Лекция 6 Цикл Кребса Цикл трикарбоновых кислот

Лекция 6. Цикл Кребса = Цикл трикарбоновых кислот = Цикл лимонной кислоты

окисления углеводов, липидов и белков. Цикл состоит из 8 реакций. Он является путем получения универсального топлива в форме NADH+ +H+ и FADH 2. В биохимических реакциях гликолиза и ЦТК образуется лишь 4 молекулы ATP (АТФ), а в результате окисления универсального топлива (восстановительных эквивалентов)– 34 молекулы ATP

Митохондрия 1 – наружная мембрана; 2 – внутренняя мембрана; 3 – ферменты, встроенные в мембрану; 4 – кольцевые молекулы ДНК; 5 – кристы; 6 – рибосомы.

1 реакция ЦТК Конденсация оксалоацетата с ацетил-Cо. А Модель ферментсубстратного комплекса ∆G 0’= - 32 к. Дж/моль

Оксалоацетат и цитрат

2 реакция Превращение цитрата в изоцитрат Модель ферментсубстратного комплекса

Изоцитрат

3 реакция Превращение изоцитрата в а-кетоглутарат ∆G 0’= - 20, 9 к. Дж/моль

а-кетоглутарат

4 реакция Превращение а-кетоглутарата в сукцинил-Ко. А а-кетоглутаратдегидрогеназа – это сложный ферментативный комплекс, аналогичный пируватдегидрогеназе. Включает 5 кофакторов: тиаминдифосфат, липоат, NAD, FAD и Cо. А. α ∆G 0’= - 35, 5 к. Дж/моль

Сукцинил – Со. А (Сукцинил = щавелевоянтарная кислота)

5 реакция Сопряжение гидролиза сукцината с синтезом GTP Далее GTP легко превращается в ATP ∆G 0’= - 2, 9 к. Дж/моль

Сукцинат (янтарная кислота)

Реакция 6 Окисление сукцината до фумарата Редокс-потенциал пары сукцинат-фумарат недостаточен для восстановления NAD, т. е. сукцинат – слишком слабый восстановитель для NAD, но достаточный для восстановления FAD.

Фумарат (фумаровая кислота)

Реакция 7 Превращение фумарата в малат

Малат (яблочная кислота)

Реакция 8 Окисление малата в оксалоацетат ∆G 0’= + 29, 7 к. Дж/моль

ЦТК

Последнее превращение субстрата цикла– окисление малата в оксалоацетат является эндоэргоничной (потребление энергии) реакцией ∆G 0’= + 29, 7 к. Дж/моль. Сама по себе она бы не протекала, но это последняя реакция цикла, а следующая реакция – превращения оксалоацетата в цитрат – экзоэргоничная (выделение энергии), поэтому концентрация оксалоацетата мала и равновесие сдвинуто в сторону образования оксалоацетата. Это, а также отрицательные значения свободной энергии во второй и третьей реакциях цикла определяют однонаправленность всего процесса в ЦТК.

Суммарная энергия получаемая в результате двух первых этапов окисления 1 молекулы глюкозы : - из гликолиза – 2 ATP и 2 NADН+H; - из пируватдегидрогеназной реакции – 2 NADH+H; - из ЦТК – 2 ATP, 6 NADН+H и 2 FADH 2. Таким образом, основное количество молекул ATP образуется на последнем этапе в результате окисления NADН+H+ и FADH 2. Окисление осуществляется в цепи переноса электронов. Цепь переноса электронов (дыхательная цепь) последовательность окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых происходит взаимодействие между переносчиками. Каждый промежуточный переносчик вначале выступает в роли акцептора электронов и протонов и из окисленного состояния переходит в восстановленную форму. Затем он передает электрон следующему переносчику и снова возвращается в окисленное состояние. На последней стадии переносчик передает электроны кислороду, который затем восстанавливается до воды.

Пируватдегидрогеназный комплекс

Биотин = витамин Н

Использование метаболитов ЦТК в синтезе различных соединений

Гликогенез

Гликогенолиз

Синтез и распад гликогена