Inligting

Hoekom kan piruvaat nie direk in die Krebs-siklus gebruik word nie?

Hoekom kan piruvaat nie direk in die Krebs-siklus gebruik word nie?


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.

Waarom kan pyruvat nie direk in die Krebs -siklus gebruik word nie? Hoekom moet dit na asetiel omgeskakel word voordat dit die siklus betree?

Met die uitsondering van die rede dat die vorm van piruvaat anders is as asetiel en dit dus nie sal pas by die ensieme betrokke by die Krebs-siklus nie, wat is die voordeel daarvan om piruvaat na asetiel om te skakel?


  1. Oksidatiewe dekarboksilering van piruvaat na asetiel-CoA deur piruvaatdehidrogenase word gekoppel aan vermindering van NAD+, wat in die elektronvervoerketting kan inkom.
  2. CoASH aktiveer die asetaat: hidrolise van die tioester is termodinamies gunstig en dryf die reaksie wat deur sitraatsintase gekataliseer word.
  3. Omskakeling van pyruvat na asetiel-CoA bring dit by tot 'n deelversameling moontlike noodlot (insluitend die trikarboksielsuur siklus) en is dus 'n belangrike regulatoriese stap.

U kan meer hieroor lees in die meeste inleidende biochemietekste, soos hierdie.

Let ook op dat pyruvat eintlik is kan betree die TCA -siklus via karboksilering deur pyruvatkarboksilase na oksaloasetaat. Hierdie reaksie benodig energie in die vorm van ATP en word gebruik om TCA -siklus -tussenprodukte te herstel, aangesien dit vir anaboliese paaie afgeskei word.


Oksidasie van piruvaat en die sitroensuursiklus

As suurstof beskikbaar is, gaan aërobiese asemhaling voort. In eukariotiese selle word die pyruvatmolekules wat aan die einde van glikolise geproduseer word, na mitochondria vervoer, wat die plekke is vir sellulêre asemhaling. Daar sal pyruvat omskep word in 'n asetielgroep wat opgetel en geaktiveer sal word deur 'n draerverbinding genaamd koënsiem A (CoA). Die resulterende verbinding word asetiel-CoA genoem. KoA word gemaak van vitamien B5, pantoteensuur. Asetiel CoA kan op verskillende maniere deur die sel gebruik word, maar die belangrikste funksie daarvan is om die asetielgroep afkomstig van pyruvat na die volgende fase van die weg in glukosekatabolisme te lewer.


Verduidelik kortliks die Krebs-siklus

Die eksamen is môre en ons moet die Krebs -siklus kortliks verduidelik. Hier is wat ek het en ek wil net seker maak dat dit korrek is:

Pyruvat word geoksideer en verloor 'n koolstof, wat dan CO2 word. Ander 2 koolstofstowwe vorm asetiel-CoA en kombineer met molekules/stowwe in die Krebs-siklus. Daardie 2 koolstofstowwe word in CO2 geoksideer. Vervaardig: NADH, FADH2 en ATP.

Ek is nie jou instrukteur nie, so ek kan nie sê watter soort antwoord hulle soek nie. U ken hulle beter as ek, so gaan met wat u dink hulle soek, nie wat ek voorstel nie.

Maar as ek hierdie vraag tydens 'n eksamen vra, sou ek verkies om 'n meer verduidelikende antwoord te sien eerder as om net die molekulêre insette en uitsette te noem. Waarom word dit byvoorbeeld 'n & quotcycle & quot genoem? Watter soort reaksies vind oor die algemeen daarin plaas of hoe word dit gekataliseer? Wat is die algehele funksie daarvan in die metabolisme van organismes? Vir my is dit wat "explain" beteken. Dit behoort nie moeilik te wees om al daardie punte in 'n paar bondige sinne te tref nie. U antwoord sal egter steeds 80% van die punte korrek wees.

