วงจร Krebs เกิดขึ้นในเซลล์ y วงจรเครบส์ บทบาททางชีวภาพ ปฏิกิริยาพื้นฐาน เอ็นไซม์ของวงจรเครบส์ จุดตัดของการสลายตัวและการสังเคราะห์

วงจรเครบส์? มันคืออะไร?

หากคุณไม่ทราบ นี่คือวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก คุณเข้าใจไหม?

หากไม่เป็นเช่นนั้น นี่เป็นขั้นตอนสำคัญในการหายใจของเซลล์ทั้งหมดที่ใช้ออกซิเจน อย่างไรก็ตาม Hans Krebs ได้รับรางวัลโนเบลสำหรับการค้นพบวัฏจักรนี้

ตามที่คุณเข้าใจโดยทั่วไป สิ่งนี้สำคัญมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับนักชีวเคมี มีความสนใจในคำถาม จะจำวงจร Krebs ได้อย่างรวดเร็วได้อย่างไร?»

นี่คือสิ่งที่ดูเหมือน:

ในสาระสำคัญ วงจร Krebs อธิบายขั้นตอนในการแปลงกรดซิตริก พวกเขาต้องจำ

1. การควบแน่นของอะเซทิล-โคเอ็นไซม์ A กับกรดออกซาโลอะซิติกทำให้เกิดกรดซิตริก
2. กรดซิตริกถูกแปลงเป็นกรดไอโซซิตริกผ่านซิซาโคไนต์
3. กรดไอโซซิตริกถูกดีไฮโดรจีเนตเพื่อสร้างกรดอัลฟา-คีโตกลูตาริกและคาร์บอนไดออกไซด์
4. กรดอัลฟ่าคีโตกลูตาริกถูกทำให้แห้งเพื่อสร้างซัคซินิลโคเอ็นไซม์เอและคาร์บอนไดออกไซด์
5. Succinyl coenzyme A ถูกแปลงเป็นกรดซัคซินิก
6. กรดซัคซินิกถูกทำให้แห้งเพื่อสร้างกรดฟูมาริก
7. กรดฟูมาริกไฮเดรตเพื่อสร้างกรดมาลิก
8. กรดมาลิกถูกทำให้แห้งเพื่อสร้างกรดออกซาโลอะซิติก ในกรณีนี้วงจรจะปิด โมเลกุลใหม่ของอะเซทิลโคเอ็นไซม์ A เข้าสู่ปฏิกิริยาแรกของวัฏจักรถัดไป

อันที่จริงฉันไม่เข้าใจทุกอย่าง ฉันสนใจวิธีจำมากกว่า

จะจำวงจร Krebs ได้อย่างไร? กลอน!

มีข้อที่ยอดเยี่ยมที่ช่วยให้คุณจดจำวัฏจักรนี้ ผู้เขียนกลอนบทนี้เคยเป็นศิษย์เก่าของ KSMU เธอแต่งขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2539

หอกที่ อะเซทิลเลมอนตะกอน
แต่นา CISกับ แต่ เกาะฉันกลัว
เขาเหนือเขา ISOLIMONNเกี่ยวกับ
ALPHA-KETOGLUTARอนิจจา.

ซัคซินีล Xia โคเอ็นไซม์อ้อม
อำพันตะกอน ฟูมารอฟเกี่ยวกับ,
ยาโบลช ek ตุนไว้สำหรับฤดูหนาว
หันไปรอบ ๆ หอกโอ้ อีกครั้ง

ที่นี่สารตั้งต้นของปฏิกิริยาของวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิกถูกเข้ารหัสตามลำดับ:

• ACETYL-โคเอ็นไซม์ A
• กรดมะนาว
• กรดซิซาโคนิติก
• กรดไอโซซิตริก
• กรดอัลฟ่า-คีโตกลูตาริก
• ซัคซินิล-โคเอ็นไซม์ เอ
• กรดซัคซินิก
• กรดฟูมาริก
• กรดแอปเปิ้ล
• PIKE (กรดออกซาโลอะซิติก)

อีกกลอนหนึ่งที่ต้องจำวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก:

ไพค์กินอะซิเตท กลายเป็นซิเตรต
ผ่านซิซาโคไนต์ก็จะเป็นไอโซซิเตรต

เมื่อเลิกใช้ไฮโดรเจน OVER จะสูญเสีย CO2
Alpha-ketoglutarate มีความสุขอย่างมากกับเรื่องนี้

การเกิดออกซิเดชันกำลังมา - NAD ขโมยไฮโดรเจน
TDP, โคเอ็นไซม์ A รับ CO2

และพลังงานแทบไม่ปรากฏในซัคซินิล
ทันทีที่เอทีพีถือกำเนิดขึ้นและยังคงกระชับอยู่

ดังนั้นเขาจึงต้อง FAD - เขาต้องการไฮโดรเจน
ฟูมาเรตดื่มน้ำแล้วกลายเป็นมาเลต

จากนั้น OVER ก็เข้าสู่กระบวนการ malate ได้ไฮโดรเจนมา
PIKE ปรากฏขึ้นอีกครั้งและซ่อนตัวอย่างเงียบ ๆ

กลอนเป็นสิ่งที่ดี แน่นอน คุณยังต้องจำมันไว้ แล้วคำถามที่ว่า “จะจำวงจร Krebs ได้อย่างไร” จะไม่ทำให้นักเรียนตื่นเต้น

จะจำวงจร Krebs ได้อย่างไร? เรื่องราว!

นอกจากนี้ ฉันขอเสนอสิ่งต่อไปนี้ - เพื่อเปลี่ยนแต่ละขั้นตอน (กรด) เหล่านี้เป็นรูปภาพและรูปภาพ:

หอก- กรดออกซาโลอะซิติก
ACเทคโนโลยีต่อสู้กับ ETI- อะเซทิลโคเอ็นไซม์ A
มะนาว- กรดมะนาว
CISหันมาด้วย เกาะ yami - cisaconite
วาดบนผ้าใบ ( ISO) มะนาว- กรดไอโซซิตริก
ALFเก็บ GLUด้านข้าง ทาร์ y - กรดอัลฟาคีโตกลูตาริก
บน สุขคุณนั่งและเห็นมัน CINIเจ - ซัคซินิลโคเอ็นไซม์ A
อำพัน- กรดซัคซินิก
ใน ฮึ razhke ไอด้าลา - กรดฟูมาริก
แอปเปิ้ล- กรดแอปเปิ้ล

Alf ชาวแอซเท็ก
อำพัน เยติ

ตอนนี้คุณต้องเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม จากนั้น Krebs Cycle จะถูกจดจำดังนี้

