Изоцитратадегидрогеназа

Изоцитратдегидрогеназа использует в качестве акцептора электронов НАД⁺. Суммарная реакция, катализируемая изоцитратдегидрогеназой:

COO^- СОО ^- СОО ^-

| | |

H – C – H НАД⁺ CH₂ Н⁺ CH₂

| ↓ | ↓ |

H – C – COO^- ↔ Н – C – COO^- ↔ НО– C – H

| ↓ | ↓ |

H – C – ОH НАДН+Н⁺ C = О СО₂ C = О

| | |

COO^- COO^- COO^-

Изоцитрат Оксалосукцинат -Кетоглутарат

НАД-зависимая дегидрогеназа содержится только в митохондриях и катализирует окисление изоцитрата в цикле Кребса. НАД-зависимая дегидрогеназа – аллостерический фермент, специфический активатор – АДФ. Катализируемая ею реакция сопровождается значительным уменьшением свободной энергии, поскольку отщепление СО₂ принадлежит к числу сильно экзергонических (идущих с выделением энергии) реакций. На активность изоцитратдгидрогеназы влияет также АТФ и НАДН, которые сильно ингибируют фермент, главным счетом, за счет конкуренции с НАД⁺. Именно эта реакция является лимитирующей для всего цикла Кребса.

Окисление -кетоглутарата до сукцината

Окисление -кетоглутарата протекает в 2 стадии. На первой стадии -кетоглутарат подвергается окислительному декарбоксилированию, в результате чего образуется сукцинил-S–КоА и СО_2:

-Кетоглутарат + НАД⁺ + КоА–SH ↔ Cукцинил-S–КоА + СО₂ + НАДН + Н⁺

G = – 8ккал

Эта реакция сходна с реакцией окисления пирувата до ацетил–КоА. Кофакторами фермента -кетоглутаратдегидрогеназы являются тиаминпирофосфат, липоевая кислота, КоА, НАД⁺, ФАД.

На следующем этапе сукцинил–КоА утрачивает свою КоА-группу, но не путем обычного гидролиза, а в результате реакции с участием гуанозиндифосфата (ГДФ) и неорганического фосфата, при которой освобождающаяся энергия запасается в фосфатной связи ГТФ:

Сукцинил-S–КоА + Фн + ГДФ  Сукцинат + ГТФ + КоА–SH, G = – 0,7ккал

Реакция катализируется ферментом сукцинилтиокиназой. Образовавшийся в результате этой реакции ГТФ отдает затем свою концевую фосфатную группу АДФ, вследствие чего образуется АТФ:

ГТФ + АДФ ↔ ГТФ +АТФ

Синтез АТФ, сопряженный с деацилированием сукцинил-S–КоА, часто называют фосфорилированием на уровне субстрата, чтобы отличить его от реакций фосфорилирования, протекающих при участии дыхательной цепи.

СОО^- COO^- COO^-

| | |

CH₂ НАД⁺ + КоА CH₂ Фн + ГДФ CH₂

| ↓ | ↓ |

H – C – H ↔ CH₂ ↔ CH₂

| ↓ | ↓ |

C = O НАДН + СО₂ C = O КоА + ГТФ COO^-

| |

COO^- S – KoA

-Кетоглутарат Cукцинил-КоА Сукцинат