Hier is my yahoo en opsomming van sellulêre asemhaling van 7 jaar gelede

1. glikolise- dit gebeur in die sitoplasma, die suikerglukose word geneem en deur 'n reeks stappe afgebreek van 'n 6 koolstof na twee 3 koolstof PGAL's, gee dan 'n fosfaatgroep af om 'n totaal van twee piruvate te maak. Hierdie proses gebruik twee ATP, maar maak vier, dus produseer 'n netto van 2 ATP's, 2NADH's (elektrondraers) en 2 watermolekules,

2. Oksidasie van Pyruvaat en die Krebs-siklus,
- Oksidasie van pirovaat (vervaardig in glikolise) is die voorbereidingsfase van die Krebs -siklus. Voordat die pyruvat die binneste membraan van die mitochondria binnedring, word dit omskep in Acetyl Coenzym A (Acetyl coA), hierdie proses stel 2 NADH en 2 CO2 vry.
-Krebs siklus sodat die asetiel Co A die binnemembraan van die mitochondria binnedring en die Krebs siklus begin (ook bekend as die sitroensuur siklus) Waar dit met oxaloasetaat bind om sitroensuur te vorm en deur 'n reeks komplekse stappe 2 ATP 6 NADH produseer 4 CO2 en 2FADH (nog 'n elektrondraer) per glukosemolekule (aangesien twee asetiel-CoA's uit elke glukosemolekule geproduseer word.)

3. Elektronvervoerketting en oksidatiewe fosforilering,
-Elektrontransportketting, nou gebruik ons ​​die elektrone van NADH en FADH wat in vorige stappe vervaardig is om 'n protongradiënt tussen die Matrix van die Mitochondria en die intermembraanruimte te skep. die elektron word deur integrale proteïene in die binneste mitochondriale membraan gevoer om waterstofione (protone) in die intermembraanruimte te pomp, dit produseer geen ATP nie, maar skep die protongradiënt wat nodig is vir oksidatiewe fosforilering
-Oksidatiewe fosforilering produseer ongeveer 34 ATP deur die protongradiënt te gebruik om 'n turbine te draai wat ATP -sintase genoem word om 'n fosfaat aan ADP te bind om ATP te produseer.


Waar vind die Krebs -siklus plaas?

Die Krebs -siklus vind slegs binne die mitochondriale matriks plaas. Pyruvat word gevorm in die sitosol van die sel en word dan in die mitochondria ingevoer. Hier word dit omgeskakel na asetiel CoA en ingevoer in die mitochondriale matriks. Die mitochondriale matriks is die binneste deel van die mitochondria. Die onderstaande grafiek toon die verskillende dele van mitochondria.

Die mitochondriale matriks het die nodige ensieme en omgewing vir die komplekse reaksies van die Krebs -siklus. Verder dryf die produkte van die Krebs-siklus die elektron vervoer ketting en oksidatiewe fosforilering, wat albei in die binneste mitochondriale membraan voorkom. Die elektrondraers gooi hul elektrone en protone in die ketting, wat uiteindelik die produksie van ATP dryf. Hierdie molekule word dan uit die mitochondria uitgevoer as die belangrikste energiebron vir die sel.

Mitochondria word in byna alle organismes aangetref, veral meersellige organismes. Plante, diere en swamme gebruik almal die Krebs-siklus as 'n onontbeerlike deel van aërobiese asemhaling.


6.2: Glikolise (uit die Griekse glyco (suiker) lysis (Skeiding), of Sugar Breakdown

  • Bydra deur Gerald Bergtrom
  • Professor emeritus (biowetenskappe) aan die Universiteit van Wisconsin-Milwaukee

Een van die eienskappe van die lewe is dat lewende dinge energie benodig. Die weë van energie vloei deur die lewe word hieronder getoon.