ใกล้แม่น้ำกว้าง PIKE เริ่มกระโดดขึ้นจากน้ำและโจมตี Azteca และ ETI ซึ่งต่อสู้กันจากด้านล่าง หลังจากอาบน้ำให้พวกเขาด้วยมะนาวแล้ว ชาวแอซเท็กและเด็กๆ ก็นั่งบนแท็งก์ที่มีม้าและเริ่มออกจากสถานที่นี้อย่างรวดเร็ว พวกเขาไม่ได้สังเกตว่าพวกเขาชนเข้ากับประตูอย่างไร ซึ่งแสดงภาพ (ISO) LEMON จากด้านใน ALF เปิดประตูให้พวกเขา โดยถือแก้ว DEEP TARA ในเวลานี้ CYNIC ที่นั่งอยู่บน Bitch เริ่มขว้างก้อนหิน AMBER ที่พวกเขา ซ่อนตัวอยู่หลังหมวกกับ MARLE ฮีโร่ของเราซ่อนตัวอยู่หลังแอปเปิ้ลขนาดใหญ่ แต่ปรากฎว่า PIKE กลับกลายเป็นเจ้าเล่ห์และกำลังรอแอปเปิ้ลอยู่

เย้ ในที่สุดก็เขียนเรื่องนี้เสร็จแล้ว ความจริงก็คือการสร้างเรื่องราวในหัวของคุณนั้นเร็วมาก แท้จริงแล้ว 1-2 นาที แต่จะระบุเป็นข้อความและเพื่อให้คนอื่นเข้าใจว่ามันแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

ท่องจำวงจรเครบส์ด้วยตัวย่อ

วันนี้เป็นมื้อเที่ยงของฉันทั้งสับปะรดและซูเฟล่ซึ่งสอดคล้องกับซิเตรต, cis-aconitate, isocitrate, (alpha-)ketoglutarate, succinyl-CoA, succinate, fumarate, malate, oxaloacetate

ฉันหวังว่าตอนนี้คุณคงเข้าใจแล้วว่าคุณจะจำ Krebs Cycle ได้อย่างไร

อะซิติล-SCoA ก่อตัวขึ้นในปฏิกิริยาพีวีซี-ดีไฮโดรจีเนส จากนั้นเข้าสู่ วัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก(CTC, วงจรกรดซิตริก, วงจรเครบส์). นอกจากไพรูเวตแล้ว กรดคีโตยังเกี่ยวข้องกับวัฏจักรนี้ ซึ่งมาจากกระบวนการแคแทบอลิซึมของกรดอะมิโนหรือสารอื่นๆ

วัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก

รอบวิ่งใน เมทริกซ์ยลและเป็นตัวแทน ออกซิเดชันโมเลกุล อะเซทิล-SCoAในปฏิกิริยาต่อเนื่องกันแปดครั้ง

ในปฏิกิริยาแรก พวกมันผูกมัด อะซิติลและ ออกซาโลอะซิเตต(กรดออกซาโลอะซิติก) ให้อยู่ในรูป ซิเตรต(กรดซิตริก) จากนั้นกรดซิตริกจะไอโซเมอไรซ์เป็น ไอโซซิเตรตและปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันสองปฏิกิริยาที่มีการปลดปล่อย CO 2 ร่วมกันและการลดลงของ NAD

ในปฏิกิริยาที่ห้า เกิด GTP นี่คือปฏิกิริยา สารตั้งต้นฟอสโฟรีเลชั่น. ถัดไป ดีไฮโดรจีเนชันที่ขึ้นกับ FAD เกิดขึ้นตามลำดับ กระชับ(กรดซัคซินิค) การให้ความชุ่มชื้น ฟูมาริกกรดขึ้น มาลาเต(กรดมาลิก) จากนั้นดีไฮโดรจีเนชันที่ขึ้นกับ NAD เพื่อสร้าง ออกซาโลอะซิเตต.

เป็นผลให้หลังจากแปดปฏิกิริยาของวัฏจักร อีกครั้งออกซาโลอะซิเตตเกิดขึ้น .

ปฏิกิริยาสามประการสุดท้ายประกอบกันเรียกว่า แรงจูงใจทางชีวเคมี(ดีไฮโดรจีเนชันที่ขึ้นกับ FAD ความชุ่มชื้น และดีไฮโดรจีเนชันที่ขึ้นกับ NAD ใช้เพื่อแนะนำกลุ่มคีโตในโครงสร้างซัคซิเนต รูปแบบนี้มีอยู่ในปฏิกิริยาของกรดไขมัน β-ออกซิเดชัน ในลำดับที่กลับกัน (การลด เดอความชุ่มชื้นและการกู้คืน) บรรทัดฐานนี้สังเกตได้จากปฏิกิริยาการสังเคราะห์กรดไขมัน

ฟังก์ชัน DTC

1. พลังงาน

• รุ่น อะตอมไฮโดรเจนสำหรับการทำงานของระบบทางเดินหายใจ คือ NADH สามโมเลกุลและ FADH2 หนึ่งโมเลกุล
• การสังเคราะห์โมเลกุลเดี่ยว GTP(เทียบเท่ากับเอทีพี)

2. อะนาโบลิก ใน CTC จะเกิดขึ้น

• สารตั้งต้นของ heme succinyl-SCoA,
• กรดคีโตที่สามารถเปลี่ยนเป็นกรดอะมิโนได้ - α-ketoglutarateสำหรับกรดกลูตามิก ออกซาโลอะซิเตตสำหรับแอสปาร์ติก
• กรดมะนาว, ใช้สำหรับการสังเคราะห์กรดไขมัน,
• ออกซาโลอะซิเตตใช้สำหรับสังเคราะห์กลูโคส

ปฏิกิริยาอะนาโบลิกของ TCA

ระเบียบของวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก

ระเบียบ Allosteric

เอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาที่ 1, 3 และ 4 ของ TCA มีความไวต่อ ระเบียบ allostericสารเมแทบอลิซึม:

กฎระเบียบของความพร้อมใช้งานของ oxaloacetate

หัวหน้าและ หลักสารควบคุมของ TCA คือ oxaloacetate หรือมีความพร้อมใช้งานมากกว่า การปรากฏตัวของ oxaloacetate เกี่ยวข้องกับ acetyl-SCoA ในวงจร TCA และเริ่มกระบวนการ

โดยปกติเซลล์จะมี สมดุลระหว่างการก่อตัวของ acetyl-SCoA (จากกลูโคส กรดไขมัน หรือกรดอะมิโน) และปริมาณของออกซาโลอะซีเตต แหล่งที่มาของออกซาโลอะซิเตตคือ

1)กรดไพรูวิกเกิดจากกลูโคสหรืออะลานีน

การสังเคราะห์ออกซาโลอะซีเตตจากไพรูเวต

การควบคุมการทำงานของเอนไซม์ ไพรูเวตคาร์บอกซิเลสดำเนินการด้วยการมีส่วนร่วม อะเซทิล-SCoA. มันเป็นอัลลอสเตอริก ตัวกระตุ้นเอนไซม์และถ้าไม่มีมัน ไพรูเวตคาร์บอกซิเลสจะไม่ทำงานจริง เมื่อ acetyl-SCoA สะสม เอ็นไซม์เริ่มทำงานและเกิด oxaloacetate แต่แน่นอนว่ามีเฉพาะในที่ที่มีไพรูเวตเท่านั้น

