Цикл трикарбоновых кислот

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса, цитратный цикл) — центральная часть общего пути катаболизма, циклический биохимический аэробный процесс, в ходе которого происходит превращение двух- и трёхуглеродных соединений, образующихся как промежуточные продукты в живых организмах при распаде углеводов, жиров и белков, до CO₂. При этом освобождённый водород направляется в цепь тканевого дыхания, где в дальнейшем окисляется до воды, принимая непосредственное участие в синтезе универсального источника энергии — АТФ.

Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме. Кроме значительной энергетической роли циклу отводится также и существенная пластическая функция, то есть это важный источник молекул-предшественников, из которых в ходе других биохимических превращений синтезируются такие важные для жизнедеятельности клетки соединения как аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и др.

Цикл превращения лимонной кислоты в живых клетках был открыт и изучен немецким биохимиком Гансом Кребсом, за эту свою работу он (совместно с Ф. Липманом) был удостоен Нобелевской премии (1953 год).

У эукариотов все реакции цикла Кребса протекают внутри митохондрий, причём катализирующие их ферменты, кроме одного, находятся в свободном состоянии в митохондриальном матриксе, исключение составляет сукцинатдегидрогеназа, которая локализуется на внутренней митохондриальной мембране, встраиваясь в липидный бислой. У прокариот реакции цикла протекают в цитоплазме.

[править] Стадии цикла Кребса

	Субстраты	Продукты	Фермент	Тип реакции	Комментарий
1	Оксалоацетат + Ацетил-CoA + H2O	Цитрат + CoA-SH	Цитратсинтаза	Альдольная конденсация	лимитирующая стадия, превращает C4 оксалоацетат в С6
2	Цитрат	цис-акониат + H2O	аконитаза	Дегидратация	обратимая изомеризация
3	цис-акониат + H2O	изоцитрат		гидратация
4	Изоцитрат + NAD+	Оксалосукцинат + NADH + H +	изоцитратдегидрогеназа	Окисление	образуется NADH (эквивалент 2.5 ATP)
5	Оксалосукцинат	α-кетоглутарат + CO2		декарбоксилирование	обратимая стадия, образуется C5
6	α-кетоглутарат + NAD+ + CoA-SH	сукцинил-CoA + NADH + H+ + CO2	альфакетоглутаратдегидрогеназа	Окислительное декарбоксилирование	образуется NADH (эквивалентно 2.5 ATФ), регенерация C4 пути (освобождается CoA)
7	сукцинил-CoA + GDP + Pi	сукцинат + CoA-SH + GTP	сукцинилкофермент А синтетаза	субстратное фосфорилирование	или АДФ->ATP,[1] образуется 1 ATP
8	сукцинат + убихинон (Q)	фумарат + убихинол (QH2)	сукцинатдегидрогеназа	Окисление	используется FAD как простетическая группа (FAD->FADH2 на первой стадии реакции) в ферменте,[1] образуется эквивалент 1.5 ATP
9	фумарат + H2O	L-малат	фумараза	H2O-присоединение (гидратация)
10	L-малат + NAD+	оксалоацетат + NADH + H+	малатдегидрогеназа	окисление	образуется NADH (эквивалетно 2.5 ATP)

Общее уравнение одного оборота цикла Кребса:

Ацетил-КоА → 2CO₂ + КоА + 8e⁻

[править] Примечания

[править] Ссылки

• Цикл трикарбоновых кислот (англ.)
• Цикл трикарбоновых кислот → Схема (рус.)