Цикл трикарбоновых кислот (цикл Г. Кребса)
Ацетил-КоА окисляется в цикле трикарбоновых кислот - цикле Кребса.
5.2.1. Химизм цикла Кребса (цикла трикарбоновых кислот)
В данном цикле происходит полное окисление ацетил-КоА. Цикл начинается с взаимодействия ацетил-КоА с щавелевоуксусной кислотой (ЩУК), а заканчивается образованием щавелевоуксусной кислоты. Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) протекает внутри митохондрий.
Биологическое значение цикла Кребса
Энергетическая функция. Энергетическая эффективность выражается количеством молекул АТФ
В цикле Кребса выделяют 3 реакции, идущие с образованием НАДН2 по схеме:
RH2 + НАД→ R + НАДН2.
Их катализируют ферменты изоцитратдегидрогеназа, кетоглютаратдегидрогеназный комплекс, малатдегтдрогеназа.
Образовавшиеся в ЦТК 3 молекулы НАДН2 в последующем окисляются в длинной ЦПЭ с образованием 9 молекул АТФ (при окислении каждой НАДН2 синтезируется 3 молекулы АТФ).
В ЦТК одна реакция (сукцинатдегидрогеназная) протекает по схеме:
RН2 + ФАД→ R + ФАДН2
Образовавшийся в ЦТК ФАДН2 окисляется в короткой ЦПЭ, давая энергию для синтеза 2 молекул АТФ.
В сукцинилтиокиокиназной реакции ЦТК непосредственно образуется 1 макроэрг – ГТФ (1 ГТФ = 1 АТФ).
В целом общая энергетическая эффективность ЦТК составляет 12 молекул АТФ.
Анаболическая функция заключается в том, что некоторые метаболиты цикла Кребса не окисляются в нём, а используются для синтеза новых веществ.
Например, α - кетоглютаровая используется на синтез глютаминовой кислоты. Сукцинил-КоА используется на синтез гема. Ацетил КоА идёт на синтез жирных кислот, холестерина. Щавелевоуксусная кислота может участвовать в синтезе аспарагиновой кислоты.
Взаимосвязь обмена белков, жиров, углеводов.
Регуляция активности цикла трикарбоновых кислот
Ключевыми ферментами ЦТК являются цитратсинтаза и изоцитратдегидрогеназа. Они ингибируются высокой концентрацией АТФ и НАДН2. Активаторами этих ферментов являются АДФ и НАДокисленный.
Лимитирующим фактором цикла Кребса являются запасы щавелевоуксусной кислоты. Запасы щавелевоуксусной кислоты могут пополняться 2 путями:
А) дезаминированием аспарагиновой кислоты по схеме:
аспарагиновая кислота - NН3 + Н2О → ЩУК;
Б) карбоксилированием пировиноградной кислоты по схеме:
ПВК + СО2 → ЩУК.
ОБМЕН И ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ
Термин «углеводы» связан с тем, что большинство веществ этого класса соответствуют формуле Сn(H2O)m.
Содержание углеводов в организме и их биологические функции
Содержание углеводов в организме человека в среднем составляет около 2%. Наиболее высоко содержание углеводов в печени, соединительной ткани.
Углеводы выполняют в организме многочисленные функции.