Om mee te begin, die mees algemene intrasellulêre energie geldeenheid waarmee lewings dinge & ldquopay & rdquo vir mobiele werk is ATP. Die energie om ATP op die planeet aarde te maak, kom uiteindelik van die son af fotosintese. Onthou dat ligenergie die vorming van glukose en O2 uit CO2 en water in groen plante, alge, sianobakterieë en 'n paar ander bakterieë aanwakker. Fotosintese produseer selfs 'n bietjie ATP direk, maar nie genoeg om alle sellulêre en organismiese groei en metabolisme aan te wakker nie. Dus gebruik alle selle, selfs plantselle fermentasieof asemhaling (anaërobiesof aërobiesprosesse onderskeidelik) om voedingsvrye energie (meestal) as ATP op te vang.

ATP word a genoem hoë-energie intermediêreomdat die hidrolise daarvan baie energie vrystel. In die kondensiereaksies wat ATP maak, neem dit ongeveer 7,3 Kcal vrye energie om 'n fosfaat aan ADP in 'n fosfaatester koppeling. Nadat die voedingsvrye energie opgevang is in 'n vorm wat selle kan gebruik, stel ATP -hidrolise die vrye energie vry om sellulêre werk aan te wakker, insluitend buiging van die silie, flagella -sweep, spiere wat saamtrek, neurale inligting oordra, polimere uit monomere bou, en meer. Die energiek van ATP -hidrolise en sintese word hieronder opgesom.

Die vrye energie wat nodig is om ATP in dierselle te maak, kom uitsluitlik van voedingstowwe (suikers, vette, proteïene). Soos opgemerk, kry plante gratis energie direk van sonlig, maar hulle mobiliseer voedingsvrye energie wat hulle maak op baie dieselfde manier as wat die res van ons dit kry uit wat ons eet! Glukose -oksidasie stel 'n aansienlike hoeveelheid vrye energie vry, genoeg om baie ATP -molekules te sintetiseer, soos hieronder getoon.

Sellulêre respirasie, die oksidasie van glukose, begin met glikolise. Otto Myerhoff en Archibald V. Hill het in 1923 'n Nobelprys vir fisiologie of geneeskunde gedeel vir die isolasie van glukosemetaboliese ensieme uit spierselle. Danksy die pogings van ander (bv. Gustav Embden, Otto Meyerhof, Otto Warburg, Gerty Cori, Carl Cori), al die ensieme en reaksies van die glikolitiese weg was teen 1940 bekend, en die pad het bekend geword as die Embden-Myerhoff-pad. Soos ons sal sien, is glikolise 'n evolusionêr bewaarde biochemiese pad wat deur alle organismes gebruik word om 'n klein hoeveelheid voedingstofvrye energie op te vang. Vir meer besonderhede, kyk na Fothergill-Gilmore LA [(1986) Die evolusie van die glikolitiese weg. Tendense Biochem. Wetenskaplike. 11:47-51]. Die glikolitiese pad vind plaas in die sitosol van selle waar dit elke molekule glukose (C6H12O6) in twee molekules van piroviensuur(piruvaat CH3COCOOH). Dit vind plaas in twee fases, wat voedingsvrye energie vasvang in twee ATP-molekules per glukosemolekule wat die pad binnegaan.

Glikolitiese reaksies word hieronder opgesom, wat die twee stadiums van die pad beklemtoon.

Fase 1van glikolise verbruik eintlik ATP. Fosfate word van ATP eers na glukose en dan na fruktose-6-fosfaat oorgedra, reaksies wat gekataliseer word deur heksokinaseen fosfofruktokinaseonderskeidelik. Dus, hierdie Fase 1 fosforilasies verteer vrye energie. Later, in Stadium 2van glikolise word voedingsvrye energie in ATP en NADH(verminder nikotinamied adenien dinukleotied). NADH vorm in redoksreaksieswaarin NAD+ word verminder namate sommige metaboliet geoksideer word. In Stadium 2, dit is gliseraldehied- 3-fosfaat dit is geoksideer en hellip, maar meer later!