2) รับจาก กรดแอสปาร์ติกอันเป็นผลมาจากการแพร่พันธุ์หรือจากวงจร AMP-IMF

3) ใบเสร็จจาก กรดผลไม้วัฏจักรนั้นเอง (อำพัน, α-ketoglutaric, malic, citric) เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการ catabolism ของกรดอะมิโนหรือในกระบวนการอื่นๆ ข้างมาก กรดอะมิโนในระหว่างกระบวนการ catabolism พวกเขาสามารถเปลี่ยนเป็น metabolites ของ TCA ซึ่งไปที่ oxaloacetate ซึ่งยังคงกิจกรรมของวัฏจักรไว้

การเติมเต็มกลุ่มของสาร TCA จากกรดอะมิโน

ปฏิกิริยาการเติมเต็มแบบวัฏจักรกับสารใหม่ (oxaloacetate, citrate, α-ketoglutarate เป็นต้น) เรียกว่า anaplerotic.

บทบาทของ oxaloacetate ในการเผาผลาญ

ตัวอย่างของบทบาทที่สำคัญ ออกซาโลอะซิเตตทำหน้าที่กระตุ้นการสังเคราะห์คีโตนบอดี้และ ketoacidosisพลาสมาเลือดที่ ไม่เพียงพอปริมาณออกซาโลอะซิเตต ในตับ. ภาวะนี้สังเกตได้ระหว่างการเสื่อมสภาพของโรคเบาหวานขึ้นอยู่กับอินซูลิน (เบาหวานชนิดที่ 1) และระหว่างความอดอยาก ด้วยความผิดปกติเหล่านี้ กระบวนการของการสร้างกลูโคนีเจเนซิสในตับจึงถูกกระตุ้น เช่น การก่อตัวของกลูโคสจาก oxaloacetate และสารเมตาบอลิซึมอื่น ๆ ซึ่งทำให้ปริมาณของ oxaloacetate ลดลง การกระตุ้นการเกิดออกซิเดชันของกรดไขมันพร้อมกันและการสะสมของ acetyl-SCoA ทำให้เกิดเส้นทางสำรองสำหรับการใช้ประโยชน์จากกลุ่มอะซิติล - การสังเคราะห์คีโตนร่างกาย. ในกรณีนี้ร่างกายพัฒนาความเป็นกรดของเลือด ( ketoacidosis) ด้วยภาพทางคลินิกที่มีลักษณะเฉพาะ: อ่อนแรง ปวดศีรษะ อาการง่วงนอน กล้ามเนื้อลดลง อุณหภูมิร่างกาย และความดันโลหิต

การเปลี่ยนแปลงของอัตราการเกิดปฏิกิริยา TCA และสาเหตุของการสะสมของคีโตนในร่างกายภายใต้เงื่อนไขบางประการ

วิธีการควบคุมที่อธิบายไว้โดยมีส่วนร่วมของ oxaloacetate เป็นภาพประกอบของสูตรที่สวยงาม " ไขมันเผาผลาญในเปลวไฟของคาร์โบไฮเดรตหมายความว่า "เปลวไฟที่ลุกไหม้" ของกลูโคสนำไปสู่การปรากฏตัวของไพรูเวตและไพรูเวตไม่เพียง แต่แปลงเป็นอะเซทิล-SCoA แต่ยังเป็น ออกซาโลอะซิเตตการปรากฏตัวของ oxaloacetate รับประกันการรวมกลุ่ม acetyl ที่เกิดขึ้นจาก กรดไขมันในรูปของ acetyl-SCoA ในปฏิกิริยาแรกของ TCA

ในกรณีของ "การเผาผลาญ" ขนาดใหญ่ของกรดไขมันซึ่งสังเกตได้ในกล้ามเนื้อระหว่าง งานทางกายภาพและในตับ อดอาหารอัตราการเข้าของ acetyl-SCoA ในปฏิกิริยา TCA จะขึ้นอยู่กับปริมาณของ oxaloacetate (หรือน้ำตาลกลูโคสที่ออกซิไดซ์โดยตรง)

ถ้าปริมาณออกซาโลอะซิเตตใน เซลล์ตับไม่เพียงพอ (ไม่มีกลูโคสหรือไม่ถูกออกซิไดซ์เป็นไพรูเวต) จากนั้นกลุ่มอะซิติลจะไปที่การสังเคราะห์ร่างกายของคีโตน สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อ การอดอาหารเป็นเวลานานและ เบาหวานชนิดที่ 1.

เมแทบอลิซึม

เมแทบอลิซึมคือการแลกเปลี่ยนพลังงานที่เกิดขึ้นในร่างกายของเรา เราหายใจเข้าออกซิเจนและหายใจออกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มีเพียงสิ่งมีชีวิตเท่านั้นที่สามารถนำบางสิ่งจากสิ่งแวดล้อมไปคืนในรูปแบบที่ต่างไปจากเดิมได้

สมมติว่าเราตัดสินใจรับประทานอาหารเช้าและกินขนมปังไก่ ขนมปังเป็นคาร์โบไฮเดรต ไก่เป็นโปรตีน
ในช่วงเวลานี้ คาร์โบไฮเดรตที่ย่อยแล้วจะแตกตัวเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ และโปรตีนกลายเป็นกรดอะมิโน
นี่คือระยะเริ่มต้น - แคแทบอลิซึม ในขั้นตอนนี้ ตามโครงสร้างของมัน สิ่งที่ซับซ้อนจะแบ่งออกเป็นส่วนที่ง่ายกว่า

ยกตัวอย่างการผลัดผิวใหม่ พวกเขากำลังเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา เมื่อชั้นบนสุดของผิวหนังตาย มาโครฟาจจะกำจัดเซลล์ที่ตายแล้วและเนื้อเยื่อใหม่จะปรากฏขึ้น มันถูกสร้างขึ้นโดยการรวบรวมโปรตีนจากสารประกอบอินทรีย์ มันเกิดขึ้นในไรโบโซม ชุดของการกระทำของการเกิดขึ้นขององค์ประกอบที่ซับซ้อน (โปรตีน) จากกรดธรรมดา (กรดอะมิโน) เรียกว่าแอแนบอลิซึม

แอแนบอลิซึม:

• การเจริญเติบโต,
• เพิ่ม,
• การขยาย.

แคแทบอลิซึม:

• แยก,
• แผนก,
• การลดน้อยลง.

ชื่อนี้สามารถจดจำได้ด้วยการชมภาพยนตร์เรื่อง "Anabolics" เรากำลังพูดถึงนักกีฬาที่ใช้ยา anabolic เพื่อเติบโตและเพิ่มมวลกล้ามเนื้อ

Krebs Cycle คืออะไร?

ในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ Hans Krebs กำลังศึกษายูเรีย จากนั้นเขาก็ย้ายไปอังกฤษและได้ข้อสรุปว่าเอนไซม์บางชนิดถูกกระตุ้นในร่างกายของเรา ด้วยเหตุนี้เขาจึงได้รับรางวัลโนเบล

เราได้รับพลังงานจากกลูโคสที่มีอยู่ในเซลล์เม็ดเลือดแดง การกระทำของการเปลี่ยนเดกซ์โทรสเป็นพลังงานนั้นได้รับความช่วยเหลือจากไมโตคอนเดรีย จากนั้นผลิตภัณฑ์สุดท้ายจะถูกแปลงเป็นอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟตหรือเอทีพี เป็น ATP ที่เป็นค่าหลักของร่างกาย สารที่เกิดขึ้นจะทำให้อวัยวะในร่างกายของเราอิ่มตัวด้วยพลังงาน กลูโคสเองไม่สามารถแปลงเป็น ATP ได้ ซึ่งต้องใช้กลไกที่ซับซ้อน การเปลี่ยนแปลงนี้เรียกว่าวงจร Krebs

เครบส์ ไซเคิลคือการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอย่างต่อเนื่องที่เกิดขึ้นภายในทุกสิ่งมีชีวิต ดังนั้นจึงเรียกว่าเป็นขั้นตอนซ้ำโดยไม่หยุด จากปรากฏการณ์นี้ เราได้รับกรดอะดีโนซีนไตรฟอสฟอริกซึ่งถือว่ามีความสำคัญสำหรับเรา

เงื่อนไขสำคัญคือการหายใจของเซลล์ ตลอดทุกขั้นตอนต้องมีออกซิเจน ในขั้นตอนนี้ การสร้างกรดอะมิโนและคาร์โบไฮเดรตใหม่ก็เกิดขึ้นเช่นกัน องค์ประกอบเหล่านี้มีบทบาทในการสร้างร่างกาย อาจกล่าวได้ว่าปรากฏการณ์นี้มีบทบาทสำคัญอีกอย่างหนึ่ง - การสร้าง เพื่อประสิทธิภาพของฟังก์ชันเหล่านี้ จำเป็นต้องมีองค์ประกอบไมโครและมาโครอื่นๆ และวิตามินด้วย เนื่องจากขาดองค์ประกอบอย่างน้อยหนึ่งองค์ประกอบ การทำงานของอวัยวะจึงหยุดชะงัก

ขั้นตอนของวงจรเครบส์

ที่นี่หนึ่งโมเลกุลของกลูโคสแบ่งออกเป็นสองส่วนของกรดไพรูวิก เป็นการเชื่อมโยงที่สำคัญในกระบวนการเผาผลาญและการทำงานของตับขึ้นอยู่กับมัน พบในผลไม้และผลเบอร์รี่มากมาย มักใช้เพื่อวัตถุประสงค์ด้านเครื่องสำอาง เป็นผลให้กรดแลคติกอาจปรากฏขึ้น จะพบในเซลล์ของเลือด สมอง กล้ามเนื้อ จากนั้นเราก็ได้โคเอ็นไซม์เอ ซึ่งมีหน้าที่ในการลำเลียงคาร์บอนไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกาย เมื่อเติมด้วยออกซาเลตเราจะได้ซิเตรต โคเอ็นไซม์ เอ สลายตัวอย่างสมบูรณ์ เรายังได้โมเลกุลน้ำ

ประการที่สอง น้ำถูกแยกออกจากซิเตรต เป็นผลให้สารประกอบอะคาตินปรากฏขึ้นจะช่วยให้ได้รับไอโซซิเตรต ตัวอย่างเช่น เราสามารถค้นหาคุณภาพของผลไม้และน้ำผลไม้ น้ำหวาน NADH เกิดขึ้น - จำเป็นสำหรับกระบวนการออกซิเดชั่นและเมแทบอลิซึม
มีกระบวนการเชื่อมต่อกับน้ำและปล่อยพลังงานของอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต การได้รับออกซาโลเซเตต หน้าที่ในไมโตคอนเดรีย

อะไรทำให้การเผาผลาญพลังงานช้าลง?

ร่างกายของเรามีความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับอาหาร ของเหลว และการเคลื่อนไหวของเรา สิ่งเหล่านี้ส่งผลต่อการเผาผลาญอย่างมาก
แม้แต่ในช่วงเวลาอันห่างไกล มนุษยชาติก็ยังอยู่รอดได้ในสภาพอากาศที่ยากลำบากด้วยโรคภัยไข้เจ็บ ความหิวโหย และความล้มเหลวของพืชผล ตอนนี้ยาได้ก้าวไปข้างหน้าแล้ว ดังนั้นในประเทศที่พัฒนาแล้ว ผู้คนเริ่มมีชีวิตที่ยืนยาวขึ้นและได้รับเงินที่ดีขึ้นโดยไม่ต้องใช้กำลังทั้งหมด ทุกวันนี้ผู้คนมักบริโภคแป้ง ขนมหวาน และเคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อย วิถีชีวิตแบบนี้ทำให้การทำงานของธาตุชะลอตัวลง

เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งนี้ ก่อนอื่น จำเป็นต้องรวมผลไม้ที่มีรสเปรี้ยวไว้ในอาหาร ประกอบด้วยวิตามินที่ซับซ้อนและสารสำคัญอื่นๆ กรดซิตริกที่มีอยู่ในองค์ประกอบมีบทบาทสำคัญ มีบทบาทในปฏิกิริยาทางเคมีของเอนไซม์ทั้งหมด และตั้งชื่อตามวัฏจักรเครบส์

การทานผลไม้รสเปรี้ยวจะช่วยแก้ปัญหาการมีปฏิสัมพันธ์ของพลังงานได้ หากคุณปฏิบัติตามวิถีชีวิตที่มีสุขภาพดี คุณไม่สามารถกินส้ม, ส้มเขียวหวานได้บ่อยครั้งเพราะอาจทำให้ผนังกระเพาะอาหารระคายเคือง เล็กน้อยของทุกอย่าง

วัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก (วงจรเครบส์)

วัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก ถูกค้นพบครั้งแรกโดย G. Krebs นักชีวเคมีชาวอังกฤษเขาเป็นคนแรกที่ยืนยันถึงความสำคัญของวัฏจักรนี้สำหรับการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของไพรูเวต ซึ่งแหล่งที่มาหลักคือการแปลงไกลโคไลติก คาร์โบไฮเดรต. ภายหลังปรากฏว่าวัฏจักรของไตรคาร์บอกซิลิก กรดเป็นศูนย์กลางที่วิถีการเผาผลาญเกือบทั้งหมดมาบรรจบกัน ดังนั้น, เครบส์ ไซเคิล- เส้นทางปลายทั่วไป ออกซิเดชัน อะซิติลกลุ่ม (ในรูปของ acetyl-CoA) ซึ่งจะถูกแปลงเป็นกระบวนการ แคแทบอลิซึมที่สุดของออร์แกนิค โมเลกุล, รับบทเป็น "เซลล์ เชื้อเพลิง»: คาร์โบไฮเดรต, กรดไขมันและ กรดอะมิโน.

