Krebs cykel

" första delen

Enzymet som katalyserar det fjärde stadiet av krebscykeln är a-ketoglutarat dehydrogenas; detta enzym är ett enzymkomplex som mycket liknar pyruvatdehydrogenas. Båda består av 48-60 proteiner där tre olika enzymatiska aktiviteter känns igen och också har samma enzymatiska kofaktorer; är mycket lika enzymer eftersom de verkar på liknande substrat: både pyruvat och l "α-keto glutarat, är α- ketosyror. Verkningsmekanismen för de två enzymatiska komplexen är densamma.
Attacken av tiaminpyrofosfat på karbonyl (C = O) i "α-ketoglutarat, leder till dess dekarboxylering och karboxyhydroxipropylderivatet bildas. Med den efterföljande överföringen till lipoamiden sker en intern redoxprocess, från vilken lipoamidkarboxirivat eller succinyllipamid erhålls.
Succinyllipoamiden reagerar sedan med koenzym A för att ge succinylkoenzym A (som fortsätter i krebscykeln) och den reducerade lipoamiden som reoxideras av FAD: FADH2 som bildas reoxideras av NAD + och NADH erhålls. I detta skede skedde därför den andra eliminationen av ett kol från det kolhaltiga skelettet, i form av koldioxid.

En acylgrupp kopplad till koenzym A är i aktiverad form, det vill säga har ett högt energiinnehåll: det är därför möjligt att utnyttja energin från succinylkoenzym A.

I det femte stadiet av krebscykeln utsätts succinylkoenzym A för verkan av succinyltiokinas; två hypoteser har gjorts om dess verkningssätt: vi kommer bara att beskriva en av de två eftersom den är den mest ackrediterade.Enligt denna hypotes attackeras succinylkoenzym A av kvävet i en histidin (Hys) av enzymet: koenzym A frigörs och en addukt som härrör från histidin bildas som en mellanprodukt, det vill säga succinyl-enzymet (eller succinyl-Hys ); ett ortofosfat verkar på denna mellanprodukt, vilket leder till frisättning av succinat och bildandet av fosfoenzymet. Fosfoenzymet, angripet av guanosindifosfat (BNP), producerar guasnosintrifosfat (GTP) och enzymet frigörs. Ur energisynpunkt GTP = ATP: bindningen som ger energi är densamma i båda arterna (det är anhydridbindningen mellan fosforyl Β och fosforyl γ). I vissa fall används GTP som ett material med ett högt energiinnehåll men vanligtvis omvandlas GTP till ATP genom verkan av enzymet nukleosiddifosfokinas (NDPK); är ett enzym som finns i celler och katalyserar följande reaktion:

N1TP + N2DP → N1DP + N2TP

Generiskt NiTP ® Nukleosidtrifosfat
Generiskt NiDP ® nukleosiddifosfat

Det är en reversibel reaktion; i vårt fall händer det:

GTP + ADP → BNP + ATP

därför kan den gå till höger eller till vänster även vid små variationer i reagenskoncentrationerna.
Om krebscykeln fortsätter med en sådan hastighet att den leder till en produktion av ATP som är högre än energibehovet, finns det en knapp tillgång på ADP medan det finns mycket ATP: reaktionen katalyserad av nukleosiddifosfokinas är då, riktad till vänster (GTP ackumuleras om nukleosiddifosfokinaset inte har tillräckligt med substrat, dvs. ADP). GTP är därför en signal om energitillgänglighet och saktar därför ner krebscykeln.
Den sjätte etappen av krebscykeln leder till bildandet av fumarat genom verkan av succinat dehydrogenas; detta enzym ger en stereospecifik reaktion eftersom den omättade (det är en alken) trans alltid bildas, dvs fumaratet (medan cis -isomeren är maleat). Succinatdehydrogenas finns på det inre mitokondriella membranet, medan alla andra enzymer i krebscykeln är spridda genom mitokondrionen.
Succinatdehydrogenas har FAD som kofaktor; den hämmas av oxaloacetat (feed-back-inhibering) medan den har succinat och fumarat som sin positiva modulator (aktivator). dess aktivator. Låt oss försöka förstå varför, genom att hoppa till slutskedet av krebscykeln. krebs cykel kräver energi så den enda möjligheten att få oxaloacetat från patienten är att patientens koncentration är mycket hög: malat är en av metaboliterna med den högsta koncentrationen i celler. Reaktionen som omvandlar malat till oxaloacetat gynnas också av faktum att koncentrationen av oxaloacetat hålls låg genom verkan av citratsyntas. Reaktionen katalyserad av succinatdehydrogenas är då en självmatande reaktion och detta är det enda sättet att få transformationen av malat till oxaloacetat att ske.
Koncentrationen av mitokondriell malat måste vara förenlig med koncentrationen av det cytoplasmatiska malatet: endast när koncentrationen av mitokondriellt malat är så hög att det garanterar omvandlingen av malatet till oxaloacetat (i krebscykeln) kan malatet också användas i andra sätt (som är cytoplasmatiska): i cytoplasman kan malatet omvandlas till oxaloacetat från vilket aspartat kan erhållas genom verkan av GOT (det är ett transaminas) eller glukos genom glukoneogenes.
Vi återgår till det sjunde stadiet av krebscykeln, det katalyseras av enzymet fumarasi: vatten tillsätts på ett stereospecifikt sätt för att göra L-malat.
I den sista etappen av Krebs -cykeln, som vi redan har talat om, verkar malat dehydrogenas. Detta enzym använder en NAD + -molekyl för sin katalytiska verkan.
Vi har alltså avslutat beskrivningen av de olika stadierna av krebscykeln.
Krebscykeln är helt reversibel.

För att öka krebscykelns hastighet kan koncentrationen av metaboliterna i den cykeln ökas; en av strategierna för att öka hastigheten på krebscykeln består i att omvandla en del av pyruvat som kommer in i mitokondrierna till oxaloacetat (genom verkan av pyruvatkarboxylas) och inte omvandla det hela till acetylkoenzym A: ökar således koncentrationen av oxaloacetat som är en metabolit i krebscykeln och ökar därför hastigheten för hela cykeln.

I krebscykeln omvandlas tre NAD + till tre NADH och en FAD till FADH2 och dessutom erhålls en GTP: genom att kanalisera den reducerande effekt som erhålls från krebscykeln produceras ytterligare ATP; i andningskedjan överförs den reducerande kraften från NADH och FADH2 till syre: denna överföring beror på en serie enzymer som finns på mitokondriemembranet som i sin verkan leder till produktion av ATP.
Andningskedjans processer är exergoniska processer och den frigjorda energin används för att producera ATP; cellens syfte är att utnyttja de exergoniska processerna för att få syntesen av ATP att äga rum. För varje molekyl NADH som kommer in i andningskedjan erhålls 2,5 molekyler ATP och för varje FADH2 erhålls 1,5 molekyler ATP; denna mångfald beror på att FADH2 kommer in i andningskedjan på en lägre nivå än NADH.
Med den aeroba metabolismens reducerande effekt erhålls 30-32 ATP (219-233 kcal / mol) med en verkningsgrad på cirka 33% (effektiviteten för anaerob metabolism är cirka 2%).