Teen die einde van die glikolise is vier ATP -molekules en twee NADH gevorm en 'n enkele glukosemolekule wat begin is in twee molekules verdeel piruvaat. Pyruvat word anaërobies of aërobies gemetaboliseer.

Die alternatiewe lotgevalle van pyruvat word hieronder opgesom.

Anaërobies(voltooi) glikoliseis 'n fermentasiepad. In anaërobiese glikolise die elektrone in NADH geproduseer in Stadium 2 van glikolise word gebruik om piruvaat te verminder, sodat daar uiteindelik geen verbruik van O2 is nie en geen netto oksidasie van voedingstowwe (d.w.s. glukose). 'N Bekende anaërobiese glikolitiese weg is die produksie van alkohol deur gis in die afwesigheid van suurstof. 'N Ander een is die spiervermoeidheid jy dalk ervaar het na veral kragtige en langdurige oefening. Dit is die gevolg van 'n fermentasie wat 'n anaërobiese opbou van melksuur in skeletspierselle. In anaërobiese glikoliseDie vermindering van pyruvat kan lei tot een van verskeie ander fermentasie eindprodukte, saam met 'n netto opbrengs van twee ATP's per glukose wat gefermenteer is.

Aërobies (onvolledig) glikolisehet ook twee ATP's geproduseer, en is die eerste stap in die volledige oksidasie van glukose, die asemhalingpad wat glukose oksideer na CO2 en H2O, wat geen koolhidrate agterlaat nie. Pyruvat word volledig geoksideer in mitochondria. Terwyl ons kyk na die reaksies van glikolise en die Krebs -siklus, kyk ons ​​na redoksreaksies in beide weë.

Onderweg oorweeg ons ook Glukoneogenese, 'n weg wat die glikolise in wese omkeer en glukose sintese tot gevolg het. Glukoneogenese vind plaas onder normale omstandighede, tydens 'n proteïenryke/lae-koolhidraatdieet en tydens vas of hongersnood. In 'n ander hoofstuk kyk ons ​​na elektronvervoer en oksidatiewe fosforilering, die weë wat die oksidasie van glukose voltooi. Hier begin ons met nader kyk na glikolise, met die fokus op die ensiem-gekataliseerde reaksies en vrye energie-oordragte tussen padkomponente. Ons sal die energiek en ensiematiese kenmerke van elke reaksie in ag neem.


