" første del
Enzymet, der katalyserer den fjerde fase af krebscyklussen, er α-keto glutarat dehydrogenase; dette enzym er et enzymkompleks, der meget ligner pyruvatdehydrogenase. Begge er sammensat af 48-60 proteiner, hvor tre forskellige enzymatiske aktiviteter genkendes og også har de samme enzymatiske kofaktorer; er meget ens enzymer, fordi de virker på lignende substrater: både pyruvat og l "α-keto glutarat, er α- ketosyrer. Virkningsmekanismen for de to enzymatiske komplekser er den samme.
Thiaminpyrofosfatets angreb på carbonyl (C = O) i "α-ketoglutarat, fører til dets decarboxylering, og carboxyhydroxypropylderivatet dannes. Med den efterfølgende overførsel til lipoamidet finder en intern redoxproces sted, hvorfra lipoamidcarboxylderivatet eller succinyllipamid opnås.
Succinyllipoamidet reagerer derefter med coenzym A for at give succinylcoenzym A (som fortsætter i krebscyklussen) og det reducerede lipoamid, der reoxideres af FAD: FADH2, der dannes, reoxideres af NAD +, og NADH opnås. I denne fase fandt den anden eliminering af et kulstof fra det kulstofholdige skelet derfor sted i form af kuldioxid.
En acylgruppe, der er knyttet til coenzym A, er i en aktiveret form, det vil sige, at det har et højt energiindhold: det er derfor muligt at udnytte energien fra succinylcoenzym A.
I den femte fase af krebscyklussen udsættes succinylcoenzym A for virkningen af succinylthiokinase; to hypoteser er blevet fremsat om dets virkemåde: vi vil kun beskrive en af de to, fordi den er den mest akkrediterede. Ifølge denne hypotese angribes succinylcoenzym A af nitrogenet af en histidin (Hys) af enzymet: coenzym A frigives, og et addukt afledt af histidin dannes som et mellemprodukt, det vil sige succinyl-enzymet (eller succinyl-Hys ); et orthophosphat virker på dette mellemprodukt, hvilket fører til frigivelse af succinat og dannelse af phosphoenzymet. Phosphoenzymet, angrebet af guanosindiphosphat (BNP), producerer guasnosintrifosfat (GTP), og enzymet frigives. Fra energisynspunktet GTP = ATP: bindingen, der giver energi, er den samme i begge arter (det er anhydridbindingen mellem phosphoryl Β og phosphoryl γ). I nogle tilfælde bruges GTP som et materiale med et højt energiindhold, men normalt omdannes GTP til ATP ved virkningen af enzymet nukleosiddiphosphokinase (NDPK); er et enzym, der findes i celler og katalyserer følgende reaktion:
N1TP + N2DP → N1DP + N2TP
Generisk NiTP ® Nucleoside Triphosphate
Generisk NiDP ® nukleosiddiphosphat
Det er en reversibel reaktion; i vores tilfælde sker det:
GTP + ADP → BNP + ATP
derfor kan den fortsætte til højre eller til venstre selv ved små variationer i reagenskoncentrationerne.
Hvis krebs -cyklussen fortsætter med en sådan hastighed, at den fører til en produktion af ATP, der er højere end energibehovet, er der en knap tilgængelighed af ADP, mens der er meget ATP: reaktionen, der katalyseres af nukleosiddiphosphokinasen, er da rettet mod venstre (GTP akkumuleres, hvis nukleosiddiphosphokinasen ikke har tilstrækkeligt substrat, dvs. ADP). GTP er derfor et signal om energitilgængelighed og bremser derfor krebs -cyklussen.
Den sjette fase af krebscyklussen fører til dannelsen af fumarat ved hjælp af succinat dehydrogenase; dette enzym giver en stereospecifik reaktion, da den umættede (det er en alken) trans altid dannes, dvs. fumarat (mens cis -isomeren er maleat). Succinat dehydrogenase findes på den indre mitokondrielle membran, mens alle de andre enzymer i krebs -cyklussen er spredt gennem mitokondrien.
Succinat dehydrogenase har FAD som en cofaktor; den hæmmes af oxaloacetat (tilbagekoblingshæmning), mens den har succinat og fumarat som sin positive modulator (aktivator). dens aktivator. Lad os prøve at forstå hvorfor ved at hoppe til sidste fase af krebscyklussen. Den sidste fase af krebs -cyklus kræver energi, så den eneste mulighed for at få oxaloacetat fra patienten er, at koncentrationen af patienten er meget høj: malat er en af metabolitterne med den højeste koncentration i celler. Reaktionen, der omdanner malat til oxaloacetat, foretrækkes også af faktum, at koncentrationen af oxaloacetat holdes lav ved virkningen af citratsyntase. Reaktionen katalyseret af succinat dehydrogenase er derefter en selvfodrende reaktion, og det er den eneste måde at få transformationen af malat til oxaloacetat til at finde sted.
Koncentrationen af mitokondrielmalat skal være forenelig med koncentrationen af det cytoplasmatiske malat: kun når koncentrationen af mitokondrielt malat er så høj, at malaten kan omdannes til oxaloacetat (i krebs -cyklussen), kan malaten også bruges i andre måder (som er cytoplasmatiske): i cytoplasmaet kan malatet omdannes til oxaloacetat, hvorfra aspartat kan opnås ved hjælp af GOT (det er en transaminase) eller glucose gennem glukoneogenese.
Vi vender tilbage til den syvende fase af krebs -cyklussen, den katalyseres af enzymet fumarasi: vand tilsættes på en stereospecifik måde for at lave L-malat.
I den sidste fase af Krebs -cyklussen, som vi allerede har talt om, er handlingen af malat dehydrogenase. Dette enzym bruger et NAD + -molekyle til sin katalytiske virkning.
Vi har således afsluttet beskrivelsen af de forskellige stadier af krebscyklussen.
Krebs -cyklussen er fuldstændig reversibel.
For at øge krebs -cyklussens hastighed kan koncentrationen af metabolitterne i denne cyklus øges; en af strategierne til at øge krebscyklussens hastighed består i at omdanne en del af pyruvat, der kommer ind i mitokondrierne, til oxaloacetat (ved virkning af pyruvatcarboxylase) og ikke omdanne det hele til acetylcoenzym A: øger dermed koncentrationen af oxaloacetat, som er en metabolit i krebs -cyklussen og øger derfor hastigheden af hele cyklussen.
I krebs -cyklussen omdannes tre NAD + til tre NADH og en FAD til FADH2, og derudover opnås en GTP: ved at kanalisere den reducerende effekt opnået fra krebs -cyklussen, produceres yderligere ATP; i respirationskæden overføres den reducerende kraft fra NADH og FADH2 til ilt: denne overførsel skyldes en række enzymer placeret på mitokondriemembranen, som i deres virkning fører til produktion af ATP.
Processerne i respirationskæden er exergoniske processer, og den frigjorte energi bruges til at producere ATP; formålet med cellen er at udnytte de exergoniske processer for at få syntesen af ATP til at finde sted. For hvert molekyle NADH, der kommer ind i respirationskæden, opnås 2,5 molekyler ATP, og for hver FADH2 opnås 1,5 molekyler ATP; denne mangfoldighed skyldes, at FADH2 kommer ind i respirationskæden på et lavere niveau end NADH.
Med den reducerende effekt af aerob metabolisme opnås 30-32 ATP (219-233 kcal / mol) med en effektivitet på ca. 33% (effektiviteten af anaerob metabolisme er ca. 2%).
