procesą, vykstantį krebso cikle.

Didžioji dalis gyviems daiktams reikalingos energijos gaunama dėl ląstelėse vykstančio katabolizmo ar gliukozės skaidymo. Iš pradžių gliukozė patiria glikolizės procesą, kuris pavers ją piruvo rūgštimi. Jei nėra deguonies, piruvino rūgštis bus apdorojama per anaerobinį kvėpavimą ir taps pieno rūgštimi arba alkoholiu. Bet jei yra deguonies, piruvino rūgštis bus perdirbama per aerobinį kvėpavimą ir bus perdirbama į energiją, vandenį ir anglies dioksidą.

(Taip pat skaitykite: Veiksniai, turintys įtakos evoliucijai)

Krebso cikle yra du svarbūs etapai, tai yra oksidacinis dekarboksilinimas ir krebso ciklas . Oksidacinis dekarboksilinimas reiškia piruvino rūgšties konversijos į acetil-co-A etapą. Be to, acetilo co-A pateks į mitochondrijų matricą, kad būtų atliktas krebso ciklas.

Oksidacinis dekarboksilinimas

Oksidacinės dekarboksilinimo stadijoje piruvino rūgštis iš glikolizės bus paversta acetil-co-A. Šis etapas atliekamas per kelias reakcijas, kurias katalizuoja fermentų kompleksas, vadinamas piruvato dehidrogenaze. Šis fermentas yra eukariotų ląstelių mitochondrijose ir prokariotinių ląstelių citoplazmoje.

krebso ciklas

Oksidacinis dekarboksilinimas prasideda iš piruvinės rūgšties išsiskiriant karboksilo grupei (-COO), kad ji taptų CO 2 . Tada likusieji du piruvo rūgšties atomai CH 3 COO pavidalu perduos elektronų perteklių, kad taptų NAD + molekule ir sudarytų NADH. Dviejų anglies atomų molekulė virs acetatu. Galiausiai kofermentas A arba ko-A bus susietas su acetatu, kad susidarytų acetilkoenzimas-A arba acetilko-A.

Krebso ciklas

Tada acetilo co-A molekulė patenka į krebso ciklą, kad gautų ATP, NADH, FADH 2 ir CO 2 . Šio proceso etapai sudarys apskritimą taip, kad jis būtų vadinamas ciklu.

krebso ciklas

Šis ciklas prasideda tuo, kad acetilas co-A prisijungia prie oksaloacetato, kad susidarytų citratas. Šią reakciją katalizuoja fermento citrato sintazė. Tada fermentas akonitazė citratą pavers izocitru. Izocitras fermentu izositrato dehidrogenaze perdirbamas į alfa-ketoglutaratą. Ši reakcija išskiria CO 2 ir gamina NADH.

Be to, alfa-ketoglutaratas arba a-ketoglutaratas virsta fermentu alfa-ketoglutarato dehidrogenaze į sukcinil-co-A. Ši reakcija taip pat išskiria CO 2 ir gamina NADH. Po to sukcinilo ko-A fermentas sukcinilko-A sintetazė perdirbama į sukcinatą. Šis procesas sukuria GTP, kurį vėliau galima paversti ATP.

Po to ankstesnio proceso sukcinatas fermento sukcinato dehidrogenazės paverčiamas fumaratu ir gamina FADH 2 . Fermentas fumarazė pavers fumaratą į malatą. Tada malatas fermento malato dehidrogenazės būdu perdirbamas į oksaloacetatą. Šis procesas sukuria NADH.

Viena acetilo ko-A molekulė, apdorota krebso cikle, gali gaminti 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH 2 ir 2 CO 2 . Kadangi vieną gliukozės molekulę galima suskaidyti į dvi acetilo co-A, viena gliukozės molekulė per krebso ciklą gali gaminti 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH 2 ir 4 CO 2 . NADH ir FADH 2 molekulės vėliau pateks į elektronų perdavimo procesą, kad gautų ATP.