Onlangse vordering in die NMR-studies in vastestate oor biomineralisering

Tim W.T. Tsai, Jerry C.C. Chan, in Jaarverslae oor NMR -spektroskopie, 2011

4.2 OCP opgeneem met suksinaat

Vroeër biochemiese studies het berig dat die Krebs-siklus in mitochondria nou verband hou met die intramitochondriale neerslag van elektrondig minerale korrels, 138 wat voorgestel word as ACS-bevattende OCP-karboksilaatkomponente. 139 Vorige studies het getoon dat suksuurione (OOCC2H4COO 2− ) kan in die rooster van OCP geïnkorporeer word, 139–142 wat lei tot die vorming van die OCP-suksinaat (OCPS) verbinding. 139 Gevolglik het OCPS voorberei in vitro kan dien as 'n modelstelsel om die biomineralisasieproses in mitochondria na te boots. Die XRD -patrone van OCPS en OCP is baie soortgelyk behalwe die kenmerkende piek van OCP by 2θ gelyk aan 4,751 word verskuif na 4,181 in OCPS, wat geïnterpreteer word as die verlenging van die d-spasiëring van die (100) vlak van 1,86 tot 2,13 nm. Soos voorheen beskryf vir OCP, 102,105 die PO4 3 -groepe op plekke P2 en P4 het 'n sterk neiging om met die naburige watermolekule te reageer om HPO te vorm4 2−. Dit wil sê, die aantal waterstoffosfaatgroepe is meer as wat in die chemiese formule van OCP geïmpliseer word as gevolg van die verandering in die spektroskopiese parameters van die fosforspesies by P4 en/of P2. Nie verrassend nie, word dieselfde verskynsel waargeneem vir OCPS, wat impliseer dat die verlies aan kristalwater tydens die vorming van OCPS moontlik 'n verandering in die waterstofbindingsomgewing van ander fosforplekke veroorsaak het. 143 In die besonder, die ooreenkoms van hul τCP waardes dui daarop dat die 'oormatige' P1 afkomstig kan wees van P2 en/of P4. Dit is in elk geval ongetwyfeld dat die besetting van die perseel by P5 aansienlik verminder word by die opname van suksinaat. Uit die literatuur 99 is dit bekend dat elke eenheidsel van OCP twee formule-eenhede van Ca bevat8(HPO4)2(PO4)4⋅ 5H2O. Gevolglik kan die struktuur van OCPS kwalitatief beskryf word as 'n verbinding bestaande uit een suksinaatmolekuul per eenheidsel OCPS, waarin een van die twee P5's vervang word met suksinaatione. 143 Sodanige vervanging gaan gepaard met 'n aansienlike verlies aan strukturele water. Die waterstofbinding van die oorblywende P5 met watermolekules sal aansienlik verswak word, soos aangedui deur die aansienlike toename van die chemiese verskuiwingspan. Sodanige inkorporering van die suksinaat-ione moet aangedryf word deur die entalpiewins van sekere goed gedefinieerde interaksies, wat lei tot 'n eenvormige verandering in die periodisiteit van die seldimensie.

Die 31 P MAS spektrum van OCPS is toegeken deur 31 P homonukleêre DQ spektroskopie. Op grond van die dekonvolusie data van die 31 P MAS spektrum en die termogravimetriese analise resultate, is die molekulêre formule van OCPS bepaal as Ca7.81(HPO4)1.82(PO4)3.61(succinate)0.56ZH2O, waar Z ≤ 0,5. 143 Wanneer suksinaat-ione geïnkorporeer word om die OCPS-rooster te vorm, sal hoofsaaklik die fosforspesies by die P5-plek verplaas word. Die stabiliteit van OCPS is aansienlik hoër as OCP met betrekking tot die hidrolise -reaksie by hoë pH -toestand. Klaarblyklik sal die suksinaat-ione die dinamika van die watermolekules binne die hidrasielaag aansienlik demp, wat die hervestiging van die fosfaatione binne die hidrasielaag baie moeilik maak. Voorheen is getoon dat die transformasie van OCP na HAp na 'n verhoging in pH bewerkstellig word deur strukturele herrangskikking in die hidrasie laag, gevolg deur die aaneenskakeling van die daaruit gevormde HAp -subroosters. 104 Saam met die resultate van OCPS word duidelik aangetoon dat die struktuur van die hidrasie laag van OCP taamlik veelsydig is en die sleutelrol speel in die strukturele transformasie van OCP. Ons neem terloops kennis dat sommige organiese molekules, soos sitraatione, ook deur kopresipitasie in sintetiese kalsiet opgeneem kan word. 144


Oksidatiewe fosforilering en ATP -opbrengs

Onthou, substraatvlakfosforilering is in Tutoriaal 22 bekendgestel. Die generering van ATP vanaf chemiosmose word na verwys as oksidatiewe fosforilering omdat suurstof se oksidatiewe eienskap toelaat dat 'n groot hoeveelheid vrye energie beskikbaar gestel word vir ATP-sintese.

