Нижегородская Государственная медицинская академия
Кафедра биохимии имени профессора Г.Я.Городисской
Цикл Кребса (ЦТК)
(Цикл ди- и трикарбоновых кислот)
Понятие о ЦТК
Цикл Кребса представляет собой этап катаболизма углеводов, жиров и белков в аэробных условиях. В цикл вступает молекула ацетилкоэнзима-А, образуются молекула ГТФ, три молекулы НАДН и молекула ФАДН
Реакция 1. Синтез цитрата.
Фермент - цитратсинтаза,(АЦ = активный центр)
субстраты - ацетил-КоА, оксалоацетат,вода продукт - цитрат
АЦ фермента
НО Н
АктивныйЦитратсинтазацентркатализируетфермента ПроисходитМеждуотрицатпер группльно овка В результате образования обладаеттакже гидролизсродством к связейводороднойзаряженрезультатеыматомомчего
связи молекулам оксалоацетатасвязи и вместопроисходиткислоракроэргическойкетогруппыкетогруппы ацетил-КоАризациягидроксильная,и обеспечиваетсчет энергии образуетсяокс лоацетата водородныма гиперпол пи-связи ихгидролизаопределеннуюобеспечивается атомыатомомуглеродаацетил-оксалоацетатаКоА кетогруппы в направлении простртеканиественнуюферментативного ивозникаетацетил-КоАводоросоединяютсясвязь атома кислорода сигма- ориентациюкатализа сигма-связью
связи метильной группы в направлении атома углерода
Реакция 2.Изомеризация цитрата в изоцитрат.
Фермент - аконитаза (АЦ = активный центр). Субстрат - цитрат. Продукт - изоцитрат. Промежуточное соединение - цис-аконитат
АЦ аконитазы
Н
НО
ПрисоединениеГидроксильМежлектакойвознуйстлаводыкнслориентациииемаявениироднымгруппаспособнаактивногоатм момлекул водородного
Активный центр аконитазы, атомаизменятьгидроксцентрадорожновозприс фермнойиняетсясвольнойобразопротивсвязинтаместоположениегрупыоиканиедобразуетсяугомусначалаходит идет правила
обл дающий сродством к углеродномупивв активн-лекуладо,я одизациязатемомиковаводыцентремесвязейизомульнойгмаферс-вкомплексаента, Марк -за молекуле цитрата образованспечиваетцпигвознириентирующегоприсоедльнойсдр-этаккаетмнитатапрвнениеемисходитдорконезаатомавлияниясодчнаяногоетйсвязьиз
определенную сближениеметильерегруппировкиыхводородапродукт - изодномуатцитратамаводородасвязейсубстратаиз в ее фермента ориентацию субстрата
составеуглеродныхс перекрыатомовающимися р-электронными облаками пи- связи
Реакция 3. Дегидрирование изоцитрата
Фермент - изоцитратдегидрогеназа (АЦ = активный центр). Субстрат - изоцитрат Продукт - а-кетоглутарат Кофермент - НАД Активаторы - АДФ, Mn(2+)/Mg(2+)
2Н+2е- 
Н (фермент)2
Н
Н
Н
После этогопроисходит перенос ДалФПроисхрментпр катал зируотщеплеентрование протонадекарбоксилированиедвух электронов на водм лекулыродных атз цитрата,мовСООН молекулу НАД+ и освобождение гидроксильнойгруппы,обладающейнаходящейсягруппы и 2АЦ-го С-
второго протона атомастереоизомериейцитратзамыканием-ДГ вПиАЦ-связи С-
О.феПрментаомежуточным акцептором протонов и электронов служат функциональные группы фермента
Реакция 4. Образование сукцинил-КоА
Фермент - а-Кетоглутаратдегидрогеназный комплекс Коферменты - ТПФ,НS-KoA,ФАД,НАД,амид липоевой ты Субстрат
НАДН2 |
НАД+ |
|
Липоамид-Е2 |
Е1-ТПФ |
|
|
Липоамид-Е2-С(О)-(НСН)2-СООН |
|
Е3-ФАДН2 |
|
|
|
|
|
|
|
Е1-ТПФ-СНОН-(НСН)2-СООН |
||
|
|
|
HS-KoA |
Е3-ФАД |
|
|
|
Дигидролипоамид-Е2 |
СО2 |
KoA-S-C(O)-(HCH)2-COOH |
|
Е2Е1==дигидролипоилсукцинилтрансфераза-кетог утаратдегидрогеназа |
|||
|
|
Е3 = дигидролипоилдегидрогеназа |
|
Реакция 5. Образование сукцината
Фермент - сукцинил-КоА-синтетаза (АЦ = активный центр). Субстрат - сукцинил-КоА, ГДФ,Фн
Продукт - сукцинат,ГТФ В ходе реакции происходит субстратное фосфорилирование ГДФ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так как электронная конфигурация |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Далее происходит перенос |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
