Кребсов циклус

Кребсов циклус

Радили: Матеја Војиновић, Анастасија Илић, Владимир Петровић, Јана Недељковић

START

Кребсов циклус

Кребсов циклус (циклус лимунске киселине, циклус трикарбоксилних киселина) је метаболички процес у аеробним условима при коме се добија енергија из глукозе.

NEXT

Увод

• У гликолизи крајњи продукат је пирогрожђана киселина настала из глукозе.
• У аеробним условима, следећи корак у стварању ћелијске енергије је оксидативна декарбоксилација пирогрожђане киселине и настанак ацетил коензима А (скр. ацетил ЦоА).
• Ова активирана ацетил јединица је затим комплетно оксидована до угљен-диоксида серијом реакција које чине Кребсов циклус.
• Овај циклус је такође и заједнички метаболички пут за стварање енергије оксидацијом амино киселина, угљених хидрата и масних киселина.

NEXT

Оксидативна декарбоксилација пирогрожђане киселине и претварање исте у ацетил КоА се одвија у митохондријском матриксу и управо овај корак је карика која повезује гликолизу и Кребсов циклус.

Пирогрођжана киселина + CоА + NAD+ → Ацетил CоА + CO2 + NADH

NEXT

Упрошћена шема

• Циклус почиње тако што се оксалоацетат (једињење од четири угљеникова атома) кондензује са ацетил јединицом (једињење од два угљеникова атома) и тиме стварају цитрат (једињење са шест угљеникових атома).
• Изомер цитрата се затим декарбоксилује и резултује у стварању α - кетоглутарата, који се затим опет оксидативном декарбоксилацијом претвара у сукцинат (једињење са четири угљеникова атома).
• Серијом реакција оксалоацетат се регенерише из сукцината.

NEXT

Оксидација и декарбоксилација изоцитарата

Изомеризација цитрата

Алдолна кондензација

Регенерација оксалоацетата

Сукцинат

Стварање сукцинил КоА

Алдолна кондензација

• Циклус почиње једињењем оксалоацетата и КоА.
• Оксалоацетат реагује са ацетил КоА и водом и резултује са цитратом и КоА.
• Рекација је типа алдолне кондензације, праћена са хидролизом.
• Ензим који катализује ову реакцију је цитрат-синтаза.
• Хидролиза цитрил-КоА јако помера равнотежу укупне реакције у смеру настајања цитрата.

BACK

Изомеризација цитрата

• Цитрат мора бити трансформисан у изоцитрат, једињење са шест угљеникових атома, како би оксидативна декарбоксилација била могућа.
• Кораци изомериације цитрата се састоје од дехидрације, праћене хидрацијом.
• Овом изомерацијом се врши замена места водониковог атома и ОН групе.
• Ензим који катализује оба корака је аконитаза (аконитат-хидратаза), јер се претпоставља да је „међукорак“ изомеризације цис-аконитат.

BACK

Оксидација и декарбоксилација изоцитарата

• Прва од укупно четири оксидативно-редукционе реакције је добијање кетоглутарата.
• Оксидативна декарбоксилација изоцитрата је катализована ензимом изоцитрат-дехидрогеназа:

Изоцитрат + NAD → α - Кетоглутарат + CO2 + NADH

BACK

Стварање сукцинил КоА

• Конверзација изоцитрата у алфа-кетоглутарат је праћена другом оксидативно декарбоксилационом реакцијом, формација сукцинил КоА.
• Реакција је катализована комплексом ензима α - кетоглутарат дехидрогеназом.
• Веза између сумпора и КоА у једињењу сукцинил КоА је богата енергијом. ΔG°' за хидролизу ове везе је -8 килокалорија по молу, што је приближно хидролизи ATP-а, чија износи ΔG°' ~ -7.3 килокалорија по молу.
• Хидролиза ове везе производи GTP (гуанин-трифосфат) фосфорилацијом GDP (гуанин-дифосфат).

BACK

Сукцинат

• Сукцинат бива оксидован ензимом сукцинат-дехидрогеназа до фумарата.
• FAD (флавин аденин динуклеотид) преузима водоников атом, уместо NAD+, који се користи у остале три редокс реакције Кребсовог циклуса.
• Разлог употребе FAD уместо NAD+ је тај да је промена слободне енергије недовољна како би се NAD редуковао у NADH.
• Хидрацијом фумарата добија се малат.
• Фумараза, катализатор ове реакције, катализује стереоспецифичну трансадицију водониковог атома и ОН-групе.
• ОН-група се додаје само једној страни двогубе везе, те се овом реакцијом добија Л изомер малата (Л-малат).

BACK

Регенерација оксалоацетата

Последњи корак циклуса је оксидација малата како би се регенерисао оксалоацетат. Катализатор ове реакције је малат-дехидрогеназа, у којој NAD+ прихвата водоников атом.

BACK

Стехиометрија Кребсовог циклуса

Збирна једначина Кребсовог циклуса је:

Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 3 H2O → CoA-SH + 3 NADH + H+ + FADH2 + GTP + 2 CO2 + 3 H+

NEXT

Home