Hierdie figuur beklemtoon verskeie belangrike konsepte oor sellulêre asemhaling. Let eers op die liggings van glikolise, die Krebs-siklus en die elektronvervoerketting en oksidatiewe fosforilering. Let tweedens op hoe die elektrondraers elektrone na die vervoerketting vervoer, en die netto hoeveelheid ATP wat by elke stap gegenereer word. Vergelyk veral die hoeveelheid ATP wat deur oksidatiewe fosforilering gegenereer word, met die hoeveelheid wat deur substraatvlakfosforylering gegenereer word. Die maksimum netto opbrengs van 38 ATP's per molekule glukose is slegs 'n skatting. Baie van die energie wat in 'n molekule glukose gebind word, gaan eintlik verlore as hitte tydens metabolisme. Terwyl hierdie hitte eintlik 'n afvalproduk is, kapitaliseer homeoterms (" warmbloedige" diere) op hierdie afval en gebruik dit om konstante liggaamstemperature te handhaaf.


Figuur 5. 'n Oorsig van sellulêre respirasie. (Klik om te vergroot)


Word Pyruvaat geoksideer in die krebs-siklus of voor dit?

Wat is die produk van piruvaatoksidasie? As hierdie produk nog nie gevorm is nie, hoe kan dit in die kreb-siklus ingaan?
Begin die krebsiklus nie altyd met asetiel CoA nie?

Vinnige antwoord

Verwante besprekings

  • Verduidelik die lot van laktaat na 'n naelloop.
  • Aërobiese respirasie
  • Asemhaling
  • NAD in glikolise in aërobiese respirasie
  • ATP
  • A2 -vlak - Vraag wat verband hou met aërobiese respirasie
  • Op watter stadium tree pyruvat as aërobiese en anaërobiese waterstofaanvaarder op
  • Bio AQA -vraag vir slim mense
  • Is ATP afkomstig van 'n DNA- of RNA -nukleotied?
  • anaërobiese respirasie
  • wys nog 10
  • Verduidelik die lot van laktaat na 'n naelloop.
  • melksuur tydens oefening ??
  • hoeveelheid atp wat uit een glukosemolekule geproduseer word
  • Biochemie
  • Skakelreaksie in asemhaling
  • Hulp met GCSE PE -vrae
  • Selrespirasie
  • produk van glikolise
  • Help asseblief!! :(
  • Wat is die skakels reaksie??

Verwante artikels

Oeps, niemand het geplaas niein die laaste paar uur.

Waarom begin u nie weer met die gesprek nie?

  • Negatiewe reaksies op die 'ou' TSR
  • vind iemand anders chemie op vlak die maklikste vlak?
  • Haz se vervelige draad.
  • Leer eerste aansoeke in 2022
  • wat moet ek doen ?
  • iemand betrap wat hul bedrog bedrieg het
  • Watter loopbaan- primêre onderrig of digitale bemarking?
  • Is slegte seuns regtig aantrekliker?
  • Lae studielenings
  • TSR se One Album a Day Club
  • Oktober 2020 AS biologie
  • Hoeveel kinders wil jy hê?
  • Laaste persoon om hier te plaas wen (Deel 42)
  • Is my ouers en vriende reg?
  • skeer en was
  • [Oegbreuk-sneller] Hoe bly ek by haar slaap?
  • Bexjw se vervelige lewe, reis na medisyne en alles tussenin
  • Scape Bloomsbury - 2de jaar
  • Wat sou jy doen as jy baie geld gehad het?
  • London*Met - Aanlyn Engelse taaltoets

Oeps, niemand reageer op plasings nie.

Waarom antwoord u nie op 'n onbeantwoorde draad nie?

