2.2.1. Последовательность реакций цтк

Начальная стадия - альдольная конденсация ацетил-КоА с оксалоацетатом, приводящая к образованию цитрата, катализируется цитратсинтазой, при этом возникает углерод-углеродная связь между углеродом и ацетил-КоА и

карбонильным углеродом ОА.

За этой реакцией следует гидролиз тиоэфирной связи цитрил-КоА, сопровождающийся потерей большого количества свободной энергии в форме теплоты, это определяет протекание реакции слева направо до её завершения.

Для того чтобы соединение могло выступить донором протонов и электронов, требуется, чтобы в его молекуле происходило серьезное смещение электронной плотности.

В цитрате из-за симметричности структуры в целом оно гасится, поэтому необходима внутримолекулярная перестройка вещества, что и осуществляется ферментом цис-аконитазой.

Реакция идет в две стадии: в начале происходит дегидратация с образованием цис-аконитата, а затем с помощью гидратации получится изоцитрат:

Далееизоцитратдегидрогеназа (которая обычно принимает 2 водорода на НАД⁺, хотя иногда это НАД⁺Ф-зависимый энзим) катализирует дегидрирование с образованием оксалосукцината,который моментально декарбоксилируется с высвобождением продукта реакции α-кетоглутарата:

Это соединение подвергается атаке мультиферментным комплексом, сходным по механизму действия с окислительным декарбоксилированием пирувата (это не удивительно: в обоих случаях субстратом является альфа-кетокислота). В ЦТК реакция катализируется α-кетоглутаратдегидрогеназным комплексом, требует участия того же набора коферментов: ТДФ, липоамида,

НАД⁺, ФАД, HS-KoA,включает те же стадии что и окислительное декарбоксилирование ПВК. В результате образуется сукцинил-КоА – тиоэфир, содержащий высокоэнергетическую связь, гидролиз которой сопровождается высвобождением 8 ккал/моль.

Равновесие реакции настолько сильно сдвинуто вправо, что её можно считать физиологически однонаправленной.

Продолжением цикла служит превращение сукцинил КоА в сукцинат, катализируемое сукцинаттиокиназой (сукцинил-КоА-синтазой):

Одним из участников данной реакции является ГДФ, из него синтезируется ГТФ. Это единственная стадия ЦТК, в ходе которой генерируется макроэргическая фосфатная связь на субстратном уровне:

Далее сукцинат окисляется с помощью сукцинатдегидрогеназы, связанной с внутренней поверхностью сопрягающей мембраны. Это опять-таки единственная реакция, в ходе которой осуществляется прямой перенос водорода с субстрата на флавопротеин Комплекса II без участия НАД⁺. В результате образуется фумарат:

Фумаратгидратаза (фумараза) катализирует включение молекулы воды в субстрат, продуктом данной реакции служит малат (яблочная кислота) (это

электрофильн

ое присоединение с последовательным образованием π- и σ- комплексов).

И вновь стадия дегидрирования с участием малатдегидрогеназы и окис-ленного НАД⁺. Хотя равновесие этой реакции сильно сдвинуто в направлении малата, реально она протекает в сторону образования оксалоацетата, поскольку он вместе с НАДН + Н⁺ постоянно потребляется в других процессах.