เกิดขึ้นจากการเกิดออกซิเดชัน ดีคาร์บอกซิเลชั่นไพรูเวตใน ไมโตคอนเดรียอะเซทิล-โคเอเข้าสู่ เครบส์ ไซเคิล. วัฏจักรนี้เกิดขึ้นในเมทริกซ์ ไมโตคอนเดรียและประกอบด้วยแปด ปฏิกิริยาต่อเนื่อง(รูปที่ 10.9). วัฏจักรเริ่มต้นด้วยการเติมอะซิติล-CoA เข้ากับออกซาโลอะซีเตตและการก่อตัว กรดมะนาว (ซิเตรต). แล้ว กรดมะนาว(สารประกอบหกคาร์บอน) โดยอนุกรม ดีไฮโดรจีเนชัน(เอาออกไป ไฮโดรเจน) และสอง decarboxylations(ความแตกแยกของ CO 2) สูญเสียคาร์บอนสองอัน อะตอมและอีกครั้งใน เครบส์ ไซเคิลเปลี่ยนเป็นออกซาโลอะซีเตต (สารประกอบสี่คาร์บอน) เช่น อันเป็นผลมาจากการพลิกกลับของวัฏจักรหนึ่ง โมเลกุล acetyl-CoA เผาไหม้เป็น CO 2 และ H 2 O และ โมเลกุล oxaloacetate ถูกสร้างขึ้นใหม่ พิจารณาทั้งแปด ปฏิกิริยาต่อเนื่อง(เวที) เครบส์ ไซเคิล.

ข้าว. 10.9.วัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก (เครบส์ ไซเคิล).

อันดับแรก ปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา เอนไซม์ cit-rat-synthase ในขณะที่ อะซิติลหมู่อะเซทิล-CoA ควบแน่นด้วยออกซาโลอะซีเตต ส่งผลให้เกิด กรดมะนาว:

เห็นได้ชัดว่าในนี้ ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับ เอนไซม์มะนาว-CoA จากนั้นไฮโดรไลซ์จะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและไม่สามารถย้อนกลับได้ ซิเตรตและ HS-KoA

อันเป็นผลมาจากการที่สอง ปฏิกิริยาก่อตัวขึ้น กรดมะนาวผ่านการคายน้ำด้วยการก่อตัวของ cis-aconitic กรดซึ่งโดยการเพิ่ม โมเลกุล น้ำ, เข้าสู่ กรดไอโซซิตริก(ไอโซซิเตรต). เร่งปฏิกิริยาเหล่านี้ย้อนกลับได้ ปฏิกิริยาความชุ่มชื้น-การคายน้ำ เอนไซม์ aconitate ไฮเดรต (aconitase) เป็นผลให้มีการเคลื่อนไหวร่วมกันของ H และ OH ใน โมเลกุล ซิเตรต:

ที่สาม ปฏิกิริยาดูเหมือนว่าจะจำกัดความเร็ว เครบส์ ไซเคิล. กรดไอโซซิตริกดีไฮโดรจีเนตโดยมีไอโซ-ซิเตรตดีไฮโดรจีเนสที่ขึ้นกับ NAD

ระหว่างไอโซซิเตรตดีไฮโดรจีเนส ปฏิกิริยา กรดไอโซซิตริกดีคาร์บอกซิเลตพร้อมกัน ไอโซซิเตรตดีไฮโดรจีเนสที่ขึ้นกับ NAD เป็นอัลโลสเตอริก เอนไซม์อันเป็นการเฉพาะเจาะจง ตัวกระตุ้นจำเป็น ADP. นอกจากนี้, เอนไซม์เพื่อแสดงของคุณ กิจกรรมต้อง ไอออน Mg 2+ หรือ Mn 2+

ในช่วงที่สี่ ปฏิกิริยาออกซิเดชันดีคาร์บอกซิเลชันของ α-ketoglutaric กรดด้วยการก่อตัวของสารประกอบ succinyl-CoA ที่ให้พลังงานสูง กลไกของสิ่งนี้ ปฏิกิริยาคล้ายกับสิ่งนั้น ปฏิกิริยาออกซิเดชัน ดีคาร์บอกซิเลชั่น pyruvate ถึง acetyl-CoA คอมเพล็กซ์ α-ketoglutarate dehydrogenase คล้ายกับสารเชิงซ้อนของ pyruvate dehydrogenase ในโครงสร้างของมัน ทั้งในกรณีหนึ่งและอีกกรณีหนึ่ง ปฏิกิริยามีส่วนร่วม 5 โคเอ็นไซม์: TPP, เอไมด์ กรดไลโปอิก, HS-KoA, FAD และ NAD+

ที่ห้า ปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา เอนไซม์ซัคซินิล-CoA-synthetase ระหว่างนี้ ปฏิกิริยา succinyl-CoA โดยมีส่วนร่วมของ GTP และ ฟอสเฟตอนินทรีย์กลายเป็น กรดซัคซินิก (กระชับ). ในเวลาเดียวกัน การก่อตัวของพันธะฟอสเฟตพลังงานสูงของ GTP เกิดขึ้นเนื่องจากพันธะไธโออีเทอร์ที่มีพลังงานสูงของซัคซินิล-CoA:

เป็นผลให้ ปฏิกิริยา กระชับแห้งเป็น กรดฟูมาริก. ออกซิเดชัน กระชับตัวเร่งปฏิกิริยา ซัคซิเนต ดีไฮโดรจีเนส, ใน โมเลกุลซึ่งตั้งแต่ โปรตีนอย่างแน่นหนา (โควาเลนต์) ผูกพัน โคเอ็นไซม์แฟชั่น. ถึงคราวของมัน ซัคซิเนต ดีไฮโดรจีเนสมีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับไมโตคอนเดรียภายใน เมมเบรน:

ที่เจ็ด ปฏิกิริยาดำเนินการภายใต้อิทธิพล เอนไซม์ฟูมาเรต ไฮเดรต ( ฟูมาเรส). เกิดขึ้นพร้อมกัน กรดฟูมาริกชุ่มชื้น ผลิตภัณฑ์ ปฏิกิริยาเป็น กรดแอปเปิ้ล(มาเลต). ควรสังเกตว่า fumarate hydratase มี ความจำเพาะสเตอริโอ(ดูบทที่ 4) – ระหว่าง ปฏิกิริยา L-apple ก่อตัวขึ้น กรด:

ในที่สุดในช่วงแปด ปฏิกิริยา วัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิกภายใต้อิทธิพลของ NAD ขึ้นอยู่กับไมโตคอนเดรีย มาเลตดีไฮโดรจีเนสกำลังเกิดขึ้น ออกซิเดชันแอล-มาเลต เป็น ออกซาโลอะซิเตต:

