31. Цикл трикарбоновых кислот (цикл кребса)

был открыт английским биохимиком

Г. Кребсом.Он постулировал значение данного цикла для полного сгоранияПирувата.Цикл Кребса – общий конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые превращ-ся

в процессе катаболизма большая часть орг.молекул, играющих роль ≪клеточного топлива≫: углеводов, жирных к-т и аминокислот.

Ацетил-КоА вступает в цикл Кребса. Цикл происходит в матриксе митохондрий и состоит из 8 последовательных реакций.

В результате полного оборота цикла

одна молекула ацетил-КоА сгорает до СО2 и Н2О, а молекула оксалоацетата регенерируется.

Цикл кребса

1р. образуется лимонная к-та.

В результате 2реакции образовавшаяся лимонная к-та

подвергается дегидратированию с образованием цис-аконитовой кислоты,

которая, присоединяя молекулу воды, переходит в изолимонную кислоту

(изоцитрат).Происходит

взаимоперемещение Н и ОН в молекуле цитрата.

3 реакция лимитирует скорость цикла Кребса.Изолимонная к-та дегидрируется в присутствии НАД-зависимой изо-

цитратдегидрогеназы *.

Во время 4р.происходит окислительное декарбокси-

лирование α-кетоглутаровой к-ты с образованием высокоэнергетическо-

го соединения сукцинил-КоА.

5 реакция катализируется ферментом сукцинил-КоА-синтетазой. В ходе этой реакции сукцинил-КоА при участии ГТФ и неорганического

фосфата превращается в янтарную к-ту (сукцинат). Одновременно

происходит образование высокоэргической фосфатной связи ГТФ ** за счет

высокоэргической тиоэфирной связи сукцинил-КоА.

В результате шестой реакции сукцинат дегидрируется в фумаровую

кислоту. Окисление сукцината катализируется сукцинатдегидрогеназой,

в молекуле которой с белком прочно (ковалентно) связан кофермент ФАД.

В свою очередь сукцинатдегидрогеназа прочно связана с внутренней ми-

тохондриальной мембраной.

7 реакция осуществляется под влиянием фермента фумаразы. Образовавшаяся при этом фумаровая к-та

гидратируется, продуктом реакции является яблочная кислота (малат).

В ходе восьмой реакции цикла трикарбоновых кислот под

влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы проис-

ходит окисление L-малата в оксалоацетат.

32. Энергетическая функция цикла трикарб. К-т — 3 НАДН.Н+ дает 7.5 моль АТФ, 1 ФАДН2 дает 1.5 моль АТФ на дыхательной цепи. Кроме того в цикле путем субстратного фосфорилирования синтезируется 1 ГТФ, а затем из него синтезируется АТФ посредствам трансфосфорилирования: ГТФ + АДФ = АТФ + ГДФ.

Цикл Кребса регулируется «по механизму отрицательной обратной связи», при наличии большого количества субстратов (ацетил-КоА, оксалоацетат), цикл активно работает, а при избытке продуктов реакции (NADH, ATP) тормозится. Регуляция осуществляется и при помощи гормонов, основным источником ацетил-КоА является глюкоза, поэтому гормоны, способствующие аэробному распаду глюкозы, способствуют работе цикла Кребса. Такими гормонами являются: инсулин и адреналин. Глюкагон стимулирует синтез глюкозы и ингибирует реакции цикла Кребса.

Как правило работа цикла Кребса не прерывается за счёт анаплеротических реакций, которые пополняют цикл субстратами: Пируват + СО2 + АТФ = Оксалоацетат (субстрат Цикла Кребса) + АДФ + Фн.