1. Огляд літератури
1.1. Цикл трикарбонових кислот
Цикл
трикарбонових кислот – циклічна
послідовність ферментативних реакцій,
у результаті яких ацетил-КоА (
- СО
S
– КоА) – продукт катаболізму основних
видів метаболічного палива (вуглеводів,
жирів, амінокислот), окислюється до
двоокису карбону з утворенням атомів
водню, які використовуються для
відновлення первинних акцепторів
дихального ланцюга мітохондрій –
нікотинамідних або флавінових коферментів.
ЦТК – це загальний кінцевий шлях
окислювального катаболізму клітини в
аеробних умовах. Реакції і ферменти ЦТК
локалізовані в матриксі та внутрішній
мембрані мітохондрій. (Губський Ю., 2000)
1.1.1. Ферментативні реакції цтк:
1.Утворення лимонної кислоти (цитрату) за рахунок конденсації ацетил-КоА з щавлевооцтовою кислотою (оксалоацетатом). Реакція каталізується ферментом цитратсинтазою (КФ.2.3.3.1.)(Рис.1)
Рис.1. Реакція конденсації ацетил-КоА з оксалоацетатом з утворенням цитрату.
2.Претворення (ізомеризація) цитрату на ізоцитрат. Реакція каталізується ферментом аконітазою (КФ.4.2.1.3) і складається двох етапів (Рис.2., Рис.3) :
2.1.Дегідратація лимонної кислоти з утворенням цисаконітової кислоти (цис-аконітату);
Рис.2.Реакція перетворення цитрату в цис-аконітат.
2.2.Приєднання
до цис-аконітату молекули води. При
приєднанні до подвійного зв’язку у
складі цис-аконітату
у транс-положенні результатом реакції
є утворення ізолимонної кислоти
(ізоцитрату);
Рис.3. Реакція перетворення цис-аконітату в ізоцитрат.
3.Дегідрування та декарбоксилювання ізоцитрату. Реакція каталізується НАД – залежною ізоцитратдегідрогеназою (КФ.1.1.1.41.) і призводить до утворення α-кетоглутарової кислоти (α-кетоглутарату)(Рис 4);
Рис.4.Реакція окислення ізоцитрату під дією ізоцитратдегідрогенази.
4.Окислення α-кетоглутарату до сукцинату. Цей процес відбувається у дві стадії:
4.1.Окислювальне
декарбоксилювання α-кетоглутарату з
утворенням сукциніл-КоА – стадія
каталізується мультиензимним
α-кетоглутаратдегідрогеназним комплексом
(КФ.1.2.4.2.
НАДН,
що відновився в цій реакції, окислюється
в дихальному ланцюзі мітохондрій із
генерацією 3 молекул АТФ(Рис.5);
Рис.5.Реакція окиснювального декарбоксилювання α-кетоглутарату до сукциніл-КоА
4.2.Деацилювання сукциніл-КоА (перетворення на бурштинову кислоту (сукцинат)). Реакція каталізується ферментом сукцинілтіокіназою (КФ.6.2.1.1.)(Рис.6);
Рис.6.Реакція перетворення сукцніл-КоА у вільний сукцинат.
Потім фосфатна група від ГТФ переходить на АДФ у нуклеозидфосфокіназній реакції з утворенням АТФ:
5.Окислення янтарної кислоти до фумарової кислоти (фумарату). Реакція каталізується ФАД-залежним ферментом сукцинатдегідрогеназою(КФ.1.3.99.1.) (Рис.7);
Рис.7.Реакція окиснення сукцинату до фумарату.
Накопичення фумарату інгібує сукцинатдегідрогеназу і глутамат дегідрогеназу. (Gnaiger Е.,2011)
6.Перетворення фумарової кислоти на яблучну кислоту (малат) внаслідок приєднання до фумарату молекули води. Реакція каталізується ферментом фумаразою (КФ.4.2.1.2.)(Рис. 8);
Рис.8.Реакція перетворення фумарової кислоти в L-малат.
7.Окислення малату до до оксалоацетату (щавлевооцтової кислоти). Реакція каталізується НАД-залежним ферментом – малатдегідрогеназою (КФ.1.1.1.37.) мітохондрій.(Рис. 9) (Губський., 2000)
Рис.9.Реакція окиснення малату НАД-залежною малатдегідрогеназою до оксалоацетату