Cycle de Krebs - les principales étapes et la signification pour les systèmes biologiques

La majeure partie de l'énergie chimique du carboneest libéré dans des conditions aérobies avec la participation de l'oxygène. Le cycle de Krebs est aussi appelé cycle de l'acide citrique, ou respiration cellulaire. De nombreux scientifiques ont participé au déchiffrage des réactions individuelles de ce processus: A. Szent-Gyorgyi, A. Lenringer, H. Krebs, dont le nom est le cycle, SE Séverin et d'autres.

Entre la digestion anaérobie et aérobiehydrates de carbone il y a une corrélation étroite. Tout d'abord, il s'exprime en présence d'acide pyruvique, qui met fin à la digestion anaérobie des glucides et débute la respiration cellulaire (cycle de Krebs). Les deux phases sont catalysées par les mêmes enzymes. L'énergie chimique est libérée lors de la phosphorylation, elle est réservée sous forme de macroergènes de l'ATP. Dans les réactions chimiques, les mêmes coenzymes (NAD, NADP) et les cations participent. Les différences sont les suivantes: si la digestion anaérobie des hydrates de carbone est principalement localisée dans l'hyaloplasme, les réactions de la respiration cellulaire se produisent principalement dans les mitochondries.

Sous certaines conditions, on observe un antagonismeentre les deux phases. Ainsi, en présence d'oxygène, la vitesse de la réaction de glycolyse diminue fortement (effet Pasteur). Les produits de la glycolyse peuvent inhiber le métabolisme aérobie des hydrates de carbone (effet Crabtree).

Le cycle de Krebs a un certain nombre de réactions chimiques,qui se traduisent par les produits de décomposition des hydrates de carbone oxydés en dioxyde de carbone et en eau, et l'énergie chimique est accumulée dans les composés macroergiques. Au cours de la respiration cellulaire, un "transporteur" - acide oxaloacétique (SHCHO) est formé. Par la suite, une condensation se produit avec le "support" du résidu d'acide acétique activé. Il y a l'acide tricarboxylique - citron. Au cours des réactions chimiques, il y a un "renouvellement" du reste de l'acide acétique dans le cycle. Dix-huit molécules d'adénosine triphosphate sont formées à partir de chaque molécule d'acide pyruvique. A la fin du cycle, un "support" est libéré qui réagit avec les nouvelles molécules du résidu d'acide acétique activé.

Cycle de Krebs: réactions

Si le produit final de la digestion anaérobieHydrate de carbone est l'acide lactique, sous l'influence de la lactate déshydrogénase est oxydé en acide pyruvique. Une partie des molécules d'acide pyruvique est la synthèse de « support » SCHOK influencé enzyme pyruvate carboxylase en présence d'ions Mg2 +. molécules d'acide pyruvique est la partie d'une source d'un « acétate actif » - atsetilkoenzima A (acétyl-CoA). La réaction est conduite sous l'influence de la pyruvate déshydrogénase. Acetyl-CoA contient liaison de l'énergie, qui accumule environ 5-7% de l'énergie. L'énergie chimique en vrac produit par oxydation de « acétate actif ».

Sous l'influence de la citrate synthétase commenceEn fait, le cycle de Krebs lui-même, ce qui conduit à la formation de l'acide citrique. Cet acide sous l'influence de l'aconitate hydratase est déshydrogéné et converti en acide cis-aconitique qui, après l'addition de la molécule d'eau, se transforme en acide isomonique. Entre les trois acides tricarboxyliques, un équilibre dynamique est établi.

L'acide insoluble est oxydé pouroxalo-succinique, qui est décarboxylé et converti en acide alpha-cétoglutarique. La réaction est catalysée par l'enzyme isocitrate déshydrogénase. L'acide alpha-cétoglutarique, sous l'influence de l'enzyme 2-oxo- (alpha-céto) -glutaratdegidrogenazy décarboxylé, ce qui entraîne la formation de la succinyl-CoA comprenant une liaison énergétique.

Dans l'étape suivante, le succinyl-CoA en actionenzyme succinyl-CoA synthétase transmet une liaison à haute énergie de GDF (acide guanosine diphosphate). Le GTP (guanosine triphosphate acide) sous l'influence de l'enzyme GTP-adénylate kinase donne la liaison macroergique de l'AMP (acide adénosine monophosphate). Cycle de Krebs: formules - GTP + AMP - GDF + ADP.

L'acide ambre sous l'influence de l'enzymeLa succinate déshydrogénase (SDG) est oxydée en acide fumarique. La coenzyme de la LDH est la flavine adénine dinucléotide. Le fumarate, sous l'influence de l'enzyme fumarate hydratase, est transformé en acide malique, qui à son tour est oxydé pour former un CHO. En présence d'acétyl-CoA dans le système réactionnel, le SCOQ est de nouveau inclus dans le cycle de l'acide tricarboxylique.

Ainsi, à partir d'une molécule de glucose est formé jusqu'à 38ATP (deux - en raison de la glycolyse anaérobie, six - à la suite de l'oxydation de deux molécules de NAD · H + H +, qui sont formés au cours de la glycolyse et oksireduktsii 30 - en raison de TCA). l'efficacité des CTL de 0,5. Le reste de l'énergie est dissipée sous forme de chaleur. Le TCA est oxydé acide lactate 16-33%, le reste de sa masse est dans la resynthèse du glycogène.