ดังจะเห็นได้ว่าในวัฏจักรเดียวประกอบด้วยเอ็นไซม์แปดตัว ปฏิกิริยา, เสร็จสิ้น ออกซิเดชัน("การเผาไหม้") ของ one โมเลกุลอะเซทิล-โคเอ สำหรับการทำงานต่อเนื่องของวงจร จำเป็นต้องมีการจ่าย acetyl-CoA ให้กับระบบอย่างต่อเนื่องและ โคเอ็นไซม์(NAD + และ FAD) ซึ่งผ่านเข้าสู่สภาวะรีดิวซ์แล้วจะต้องถูกออกซิไดซ์ครั้งแล้วครั้งเล่า นี่คือ ออกซิเดชันดำเนินการในระบบขนส่ง อิเล็กตรอนใน ห่วงโซ่การหายใจ(ใน ห่วงโซ่การหายใจ เอนไซม์) แปลเป็นภาษาท้องถิ่นใน เมมเบรน ไมโตคอนเดรีย. FADH 2 ที่เป็นผลลัพธ์มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับ SDH ดังนั้นจึงส่ง อะตอม ไฮโดรเจนผ่าน KoQ ปล่อยออกมาเป็นผล ออกซิเดชันพลังงานอะซิติล-CoA ส่วนใหญ่เข้มข้นในพันธะฟอสเฟตระดับมหภาค ATP. ตั้งแต่ 4 ไอน้ำ อะตอม ไฮโดรเจน 3 คู่รักโอน NADH เข้าสู่ระบบขนส่ง อิเล็กตรอน; ในขณะที่นับแต่ละ คู่ในระบบชีวภาพ ออกซิเดชันก่อตัว 3 โมเลกุล ATP(ระหว่างผัน ) และโดยรวมแล้ว 9 โมเลกุล ATP(ดูบทที่ 9) หนึ่ง คู่ อะตอมจาก succinate dehydrogenase-FADH 2 เข้าสู่ระบบขนส่ง อิเล็กตรอนผ่าน KoQ ส่งผลให้มีเพียง2 โมเลกุล ATP. ในระหว่าง เครบส์ ไซเคิลหนึ่งยังถูกสังเคราะห์ โมเลกุล GTP (พื้นผิว ฟอสโฟรีเลชั่น) ซึ่งเท่ากับหนึ่ง โมเลกุล ATP. ดังนั้น ที่ ออกซิเดชันหนึ่ง โมเลกุลอะเซทิล-CoA ใน เครบส์ ไซเคิลและระบบ ออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชั่นอาจรูปแบบ12 โมเลกุล ATP.

หากเราคำนวณผลพลังงานรวมของความแตกแยกไกลโคไลต์ กลูโคสและต่อมา ออกซิเดชันสองเกิดใหม่ โมเลกุล pyruvate ไปเป็น CO 2 และ H 2 O แล้วจะมีขนาดใหญ่กว่ามาก

ตามที่ระบุไว้หนึ่ง โมเลกุล NADH (3 .) โมเลกุล ATP) เกิดขึ้นระหว่างการเกิดออกซิเดชัน ดีคาร์บอกซิเลชั่นไพรูเวตเป็นอะเซทิล-CoA เมื่อแยกหนึ่ง โมเลกุล กลูโคสก่อตัวขึ้น2 โมเลกุลไพรูเวตและ ออกซิเดชันมากถึง2 โมเลกุล acetyl-CoA และ 2 รอบต่อมา วัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิกสังเคราะห์ 30 โมเลกุล ATP(เพราะฉะนั้น, ออกซิเดชัน โมเลกุลไพรูเวตเป็น CO 2 และ H 2 O ให้ 15 โมเลกุล ATP). ต้องบวกเลขนี้2 โมเลกุล ATPเกิดขึ้นระหว่างแอโรบิก ไกลโคไลซิส, และ 6 โมเลกุล ATP, สังเคราะห์โดย ออกซิเดชัน 2 โมเลกุล extramitochondrial NADH ซึ่งเกิดขึ้นระหว่าง ออกซิเดชัน 2 โมเลกุลกลีซาลดีไฮด์-3-ฟอสเฟตในดีไฮโดรจีเนส ปฏิกิริยา ไกลโคไลซิส. ดังนั้น เมื่อแยกออกเป็น เนื้อเยื่อหนึ่ง โมเลกุล กลูโคสตามสมการ C 6 H 12 O 6 + 6O 2 -> 6CO 2 + 6H 2 O สังเคราะห์ 38 โมเลกุล ATP. ไม่ต้องสงสัยในแง่ของพลังงานการแตกออกอย่างสมบูรณ์ กลูโคสเป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพมากกว่าแบบไม่ใช้ออกซิเจน ไกลโคไลซิส.

ควรสังเกตว่า2 โมเลกุล NADH ในอนาคตด้วย ออกซิเดชันไม่สามารถให้ 6 โมเลกุล ATPแต่เพียง 4. ความจริงก็คือพวกเขาเอง โมเลกุล extramitochondrial NADH ไม่สามารถทะลุผ่านได้ เมมเบรนข้างใน ไมโตคอนเดรีย. อย่างไรก็ตามพวกเขาให้ อิเล็กตรอนสามารถรวมอยู่ในห่วงโซ่ไมโตคอนเดรียของสิ่งมีชีวิต ออกซิเดชันโดยใช้กลไกการรับส่งกลีเซอรอลฟอสเฟตที่เรียกว่า (รูปที่ 10.10) ขั้นแรก NADH ของ Cytoplasmic ทำปฏิกิริยากับ cytoplasmic dihydroxyacetone phosphate เพื่อสร้าง glycerol-3-phosphate ปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา

ข้าว. 10.10.กลไกการรับส่งกลีเซอรอลฟอสเฟต คำอธิบายในข้อความ

ถูกควบคุมโดยไซโทพลาสมิกกลีเซอรอล-3-ฟอสเฟตดีไฮโดรจีเนสที่ขึ้นกับ NAD:

ไดไฮดรอกซีอะซีโตน ฟอสเฟต + NADH + H +<=>กลีเซอรอล-3-ฟอสเฟต + NAD +

ส่งผลให้กลีเซอรอล-3-ฟอสเฟตแทรกซึมผ่านไมโตคอนเดรียได้อย่างง่ายดาย เมมเบรน. ข้างใน ไมโตคอนเดรียอื่น (ไมโทคอนเดรีย) กลีเซอรอล-3-ฟอสเฟตดีไฮโดรจีเนส (flavin เอนไซม์) ออกซิไดซ์กลีเซอรอล-3-ฟอสเฟตอีกครั้งเป็นไดไฮดรอกซีอะซีโตนฟอสเฟต:

กลีเซอรอล-3-ฟอสเฟต + FAD<=>ไดไฮดรอกซีอะซีโตน ฟอสเฟต + FADH 2

ฟื้นฟู โปรตีนฟลาโว่(เอนไซม์-FADH 2) แนะนำที่ระดับของ KoQ ที่เขาได้รับ อิเล็กตรอนเข้าสู่ห่วงโซ่ของสิ่งมีชีวิต ออกซิเดชันและเกี่ยวข้องกับมัน ออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชั่นและไดไฮดรอกซีอะซีโตน ฟอสเฟต ออกมาจาก ไมโตคอนเดรียใน ไซโตพลาสซึมและสามารถโต้ตอบกับ NADH + H + ไซโตพลาสซึมได้อีกครั้ง ดังนั้น, คู่ อิเล็กตรอน(จากหนึ่ง โมเลกุลไซโตพลาสซึม NADH + H +) เข้าสู่ ห่วงโซ่การหายใจใช้กลไกกระสวยของกลีเซอรอลฟอสเฟตไม่ให้ 3 แต่2 ATP.

