Biochemia wykład 14 Cykl kwasu cytrynowego

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

14. Cykl kwasu cytrynowego (Krebsa)

Prof.dr hab. inż.Korneliusz Miksch

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Cykl Krebsa (kwasu cytrynowego)

Cykl kwasu cytrynowego zwany również cyklem kwasów

trójkarboksylowych lub cyklem Krebsa, jest jednym z

głównych cykli metabolicznych, ściśle związany z łańcuchem

oddechowym, dzięki czemu stanowi podstawowe źródło ATP

w organizmie. Jest końcowym miejscem utleniania cukrów,

białek, tłuszczów. W wyniku niego następuje utlenianie

substratów energetycznych - aminokwasów, kwasów

tłuszczowych i węglowodanów- w postaci najczęściej

acetylokoenzymu A (acetylo-CoA ) otrzymanym w wyniku

glikolizy i innych przemian biochemicznych np. beta-

oksydacji. Często prekursorem acetylokoenzymu A jest inny

kluczowy metabolit – pirogronian.

U

Procaryota

enzymy

cyklu

kwasu

cytrynowego

zlokalizowane są w cytoplazmie, a u Eucaryota w matriks

mitochondrialnej.

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Cykl Krebsa (kwasu cytrynowego)

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Cykl Krebsa (kwasu cytrynowego)

Podczas jednego obrotu cyklu zachodzi pięć reakcji

dehydrogenacji, w których wodór przenoszony jest na NAD

+ lub FAD+. Zredukowane koenzymy są dalej utleniane w

łańcuchu

oddechowym.

Początkową

reakcją

jest

kondensacja

acetylo-CoA

ze

szczawiooctanem,

katalizowana

przez

syntetazę

cytrynianową,

gdzie

wykorzystywana jest jedna cząsteczka wody i powstaje

kwas cytrynowy i CoA. Kwas cytrynowy jest przekształcany

w szczawiooctan w szeregu reakcji katalizowanych przez

kolejne enzymy. Dwa razy zachodzi dekarboksylacja, przy

czym atomy węgla opuszczające cykl (jako CO2) nie

pochodzą z grupy acetylowej dołączanej przez CoA. W

wyniku rekcji powstają 3 NADH+ + H+ i 1 FADH2 oraz 1

cząsteczka GTP.

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Cykl Krebsa (kwasu cytrynowego)

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Cykl Krebsa (kwasu cytrynowego)

Cząsteczka

Enzym

Typ reakcji

Substra

ty

/

Koenzy

my

Produkt

y

/

Koenzy

my

X.

Szczawiooctan

+ Acetylo-CoA

J.

Syntaza

cytrynianowa

Kondensacja

H

2

O

CoASH

+ H

+

I. Cytrynian

A. Akonitaza

Dehydratacja

H

2

O

II. cis-Akonitan

B. Akonitaza

Hydratacja

H

2

O

III.

Izocytrynian

C.Dehydrogenaza

izocytrynianowa

Utlenianie

NAD

+

NADH +

H

+

IV.

Szczawio-

bursztynian

D.

Dehydrogenaza

izocytrynianowa

Dekarboksylacja

H

+

CO

2

V. Ketoglutaran

E.Dehydrogenaza

ketoglutaranowa

Dekarboksylacja

oksydacyjna

NAD

+

+

CoA-SH

NADH +

H

+

+ CO

2

VI.Bursztynylo-

CoA

F.Tiokinaza

bursztynianowa

Hydroliza

GDP

+ P

GTP +

CoA-SH

VII.

Bursztynian

G.

Dehydrogenaza

bursztynianowa

Utlenianie

FAD

FADH

2

VIII. Fumaran

H. Fumaraza

Addycja H

2

O

H

2

O

IX. L-Jabłczan

I.

Dehydrogenaza

jabłczanowa

Utlenianie

NAD

+

NADH +

H

+

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Główne etapy i integracja metabolizmu komórkowego

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Główne etapy i integracja metabolizmu komórkowego

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Acetylokoenzym A

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Główne etapy i integracja metabolizmu komórkowego

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Główne etapy i integracja metabolizmu komórkowego

Rola cyklu Krebsa nie ogranicza się do

dostarczania energii (bezpośrednio lub

pośrednio). Powstające w nim związki

pośrednie są substratami wyjściowymi

wielu

syntez

komórkowych

np.

aminokwasów, tłuszczów i węglowodanów.

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Metabolizm aminokwasów

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Główne etapy i integracja metabolizmu komórkowego

Zużycie produktów pośrednich cyklu Krebsa np. kwasu

α

-ketoglutarowego

do

produkcji

aminokwasów,

uniemożliwiłoby regenerację takiej samej ilości kwasu

szczawiooctowego. W efekcie cykl po pewnym czasie

ustałby, a jednocześnie gromadziłyby się duże ilości

acetylokoenzymu A, nie mogącego łączyć się z

brakującym kwasem szczawiooctowym. Sytuacji takiej

komórka unika dzięki specjalnemu mechanizmowi

regulacyjnemu. Nadmiar acetylokoenzymu A indukuje

enzym, karboksylazę kwasu fosfoenolopirogronowego.

Enzym ten przyłącza cząsteczkę dwutlenku węgla do

kwasu

pirogronowego,

wytwarzając

kwas

szczawiooctowy. Umożliwia to kondensację nadmiaru

acetylokoenzymu A z tym kwasem dalsze niezakłócone

funkcjonowanie cyklu Krebsa.

background image

http://kbs.ise.polsl.pl

Environmental Biotechnology Department, SUT

Główne etapy i integracja metabolizmu komórkowego

(Rys. 5-28, Życie bakterii1986

)


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
14 BIOCHEMIA cykl kwasu cytrynowego 2id 15387 ppt
Biochemia 7K Cykl kwasu cytrynowego
Oleksyszyn, Biochemia II, zagadnienia do cykl kwasu cytrynowego
12 BIOCHEMIA cykl kwasu cytrynowegoid 13424 ppt
Biochemia 7 Cykl kwasu cytrynowego
11 Biochemia cykl kwasu cytrynowego
Biochemia 7K Cykl kwasu cytrynowego
Cykl Krebsa cykl kwasu cytrynowego
Cykl Krebsa, cykl kwasu cytrynowego
Cykl kwasu cytrynowego
Cykl kwasu cytrynowego Krbsa
CYKL KWASU CYTRYNOWEGO
glikoliza i cykl kwasu cytrynowego reakcje

więcej podobnych podstron