AMFIBOLICZNY CHARAKTER CYKLU KREBSA

Charakter amfiboliczny cyklu Krebsa wynika z tego, że spełnia on, zarówno funkcję kataboliczną - stanowi wspólna drogę końcową w metabolizmie pośrednim, jak i anaboliczną (cykl Krebsa jest punktem wyjściowym do syntezy wielu ważnych biologicznie związków).

Funkcja kataboliczna cyklu Krebsa:

Po wchłonięcie z przewodu pokarmowego produkty trawienia, czyli: glicerol, kwasy tłuszczowe, monosacharydy i aminokwasy dostają się do komórki, gdzie ulegają przemianą wewnątrzkomórkowym - pośrednim:

• kwasy tłuszczowe ulegają β-oksydacji, której produktem końcowym jest odpowiednia ilość cząsteczek acetylo-CoA (zależna od długości łańcucha kwasu tłuszczowego)

• glukoza ulega glikolizie, której produktem jest pirogronian, który po przedostaniu się do mitochondrium może ulec dekarboksylacji oksydacyjnej do acetylo-CoA i wejść do cyklu Krebsa, bądź przy udziale karboksylazy pirogronianowej ulec przekształceniu w szczawiooctan i w ten sposób wejść w cykl kwasów trikarboksylowych.

• glicerol ulega przekształceniom do fosfodihydroksyacetonu, który jest metabolitem pośrednim glikolizy - następuje włączenie w przemianę cukrową.

• szkielet węglowy aminokwasów ulega reakcjom katabolicznym, które kończą się na produktach pośrednich cyklu Krebsa; na pirogronianie, który po karboksylacji do szczawiooctanu wchodzi do cyklu; bądź na acetylo-CoA.

• hydroksyprolina, seryna, cysteina, treonina, glicyna, alanina pirogronian

• asparaginian szczawiooctan

• tyrozyna, fenyloalanina fumaran

• izoleucyna, metionina, walina sukcynylo-CoA

• histydyna, prolina, glutamina, arginina poprzez glutaminian są katabolizowane do α-ketoglutaranu.

Trzecim etapem metabolizmu związków organicznych jest właśnie cykl Krebsa, do którego wchodzi powstały acetylo-CoA, bądź inne związki będące intermediatami w cyklu. Końcowym produktem cyklu Krebsa jest CO₂ i woda, a także dochodzi do wytworzenia równoważników redukcyjnych, które przechodząc przez łańcuch oddechowy są źródłem energii.

Funkcja anaboliczna cyklu Krebsa:

Pośrednie produkty cyklu Krebsa wykorzystywane są do syntez.

• Cykl kwasu cytrynowego bierze udział w syntezie glukozy - glukoneogenezie. Głównym enzymem umożliwiającym przejście z cyklu do głównego szlaku glukoneogenezy jest karboksykinaza fosfoenolopirogronianowa, katalizująca rekację:

szczawiooctan + GTP fosfoenolopirogronian + CO₂ + GDP

• Cykl służy również jako źródło szkieletów węglowych do syntezy aminokwasów endogennych. przy udziale odpowiednich transaminaz:

- ze szczawiooctanu powstaje asparaginian

- z α-ketoglutaranu powstaje glutaminian

- z pirogronianu powstaje alanina

• Cykl Krebsa uczestniczy w biosyntezie kwasów tłuszczowych - acetylo-CoA utworzony z pirogronianu w wyniku działania kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej stanowi podstawowy element do syntezy kwasów tłuszczowych (błona mitochondrialna jest nieprzepuszczalna dla acetylo-CoA, jego transport jest możliwy przez utworzenie z niego cytrynianu w cyklu Krebsa, który jest transportowany z mitochondrium i w cytozolu przy udziale liazy cytrynianowej następuje utworzenie acetylo-CoA przez odłączenie szczawiooctanu).

• Cykl Krebsa uczestniczy w syntezie cholesterolu, a także sterydów

• Sukcynylo-CoA, będący metabolitem pośrednim cyklu Krebsa bierze udział w syntezie hemu. Kondensuje z glicyna tworząc kwas δ-aminolewulinowy (reakcję katalizuje syntaza ALA)

• α-ketogluran po przekształceniu w glutaminian bierze udział w syntezie puryn

• Szczawiooctan po przekształceniu w asparaginian bierze udział w syntezie puryn i pirymidyn