Ciclo de Krebs - as principais etapas e significância para sistemas biológicos

A maior parte da energia química do carbonoé liberado sob condições aeróbicas com a participação de oxigênio. O ciclo de Krebs também é chamado de ciclo do ácido cítrico ou respiração celular. Muitos cientistas participaram da decifração das reações individuais desse processo: A. Szent-Gyorgyi, A. Lenringer, H. Krebs, cujo nome é o ciclo, SE Severin e outros.

Entre digestão anaeróbica e aeróbicacarboidratos há uma estreita correlação. Primeiro de tudo, é expresso na presença de ácido pirúvico, que termina a digestão anaeróbica de carboidratos e inicia a respiração celular (ciclo de Krebs). Ambas as fases são catalisadas pelas mesmas enzimas. A energia química é liberada durante a fosforilação, é reservada sob a forma de macroergias de ATP. Em reações químicas, as mesmas coenzimas (NAD, NADP) e cátions participam. As diferenças são as seguintes: se a digestão anaeróbica de carboidratos estiver localizada principalmente no hialoplasma, as reações de respiração celular ocorrem principalmente nas mitocôndrias.

Sob certas condições, o antagonismo é observadoentre as duas fases. Assim, na presença de oxigênio, a taxa de reação da glicólise diminui acentuadamente (efeito Pasteur). Os produtos da glicólise podem inibir o metabolismo aeróbico dos carboidratos (o efeito Crabtree).

O ciclo de Krebs tem várias reações químicas, emque resultam nos produtos de decomposição de carboidratos oxidados em dióxido de carbono e água, e a energia química é acumulada nos compostos macroergéticos. Durante a respiração celular, um "portador" - ácido oxaloacético (SHCHO) é formado. Subsequentemente, ocorre condensação com o "transportador" do resíduo de ácido acético ativado. Há ácido tricarboxílico - limão. No curso de reações químicas, há um "turnover" do restante do ácido acético no ciclo. Dezoito moléculas de trifosfato de adenosina são formadas a partir de cada molécula de ácido pirúvico. No final do ciclo, é liberado um "portador" que reage com as novas moléculas do resíduo de ácido acético ativado.

Ciclo de Krebs: reações

Se o produto final da digestão anaeróbicacarboidratos é o ácido lático, então sob a influência da lactato desidrogenase é oxidado a ácido pirúvico. Parte das moléculas de ácido pirúvico vai para a síntese do "portador" do SHCH sob a influência da enzima piruvato carboxilase e na presença de íons Mg2 +. Parte das moléculas de ácido pirúvico é a fonte da formação de "acetato ativo" - acetilcoenzima A (acetil-CoA). A reação é realizada sob a influência de piruvato desidrogenase. Acetil-CoA contém uma ligação macroérgica, em que cerca de 5-7% da energia é acumulada. A maior parte da energia química é formada como resultado da oxidação do "acetato ativo".

Sob a influência da citrato sintetase começaNa verdade, o próprio ciclo de Krebs, que leva à formação de ácido cítrico. Este ácido sob a influência da hidrocase acídica é desidrogenado e convertido em ácido cis-aconítico, que após a adição da molécula de água se transforma em um ácido isomônico. Entre os três ácidos tricarboxílicos, estabelece-se um equilíbrio dinâmico.

O ácido insolúvel é oxidado paraoxalo-succínico, que é descarboxilado e convertido em ácido alfa-cetoglutárico. A reação é catalisada pela enzima isocitrato desidrogenase. O ácido alfa-cetoglutárico é descarboxilado sob a influência da enzima 2-oxo- (alfa-ceto) -glutarato desidrogenase, resultando na formação de succinil-CoA contendo uma ligação macroérgica.

Na próxima etapa, succinil-CoA em açãoenzima succinil-CoA sintetase transmite uma ligação de alta energia de GDF (ácido guanosina difosfato). O GTP (guanosina trifosfato ácido) sob a influência da enzima GTP-adenilato cinase dá a conexão macroergética do AMP (ácido monofosfato de adenosina). Ciclo de Krebs: fórmulas - GTP + AMP - GDF + ADP.

Ácido âmbar sob a influência da enzimaA succinato desidrogenase (SDG) é oxidada em ácido fumárico. A coenzima de LDH é dinucleótido de flavina adenina. Fumarato sob a influência da enzima fumarato hidratase é convertido em ácido málico, que por sua vez é oxidado, formando SCOK. Se o sistema acetil-CoA estiver presente no sistema de reação, o SCOQ é novamente incluído no ciclo do ácido tricarboxílico.

Então, de uma molécula de glicose é formada até 38Moléculas de ATP (duas devido à glicólise anaeróbica, seis devido à oxidação de duas moléculas de NADH + H + que se formaram durante a oxidorredução glicolítica e 30 devido à CTC). O coeficiente de eficiência do TSC é de 0,5. A energia restante é dissipada na forma de calor. O CTC oxida 16-33% de ácido láctico, o resto da sua massa vai para a ressíntese do glicogênio.