  • hoe 'n ateriool die bloedvloei in kapillêre kan verminder
  • AS Biologie Selle en die kern
  • Biologie As eksamens Die hart
  • Wat is op 'n gelyke skema vir papier 2 -punte vir biologie 2020
  • Beskryf hoe MRNA gevorm word deur transkripsie in eukariote
  • Biologie ondersoek mitose
  • Biologie Aminosure
  • Biologiese grootte van plantsel
  • AS 2020 diepte in biologie vraestel 2
  • As biologie is 2020/1
  • A* OCR A Vlak Biologie notas
  • OCR 'n Biologie en chemie 2020
  • Dringende biologie vraag
  • AQA A-vlak Biologie Vraestel 2 2020 Nie-amptelike Markscheme
  • Biologie PAG 4.1 grafieke?
  • aqa a level biology 2020 ONOFFICIAL MARKSCHEME
  • As Biologie Potometer
  • Biologie 'n Vlak 2020 -eksamenvraag
  • 'N Vlakbiologie AQA 2020 vra nie -amptelike merkskema
  • AQA A-vlak Biologie Herfseksamen 7402 Vraestel 1,2,3 12/16/20 Okt 2020 - Eksamenbespreking

Sien meer van dit waarvan u houDie Studentekamer

U kan pasmaak wat u op TSR sien. Vertel ons 'n bietjie van jouself om te begin.

Het jy gesien.

Y12's - Het jy begin beplan wat jy na Y13 wil doen?

Drade gekyk

Kollig

Oeps, niemand het geplaas niein die laaste paar uur.

Waarom begin u nie weer met die gesprek nie?

Oeps, niemand reageer op plasings nie.

Waarom antwoord u nie op 'n onbeantwoorde draad nie?

Sien meer van dit waarvan u houDie Studentekamer

U kan pasmaak wat u op TSR sien. Vertel ons 'n bietjie van jouself om te begin.

TSR Ondersteuningspan

  • charco
  • Mnr M.
  • RDKGames
  • TheConfusedMedic
  • Lemur14
  • brainzistheword
  • Labrador99
  • absoluut uitgewerk
  • Eimmanuel
  • Sinnoh
  • _gcx
  • barror 1
  • Tolgash
  • Hazelly
  • PetitePanda
  • _Mia101
  • jduxie4414
  • Sterrelig15
  • bamtutor

Begin

Gebruik TSR

TSR Groep

Maak kontak met TSR

&kopie Kopiereg Die Studentekamer 2017 alle regte voorbehou

Die Studentekamer, Kry Hersiening en Gemerk deur Onderwysers is handelsname van The Student Room Group Ltd.

Registernommer: 04666380 (Engeland en Wallis), BTW No. 806 8067 22 Geregistreerde Kantoor: International House, Queens Road, Brighton, BN1 3XE


Oksidatiewe fosforilering

Oksidatiewe fosforilering is die finale stadium van aërobiese sellulêre respirasie. Daar is twee sub -stadiums van oksidatiewe fosforilering, elektrontransportketting en chemiosmose. In hierdie stadiums, energie van NADH en FADH2, wat voortspruit uit die vorige stadiums van sellulêre respirasie, word gebruik om ATP te skep.

Figuur ( PageIndex <8> ): Oksidatiewe fosforilering: elektronvervoerketting en chemiosmose.

Elektronvervoerketting (ETC)

Gedurende hierdie stadium word elektrone met hoë energie vrygestel van NADH en FADH2, en hulle beweeg langs elektron-vervoer kettings wat in die binneste membraan van die mitochondrion voorkom. 'N Elektron-transportketting is 'n reeks molekules wat elektrone van molekule na molekule oordra deur chemiese reaksies. Hierdie molekules bestaan ​​uit die drie komplekse van die elektrontransportketting (rooi strukture in die binnemembraan in figuur ( PageIndex <8> )). Terwyl elektrone deur hierdie molekules vloei, word 'n deel van die energie van die elektrone gebruik om waterstofione (H+) oor die binnemembraan te pomp, van die matriks na die intermembraanruimte. Hierdie ioonoordrag skep 'n elektrochemiese gradiënt wat die sintese van ATP dryf. Die elektrone van die finale proteïen van die ETC word verkry deur die suurstofmolekule, en dit word gereduseer tot water in die matriks van die mitochondrion.