ожит льно заряженному |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
груВследствиеПосппы, орисод ржащейнтгиперполяризацииодного -иКоАС-О |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
макроэргической связисукцинилната на |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у атому подходит ион |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моуглероднокулу ГДФ с образованимолекулем ГТФсвязи |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
угсвязейАЦродногофероднаментаатомаизнихкдверазрывается,эфирных |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
неустойчива,полобласортофосфата,двойнпрориентируемыйисхозарядсвязиитпотщеплениеодхрот дитна |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сукцинажительный( субстратное |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АЦ фермента. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фосфорилирконфигурациейвание). |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
молекулыпереходитпротонНSнабразуется-KoAатом углерода,перехвод омдная |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Между С-атомом |
и |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
восвязьдородногобразуетза сячетгидроксиатоманеподесукцинаталкоферментьаянойгруппаи |
|||
ГТФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
ки ло |
атом фосфата |
||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
восстановлениемэлектроднымой парыдвойнойатома |
С-О связи, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
об |
|
эфирная связь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
эфирнаяк слородаазуетсясв .зьПриприэтомполяризуетсястановится |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
макроэргическойС-О связи |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Реакция 6. Дегидрирование сукцината
Фермент - Сукцинатдегидрогеназа (СДГ),ФАД- зависимый (АЦ = активный центр)
Субстрат - сукцинат Продукт - фумарат, ФАДН2
H3C CH32H+
СДГ-ФАДН2
R N NHHН
_
2e HN HHН
NH
O
|
|
После восстановленияориентированияФАД |
|
|
|
|
Группа ФАД, в отличие от |
и |
|
|
|
происходитмолекулы сукципереносатапротоновАЦ |
||
|
|
других акцепторов водорода, |
|
|
|
АЦ |
электронфермент осуществляетнего |
перенос |
|
КоQ |
ковалентно связана с |
|
|
|
2 |
дыхательнуюводородных атомовцепь прина участии |
|||
|
Hферментаапоферментом и является не |
|
||
простетическуюкоэнзима-Q. Пригруппусэтом кофактором, а простетической осуществляетсябразованиемфумаратарегенерация группой,и непосредственно простетической группы участвует в образовании АЦ фермента.
фермента
Реакция 7. Образование малата
Фермент - фумараза (АЦ = активный центр)
Субстраты - фумарат, вода Продукт - малат
Н
НО
Малат
АЦ фумаразы ДалееДействиеК молекулепи-комплексАЦфумаратаферментаспонтаннов области ПоложительноВ ходе реакциизаряженныйсигма-комплексатом превращаетсяАЦобеспечивдвойнойфумарсвязизыповышениеобладаетподходитсигма-комплекс,молеула углеродтакже азрушается,взаимодействуетом водородас молекуласродствомп ды,ляризацииориентиводык концевымсвязираспадаетсяуемаяО-Нкислымв на гидроксильнойобразует сигма-группой,связьс однимсначалаиз протонгруппаммолекулеэлектростатическимигидроксильнуюмолекулаводы облегчаефумарасиламигруппу,та, что зауглеродных,счет электростатическихдругой получаетсил, а положительныйбеспечиваразование пипрзаряд-комплексавильнуюпротонас затемположительныйобразуя сигмазаряд-связь с распределяетсяориентацвовл ч иемюеепинаи-связипрохождениенегомолекулыдва атомом кислорода. Результатом углеродныхдальнейшихфумарата атома,процессовпи-связькатализа реакции является образование между которыми разрушается конечного продукта - малата.