Inligting

8.5: Sitroensuursiklus - Biologie

8.5: Sitroensuursiklus - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Soos die omskakeling van piruvaat na asetiel-CoA, vind die sitroensuursiklus in die matriks van mitochondria plaas. Hierdie enkele pad word met verskillende name genoem: die sitroensuursiklus (vir die eerste intermediêre wat gevorm word—sitroensuur, of sitraat—wanneer asetaat aansluit na die oksaloasetaat), die TCA-siklus (aangesien sitroensuur of sitraat en isositraat trikarboksielsure is), en die Krebs-siklus, na Hans Krebs, wat die eerste keer die stappe in die pad in die 1930's in duiwevlugspiere geïdentifiseer het.

Byna al die ensieme van die sitroensuursiklus is oplosbaar, met die enkele uitsondering van die ensiem suksinaatdehidrogenase, wat in die binnemembraan van die mitochondrion ingebed is. Anders as glikolise, is die sitroensuursiklus 'n geslote lus: Die laaste deel van die pad regenereer die verbinding wat in die eerste stap gebruik is. Die agt stappe van die siklus is 'n reeks redoks-, dehidrasie-, hidrasie- en dekarboksileringsreaksies wat twee koolstofdioksiedmolekules, een GTP/ATP, en verminderde vorms van NADH en FADH produseer2 (Figuur 1). Dit word as 'n aërobiese pad beskou omdat die NADH en FADH2 geproduseer moet hul elektrone na die volgende pad in die sisteem oordra, wat suurstof sal gebruik. Indien hierdie oordrag nie plaasvind nie, vind die oksidasiestappe van die sitroensuursiklus ook nie plaas nie. Let daarop dat die sitroensuursiklus baie min ATP direk produseer en nie direk suurstof verbruik nie.

Stappe in die sitroensuursiklus

Stap 1. Voor die aanvang van die eerste stap moet piruvaatoksidasie plaasvind. Dan begin die eerste stap van die siklus: Dit is 'n kondensasiestap, wat die tweekoolstof-asetielgroep kombineer met 'n vierkoolstof oksaloasetaatmolekule om 'n seskoolstofmolekule van sitraat. KoA is gebind aan 'n sulfhidrielgroep (-SH) en diffundeer weg om uiteindelik met 'n ander asetielgroep te kombineer. Hierdie stap is onomkeerbaar omdat dit hoogs eksergonies is. Die tempo van hierdie reaksie word beheer deur negatiewe terugvoer en die hoeveelheid ATP beskikbaar. As ATP-vlakke toeneem, neem die tempo van hierdie reaksie af. As ATP 'n tekort het, neem die koers toe.

Stap 2. In stap twee verloor sitraat een watermolekule en kry 'n ander as sitraat in sy isomeer omgeskakel word, isocireer.

Stap 3. In stap drie word isocitraat geoksideer, wat 'n vyfkoolstofmolekule produseer, α-ketoglutaraat, saam met 'n molekule CO2 en twee elektrone, wat NAD verminder+ aan NADH. Hierdie stap word ook gereguleer deur negatiewe terugvoer van ATP en NADH, en 'n positiewe effek van ADP.

Stappe 3 en 4. Stappe drie en vier is beide oksidasie- en dekarboksileringsstappe, wat elektrone vrystel wat NAD verminder+ na NADH en stel karboksielgroepe vry wat CO vorm2 molekules. α-Ketoglutaraat is die produk van stap drie, en a suksiniel groep is die produk van stap vier. KoA bind die suksinielgroep om suksiniel-KoA te vorm. Die ensiem wat stap vier kataliseer, word gereguleer deur terugvoer-inhibisie van ATP, succiniel CoA en NADH.

Stap 5. In stap vyf word 'n fosfaatgroep vir koënsiem A vervang, en 'n hoë-energiebinding word gevorm. Hierdie energie word gebruik in substraatvlak-fosforilering (tydens die omskakeling van die suksinielgroep na suksinaat) om óf guanientrifosfaat (GTP) óf ATP te vorm. Daar is twee vorme van die ensiem, genoem isoënsieme, vir hierdie stap, afhangende van die tipe dierweefsel waarin hulle gevind word. Een vorm word gevind in weefsels wat groot hoeveelhede ATP gebruik, soos hart- en skeletspier. Hierdie vorm produseer ATP. Die tweede vorm van die ensiem word gevind in weefsels wat 'n groot aantal anaboliese weë het, soos lewer. Hierdie vorm produseer GTP. GTP is energiek gelykstaande aan ATP; die gebruik daarvan is egter meer beperk. In die besonder gebruik proteïensintese hoofsaaklik GTP.

Stap 6. Stap ses is 'n dehidrasieproses wat omskakel suksineer in fumarate. Twee waterstofatome word na FAD oorgedra, wat FADH produseer2. Die energie vervat in die elektrone van hierdie atome is onvoldoende om NAD te verminder+ maar voldoende om FAD te verminder. Anders as NADH, bly hierdie draer geheg aan die ensiem en dra die elektrone direk na die elektronvervoerketting oor. Hierdie proses word moontlik gemaak deur die lokalisering van die ensiem wat hierdie stap binne die binneste membraan van die mitochondrion kataliseer.

Stap 7. Water word bygevoeg om fumaraat tydens stap sewe, en malaat geproduseer word. Die laaste stap in die sitroensuursiklus regenereer oksaloasetaat deur malaat te oksideer. Nog 'n molekule van NADH word in die proses geproduseer.

Produkte van die sitroensuursiklus

Twee koolstofatome kom in die sitroensuursiklus van elke asetielgroep, wat vier uit die ses koolstofstowwe van een glukosemolekule verteenwoordig. Twee koolstofdioksiedmolekules word op elke draai van die siklus vrygestel; hierdie bevat egter nie noodwendig die mees onlangs bygevoegde koolstofatome nie. Die twee asetielkoolstofatome sal uiteindelik op latere draaie van die siklus vrygestel word; dus word al ses koolstofatome van die oorspronklike glukosemolekule uiteindelik in koolstofdioksied opgeneem. Elke draai van die siklus vorm drie NADH-molekules en een FADH2 molekule. Hierdie draers sal met die laaste gedeelte van aërobiese respirasie verbind om ATP-molekules te produseer. Een GTP of ATP word ook in elke siklus gemaak. Verskeie van die intermediêre verbindings in die sitroensuursiklus kan gebruik word in die sintetisering van nie-essensiële aminosure; daarom is die siklus amfibolies (beide katabolies en anabolies).

Leerdoelwitte

Die sitroensuursiklus is 'n reeks redoks- en dekarboksileringsreaksies wat hoë-energie-elektrone en koolstofdioksied verwyder. Die elektrone wat tydelik in molekules van NADH en FADH gestoor word2 word gebruik om ATP in 'n daaropvolgende pad te genereer. Een molekule van óf GTP óf ATP word geproduseer deur substraatvlak-fosforilering op elke draai van die siklus. Daar is geen vergelyking van die sikliese pad met 'n lineêre een nie.