4.Цикл трикарболновых кислот. Общая схема, энергетическое значение.

Образующийся в ПВК-дегидрогеназной реакции ацетил-SКоА далее вступает в цикл трикарбоновых кислот (ЦТК, цикл лимонной кислоты, цикл Кребса). В первой реакции цикла связываются ацетил и оксалоацетат (щавелевоуксусная кислота) с образованием цитрата (лимонной кислоты), далее происходит изомеризация лимонной кислоты до изоцитрата и две реакции дегидрирования с выделением СО2 и восстановлением НАД. В пятой реакции образуется ГТФ, это реакция субстратного фосфорилирования. Последние три реакции представляет собой дегидрирование, гидратацию и новое дегидрирование субстратов.

В итоге после восьми реакций цикла вновь образуется оксалоацетат.

Функции ЦТК: 1. Энергетическая – заключается в синтезе одной молекулы ГТФ (эквивалентна АТФ) и в генерации атомов водорода для работы дыхательной цепи (см ниже), а именно трех молекул НАДН и одной молекулы ФАДН2; 2. Анаболическая – в ЦТК образуется

1. предшественник гема – сукцинил-SКоА,

2. кетокислоты, способные превращаться в аминокислоты – -кетоглутарат для глутаминовой кислоты, оксалоацетат для аспарагиновой,

3. лимонная кислота, используемая для синтеза жирных кислот (при определенных условиях),

4. оксалоацетат, используемый для синтеза глюкозы (при определенных условиях).

Цикл Кребса протекает в матриксе митохондрий и включает 8 реакций. Он представляет собой последовательные реакции связывания ацетила и щавелевоуксусной кислоты (оксалоацетата) с образованием лимонной кислоты, ее изомеризации и последующие реакции окисления с сопутствующим выделением СО2. После восьми реакций цикла вновь образуется оксалоацетат.

5. Последовательность реакций цикла трикарбоновых кислот. Реакции дегидрирования. Субстратное фосфорилирование.

Дыхательная цепь не может функционировать без восстановительных эквивалентов – цикл трикарб.к-т. Цикл Кребса:

1.альдольная конденсация. 2. Дегидратация и гидратация

.

3. Окисление (НАДН+Н – 3АТФ) и декарбоксилирование (+СО2). 4. Окислительное декарбоксилирование (НАДН+Н – 3АТФ) (активная форма янтарной кислоты)

5. Субстратное фосфорилирование. 6. Окисление (ФАДН2 – 2АТФ)

7. Гидратация (Ф – фумарат-гидротаза по лекции) 8. Окисление (НАДН+Н – 3АТФ)

6. Регуляция цикла трикарбоновых кислот.

РЕГУЛЯЦИЯ ЦТК 1. Главным и основным регулятором ЦТК является оксалоацетат, а точнее его доступность. Наличие оксалоацетата вовлекает в ЦТК ацетил-SКоА и запускает процесс. Обычно в клетке имеется баланс между образованием ацетил-SКоА (из глюкозы, жирных кислот или аминокислот) и количеством оксалоацетата. Источником оксалоацетата является синтез из пирувата (анаплеротическая или пополняющая реакция), поступление из фруктовых кислот самого ЦТК (яблочной, лимонной), образование из аспарагиновой кислоты.

Понимание такого способа регуляции позволяет понять причину синтеза кетоновых тел и кетоацидоза при декомпенсации сахарного диабета I типа и при голодании. При указанных нарушениях в печени активирован процесс глюконеогенеза, т.е. образования глюкозы из оксалоацетата и других метаболитов, что влечет за собой снижение количества оксалоацетата. Одновременная активация окисления жирных кислот и накопление ацетил-SКоА запускает резервный путь утилизации ацетильной группы – синтез кетоновых тел. В организме при этом развивается закисление крови (кетоацидоз) с характерной клинической картиной: слабость, головная боль, сонливость, снижение мышечного тонуса, температуры тела и артериального давления. 2. Также некоторые ферменты ЦТК являются чувствительными к аллостерической регуляции метаболитами.