ข้าว. 10.11.ระบบขนถ่าย Malate-aspartate สำหรับการถ่ายโอนสารเทียบเท่ารีดิวซ์จาก NADH ของ cytosolic ไปยัง mitochondrial matrix คำอธิบายในข้อความ

ต่อมาพบว่ากลไกการรับส่งนี้ใช้เฉพาะในกล้ามเนื้อโครงร่างและสมองในการถ่ายโอนสิ่งที่เทียบเท่าที่ลดลงจาก cytosolic NADH + H + ไปยัง ไมโตคอนเดรีย.

ที่ เซลล์ ตับ, ไตและหัวใจ, ระบบกระสวย malate-as-partate ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นทำงาน การทำงานของกลไกการรับส่งดังกล่าวเป็นไปได้เนื่องจากการมีอยู่ มาเลตดีไฮโดรจีเนสและ aspartate aminotransferases ทั้งใน cytosol และ in ไมโตคอนเดรีย.

พบว่าจาก cytosolic NADH + H + เทียบเท่าที่ลดลง อันดับแรกด้วยการมีส่วนร่วม เอนไซม์ มาเลตดีไฮโดรจีเนส(รูปที่ 10.11) ถูกถ่ายโอนไปยัง cytosolic oxaloacetate เป็นผลให้เกิด malate ซึ่งด้วยความช่วยเหลือของระบบที่ขนส่ง กรดไดคาร์บอกซิลิก,ผ่านเข้าสู่ภายใน เมมเบรน ไมโตคอนเดรียลงในเมทริกซ์ ที่นี่ malate ถูกออกซิไดซ์เป็น oxaloacetate และเมทริกซ์ NAD + จะลดลงเป็น NADH + H + ซึ่งสามารถถ่ายโอนได้ อิเล็กตรอนใน ห่วงโซ่การหายใจ เอนไซม์แปลเป็นภาษาท้องถิ่นใน เมมเบรน ไมโตคอนเดรีย. ในทางกลับกัน ออกซาโลอะซิเตตที่เกิดขึ้นต่อหน้ากลูตาเมตและ เอนไซม์ ASAT เข้าสู่ ปฏิกิริยา transamination. แอสพาเทตและ α-ketoglutarate ที่เป็นผลลัพธ์ โดยใช้ระบบขนส่งพิเศษสามารถผ่านเข้าไปได้ เมมเบรน ไมโตคอนเดรีย.

การขนส่งในไซโตซอลจะสร้างออกซาโลอะซีเตตขึ้นใหม่ ซึ่งจะกระตุ้นวงจรถัดไป โดยทั่วไป กระบวนการนี้รวมถึงการย้อนกลับได้อย่างง่ายดาย ปฏิกิริยาเกิดขึ้นโดยไม่ใช้พลังงาน "แรงขับเคลื่อน" ของมันคือค่าคงที่ การกู้คืน NAD + ใน cytosol โดย glyceraldehyde-3-phosphate ซึ่งเกิดขึ้นระหว่าง แคแทบอลิซึม กลูโคส.

ดังนั้น หากกลไกมาลาเต-แอสพาเทททำงาน ก็เป็นผลจากความสมบูรณ์ ออกซิเดชันหนึ่ง โมเลกุล กลูโคสอาจไม่ใช่ 36 แต่ 38 โมเลกุล ATP(ตารางที่ 10.1).

ในตาราง. 10.1 ได้รับ ปฏิกิริยาซึ่งเกิดพันธะฟอสเฟตพลังงานสูงในระหว่าง แคแทบอลิซึม กลูโคสแสดงถึงประสิทธิภาพของกระบวนการภายใต้สภาวะแอโรบิกและแอนแอโรบิก

กระทรวงศึกษาธิการของสหพันธรัฐรัสเซีย

มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งรัฐ Samara

ภาควิชาเคมีอินทรีย์

บทคัดย่อในหัวข้อ:

"วัฏจักรของกรด TRICABOXIC (KREBS CYCLE)"

เสร็จสมบูรณ์โดยนักเรียน: III - NTF - 11

Eroshkina N.V.

ตรวจสอบแล้ว

วัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิกเรียกอีกอย่างว่าวัฏจักรเครบส์ เนื่องจากการมีอยู่ของวัฏจักรดังกล่าวถูกเสนอโดย Hans Krebs ในปี 1937
ด้วยเหตุนี้ 16 ปีต่อมา เขาจึงได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ ดังนั้นการค้นพบนี้จึงมีความสำคัญมาก วัฏจักรนี้มีความหมายว่าอะไรและเหตุใดจึงมีความสำคัญมาก

ไม่ว่าใครจะพูดอะไร คุณยังต้องเริ่มต้นให้ไกล หากคุณตั้งใจที่จะอ่านบทความนี้ อย่างน้อยโดยข่าวลือคุณก็รู้ว่าแหล่งพลังงานหลักสำหรับเซลล์คือกลูโคส มันมีอยู่ในเลือดอย่างต่อเนื่องในความเข้มข้นที่แทบจะไม่เปลี่ยนแปลง - ด้วยเหตุนี้จึงมีกลไกพิเศษที่จัดเก็บหรือปล่อยกลูโคส

ภายในเซลล์แต่ละเซลล์มีไมโตคอนเดรีย - ออร์แกเนลล์ที่แยกจากกัน ("อวัยวะ" ของเซลล์) ซึ่งประมวลผลกลูโคสเพื่อให้ได้แหล่งพลังงานภายในเซลล์ - ATP เอทีพี (กรดอะดีโนซีนไตรฟอสฟอริก) มีประโยชน์หลากหลายและสะดวกมากที่จะใช้เป็นแหล่งพลังงาน: มันถูกรวมเข้ากับโปรตีนโดยตรงโดยให้พลังงานแก่พวกมัน ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือโปรตีน myosin เนื่องจากกล้ามเนื้อสามารถหดตัวได้

