Цикл трикарбоновых кислот ЦТК цикл Кребса n

Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК, цикл Кребса)

n n Клетки, недостаточно снабжаемые кислородом, могут частично или полностью существовать за счет энергии гликолиза. Большинство животных и растительных клеток в норме находится в аэробных условиях и свое органическое «топливо» окисляет полностью до СО 2 и Н 2 О. В этих условиях пируват, образовавшийся при расщеплении глюкозы, не восстанавливается до лактата, а постепенно окисляется до СО 2 и Н 2 О в аэробной стадии катаболизма. При этом первоначально происходит окислительное декарбоксилирование пирувата с образованием ацетил-Ко. А.

Окислительное декарбоксилирование ПВК n n В работе пируватдегидрогеназного комплекса участвуют: четыре витамина (В 1, В 2, РР, пантотеновая кислота); специфический кофактор коэнзим А (HS-Ko. A). Суммарная реакция: ПВК + НАД+ + HS-Ko. A –> Ацетил-Ко. А + НАДН + Н+ + СO 2

Строение молекулы коэнзима А

Образовавшийся в процессе окислительного декарбоксилирования ацетил-Ко. А содержит макроэргическую связь. n В связи с этим ацетил-Ко. А подвергается дальнейшему окислению с образованием СО 2 и Н 2 О. n Полное окисление ацетил-Ко. А происходит в цикле трикарбоновых кислот (ЦТК, цикл Кребса). n Этот процесс, так же как окислительное декарбоксилирование пирувата, происходит в митохондриях клеток. n

Цикл Кребса n n (ЦТК) Образовавшийся в результате окислительного декарбоксилирования ПВК в митохондриях ацетил-Ко. А вступает в цикл Кребса. Данный цикл происходит в матриксе митохондрий и состоит из восьми последовательных реакций. В каждом обороте цикла образуется 1 молекула ГТФ (из неё впоследствии образуется 1 мол. АТФ), 2 молекулы СО 2, 3 молекулы НАДН + Н+ и 1 молекула ФАДН 2. Промежуточные продукты ЦТК используются также в качестве предшественников при биосинтезе биополимеров.

Суммарное уравнение ЦТК: Оксалоацетат + ацетил-Ко. А + АДФ +Н 3 РО 4 + 3 НАД+ + ФАД → Оксалоацетат + 2 СО 2 + Ко. А + АТФ +3 НАДН+Н+ + ФАДН 2 Баланс ЦТК В каждом обороте цикла образуется: n 1 молекула ГТФ (из неё впоследствии образуется 1 мол. АТФ), n 2 молекулы СО 2, n n 3 молекулы НАДН + Н+ , 1 молекула ФАДН 2

n Атомы водорода, образующиеся при реакциях дегидрирования (в виде NADH и FADH 2), становятся субстратами (донорами электронов) в реакциях дыхательной цепи и сопряжённого с ней окислительного фосфорилирования АДФ и образования АТФ, происходящего во внутренней мембране митохондрий. n Высокоэнергетические электроны поступают в дыхательную цепь (электрон-транспортную цепь митохондрий) на кристах внутренней митохондриальной мембраны, передаются по цепи переносчиков электронов на конечный акцептор – кислород. n При передаче электронов по дыхательной цепи кислороду происходит постепенное высвобождение энергии, при этом происходит сопряжённое с транспортом электронов фосфорилирование АДФ с образованием АТФ (окислительное фосфорилирование, фермент - АТФаза) и образуется вода.

Цепь переноса электронов внутренней митохондриальной мембраны n Цепь переноса электронов состоит из флаворотеидов и цитохромов (а, в, с), объединённых в три основных ферментных комплекса. n Кофермент Q и цитохром С являются связующими звеньями между этими комплексами. n Переносчики располагаются в дыхательной цепи в определённой последовательности, связанной с возрастанием их окислительно-восстановительного потенциала.

Цепь переноса электронов внутренней митохондриальной мембраны

Строение молекулы ФАД (окисляется и восстанавливается изоалоксазиновое кольцо)

Строение молекулы НАД (окисляется и восстанавливается никотинамидное (пиридиновое) кольцо)

Строение молекулы кофермента Q

Строение гема, входящего в состав всех цитохромов в, гемоглобина, миоглобина и каталазы

Локализация дыхательной цепи на внутренней мембране кристы митохондрии (митохондрии клеток печени содержат 5000, а сердца – 20000 таких систем)

Расположение компонентов дыхательной цепи на внутренней мембране крист митохондрий

Энергетический баланс анаэробного и аэробного окисления глюкозы. Полное окисление глюкозы сопровождается образованием 38 молекул АТФ.