Цикл трикарбоновых кислот 67

ВУравнения реакций

1.Ацетил-КоА + Оксалоацетат + H2O Цитрат + КоА

2.Цитрат Изоцитрат

3.Изоцитрат + NAD+ α-Кетоглутарат + NADH + CO2 + H+

4.α-Кетоглутарат + NAD+ + КоА Сукцинил-КоА + NADH + CO2 + H+

5.Сукцинил-КоА + ГДФ + Фн Сукцинат + ГТФ + КоА

6.Сукцинат + FAD Фумарат + FADH2

7.Фумарат + H2O L-Малат

8.L-Малат + NAD+ Оксалоацетат + NADH

Суммарное уравнение ЦТК:

3 NAD+ + FAD + ГДФ + Фн + Ацетил-КоА

3 NADH + FADH2 + ГТФ + КоА + 2 CO2

Г Реакции ЦТК

Реакция 1

Впервой реакции ЦТК цитратсинтаза катализирует конденсацию ацетил-КоА

иоксалоацетата с образованием цитрата и свободного кофермента А. Реакция происходит по последовательному упорядоченному механизму: оксалоацетат всегда связывается с ферментом первым. Ацетил-КоА связывается вторым по порядку.

Цитрат — первая из двух трикарбоновых кислот, образующихся в цикле.

Аконитаза катализирует изомеризацию цитрата в изоцитрат через цис-ако- нитат во второй реакции ЦТК. Сначала происходит дегидратация цитрата (отщепление молекулы воды), а затем — гидратация цис-аконитата с образованием изоцитрата. Аконитаза содержит 4 железисто-серных центра, которые участвуют в связывании субстрата и в катализе.

Реакция 3

В третьей реакции изоцитратдегидрогеназа катализирует окислительное декарбоксилирование изоцитрата с образованием α-кетоглутарата. Эта реакция — первая из 4 окислительно-восстановительных реакций цикла. Она сопряжена с восстановлением NAD+ и идёт в две стадии:

1.На первой стадии окисляется гидроксильная группа изоцитрата. Один атом водорода переносится на NAD+ в форме гидрид-иона H– (переносит 2 электрона). В результате образуется оксалосукцинат.

Цикл трикарбоновых кислот 69

2.На второй стадии оксалосукцинат декарбоксилируется с образованием

α-кетоглутарата.

Реакция 4

Окислительное декарбоксилирование α-кетоглутарата схоже с реакцией, катализируемой пируватдегидрогеназой. В обоих случаях субстратами служат α-кето- кислоты и кофермент А, а продуктами являются CO2 и «высокоэнергетическое» тиоэфирное соединение.

Четвертая реакция ЦТК катализируется α-кетоглутаратдегидрогеназным комплексом. Этот комплекс аналогичен пируватдегидрогеназному по структуре и функциям. В реакциях, катализируемых ими, участвуют одни и те же коферменты. Схожи даже механизмы реакций.

α-Кетоглутаратдегидрогеназный комплекс состоит из трёх ферментов:

1.E1 — α-кетоглутаратдегидрогеназа (содержит тиаминпирофосфат).

2.E2 — дигидролипоамидсукцинилтрансфераза (содержит липоамид).

3.E3 — дигидролипоамиддегидрогеназа (содержит FAD).

Это вторая реакция ЦТК, в которой образуется CO2 и восстановительные эквиваленты.

Реакция 5

Своё название фермент получил благодаря обратной реакции — образованию сукцинил-КоА из сукцината с затратой молекулы ГТФ.

Реакция 6

Сукцинатдегидрогеназный комплекс катализирует окисление сукцината в фумарат, образуя двойную связь –C=C– и восстанавливая FAD до FADH2 путём переноса двух протонов и двух электронов. Следующим их акцептором служит убихинон, который переходит в восстановленную форму QH2, принимая их от FADH2.

Сукцинатдегидрогеназный комплекс входит в состав дыхательной цепи и расположен во внутренней мембране митохондрий. Активный центр фермента находится в матриксе, что облегчает связывание с ним субстрата.