ไม่สามารถแปลงกลูโคสเป็น ATP ได้แม้ว่าจะมีพลังงานเป็นจำนวนมากก็ตาม วิธีการดึงพลังงานนี้และนำไปในทิศทางที่ถูกต้องโดยไม่ต้องหันไปใช้ป่าเถื่อน (ตามมาตรฐานเซลล์) เช่นการเผาไหม้? จำเป็นต้องใช้วิธีแก้ไขปัญหาชั่วคราว เนื่องจากเอนไซม์ (ตัวเร่งปฏิกิริยาโปรตีน) ยอมให้ปฏิกิริยาบางอย่างดำเนินไปอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ขั้นตอนแรกคือการแปลงโมเลกุลกลูโคสเป็นสองโมเลกุลของไพรูเวต (กรดไพรูวิก) หรือแลคเตต (กรดแลคติก) ในกรณีนี้ พลังงานบางส่วน (ประมาณ 5%) ที่เก็บไว้ในโมเลกุลกลูโคสจะถูกปล่อยออกมา แลคเตทผลิตโดยออกซิเดชันแบบไม่ใช้ออกซิเจน - นั่นคือในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน นอกจากนี้ยังมีวิธีการเปลี่ยนกลูโคสภายใต้สภาวะไร้อากาศเป็นสองโมเลกุลของเอธานอลและคาร์บอนไดออกไซด์ สิ่งนี้เรียกว่าการหมักและเราจะไม่พิจารณาวิธีนี้


...ในขณะที่เราจะไม่พิจารณารายละเอียดกลไกของไกลโคไลซิสเอง นั่นคือ การสลายกลูโคสเป็นไพรูเวต เนื่องจากการอ้างคำพูดของ Leinger "การเปลี่ยนกลูโคสเป็นไพรูเวตนั้นถูกเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์สิบตัวที่ทำหน้าที่ตามลำดับ" ผู้ที่ต้องการเปิดตำราชีวเคมีและทำความคุ้นเคยกับทุกขั้นตอนของกระบวนการอย่างละเอียด - ได้รับการศึกษาเป็นอย่างดี

ดูเหมือนว่าเส้นทางจากไพรูเวทถึงคาร์บอนไดออกไซด์จะค่อนข้างง่าย แต่ปรากฏว่าดำเนินการผ่านกระบวนการเก้าขั้นตอน ซึ่งเรียกว่าวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก ความขัดแย้งที่เห็นได้ชัดกับหลักการเศรษฐกิจ (ไม่ง่ายกว่านี้หรือ) ส่วนหนึ่งเป็นเพราะวงจรเชื่อมโยงเส้นทางการเผาผลาญหลายอย่าง: สารที่เกิดขึ้นในวัฏจักรเป็นสารตั้งต้นของโมเลกุลอื่นที่ไม่เกี่ยวข้องกับการหายใจอีกต่อไป ( ตัวอย่างเช่น กรดอะมิโน) และสารประกอบอื่นๆ ที่จะกำจัดทิ้งในวงจรและถูก "เผา" เพื่อเป็นพลังงานหรือนำกลับมาใช้ใหม่เป็นสารประกอบที่ขาดตลาด

ขั้นตอนแรกที่พิจารณาตามธรรมเนียมเกี่ยวกับวัฏจักรเครบส์คือกระบวนการออกซิเดชันดีคาร์บอกซิเลชันของไพรูเวตกับอะซิติลเรซิดิว (Acetyl-CoA) CoA ถ้าใครไม่รู้จักก็คือโคเอ็นไซม์ A ซึ่งมีกลุ่มไทออลอยู่ในองค์ประกอบ ซึ่งสามารถบรรทุกสารตกค้างของอะเซทิลได้


การสลายไขมันยังนำไปสู่อะเซทิล ซึ่งเข้าสู่วัฏจักรเครบส์ด้วย (พวกมันถูกสังเคราะห์ในทำนองเดียวกัน - จาก Acetyl-CoA ซึ่งอธิบายความจริงที่ว่ามีเพียงกรดที่มีอะตอมของคาร์บอนเป็นจำนวนเท่ากันเท่านั้นที่มักมีอยู่ในไขมัน)

Acetyl-CoA ควบแน่นด้วย oxaloacetate เพื่อให้ซิเตรต ซึ่งจะปล่อยโคเอ็นไซม์ A และโมเลกุลของน้ำ ขั้นตอนนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้

ซิเตรตถูกดีไฮโดรจีเนตไปเป็น cis-aconitate ซึ่งเป็นกรดไตรคาร์บอกซิลิกที่สองในวงจร

Cis-aconitate จับโมเลกุลของน้ำกลับกลายเป็นกรดไอโซซิตริก ขั้นตอนนี้และขั้นตอนก่อนหน้าสามารถย้อนกลับได้ (เอ็นไซม์เร่งปฏิกิริยาทั้งไปข้างหน้าและย้อนกลับ - รู้ไหม?)

กรดไอโซซิตริกถูกดีคาร์บอกซิเลต (ไม่สามารถย้อนกลับได้) และออกซิไดซ์พร้อมกันเพื่อให้กรดคีโตกลูตาริก ในเวลาเดียวกัน NAD + ฟื้นตัวกลายเป็น NADH

ขั้นตอนต่อไปคือการออกซิเดชันดีคาร์บอกซิเลชัน แต่ในกรณีนี้ จะไม่เกิด succinate แต่ succinyl-CoA ซึ่งถูกไฮโดรไลซ์ในขั้นต่อไป โดยนำพลังงานที่ปล่อยออกมาไปสู่การสังเคราะห์ ATP

สิ่งนี้จะผลิตโมเลกุล NADH อื่นและโมเลกุล FADH2 (โคเอ็นไซม์อื่นที่ไม่ใช่ NAD ซึ่งยังสามารถออกซิไดซ์และลดลง จัดเก็บและปล่อยพลังงานได้)

ปรากฎว่า oxaloacetate ทำงานเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา - ไม่สะสมและไม่ถูกบริโภคในกระบวนการ ความเข้มข้นของออกซาโลอะซิเตตในไมโตคอนเดรียยังคงค่อนข้างต่ำ แต่จะหลีกเลี่ยงการสะสมของผลิตภัณฑ์อื่น ๆ วิธีการประสานงานทั้งแปดขั้นตอนของวงจร?

สำหรับสิ่งนี้ตามที่ปรากฏมีกลไกพิเศษ - ข้อเสนอแนะเชิงลบชนิดหนึ่ง ทันทีที่ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์บางอย่างเพิ่มขึ้นเหนือมาตรฐาน สิ่งนี้จะขัดขวางการทำงานของเอนไซม์ที่มีหน้าที่ในการสังเคราะห์ และสำหรับปฏิกิริยาที่ย้อนกลับได้ จะง่ายกว่านั้นอีก: เมื่อเกินความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ ปฏิกิริยาก็จะเริ่มไปในทิศทางตรงกันข้าม

และข้อสังเกตเล็กน้อยสองสามข้อ