Chemiosmose

Die pomp van waterstofione oor die binnemembraan skep 'n groter konsentrasie van hierdie ione in die intermembraanruimte as in die matriks &ndash wat 'n elektrochemiese gradiënt produseer. Hierdie gradiënt veroorsaak dat die ione oor die membraan terugvloei na die matriks, waar hul konsentrasie laer is. Die vloei van hierdie ione vind plaas deur 'n proteïenkompleks, bekend as die ATP -sintase -kompleks (sien blou struktuur in die binnemembraan in Figuur ( PageIndex <8> ). Die ATP -sintase dien as 'n kanaalproteïen, wat die waterstofione help oor die membraan. Die vloei van protone deur ATP-sintase word as chemiosmose beskou. ATP-sintase tree ook op as 'n ensiem, wat ATP uit ADP en anorganiese fosfaat vorm. Dit is die vloei van waterstofione deur ATP-sintase wat die energie gee vir ATP-sintese. Na wat deur die elektronvervoerketting gaan, kombineer die lae-energie elektrone met suurstof om water te vorm.


Biologie 171

Aan die einde van hierdie afdeling kan u die volgende doen:

  • Verduidelik hoe 'n sirkelbaan, soos die sitroensuursiklus, fundamenteel verskil van 'n lineêre biochemiese pad, soos glikolise
  • Beskryf hoe pyruvat, die produk van glikolise, vir die toetrede tot die sitroensuur siklus voorberei word

As suurstof beskikbaar is, gaan aërobiese asemhaling voort. In eukariotiese selle word die piruvaatmolekules wat aan die einde van glikolise geproduseer word, na die mitochondria vervoer, wat die plekke van sellulêre respirasie is. Daar word pyruvat omskep in 'n asetielgroep wat opgetel en geaktiveer sal word deur 'n draerverbinding genaamd koënsiem A (CoA). Die resulterende verbinding word asetiel-CoA genoem. CoA is afgelei van vitamien B5, pantoteensuur. Asetiel CoA kan op verskillende maniere deur die sel gebruik word, maar die belangrikste funksie daarvan is om die asetielgroep afkomstig van pyruvat na die volgende fase van die weg in glukosekatabolisme te lewer.

Afbreking van Pyruvaat

Om pyruvat, die produk van glikolise, die volgende weg te kan binnegaan, moet dit verskeie veranderinge ondergaan. Die omskakeling is 'n drie-stap proses ((Figuur)).

Stap 1. 'n Karboksielgroep word uit piruvaat verwyder, wat 'n molekule koolstofdioksied in die omliggende medium vrystel. Hierdie reaksie skep 'n tweekoolstofhidroksietielgroep wat gebind is aan die ensiem (pyruvat dehidrogenase). Ons moet daarop let dat dit die eerste van die ses koolstowwe uit die oorspronklike glukosemolekuul is wat verwyder word. (Hierdie stap gaan twee keer voort, want daar is twee pyruvatmolekules wat aan die einde van glikolise geproduseer word vir elke molekule glukose wat anaërobies gemetaboliseer word, sal twee van die ses koolstowwe aan die einde van albei stappe verwyder wees.)

Stap 2. Die hidroksietielgroep word geoksideer tot 'n asetielgroep, en die elektrone word deur NAD + opgeneem en vorm NADH. Die hoë-energie-elektrone van NADH sal later gebruik word om ATP op te wek.

Stap 3. Die ensiemgebonde asetielgroep word na CoA oorgedra, wat 'n molekule asetiel-CoA produseer.


Let daarop dat tydens die tweede fase van glukosemetabolisme, wanneer 'n koolstofatoom verwyder word, dit aan twee suurstofatome gebind word, wat koolstofdioksied produseer, een van die belangrikste eindprodukte van sellulêre asemhaling.

Asetiel CoA na CO2

In die teenwoordigheid van suurstof lewer asetiel-CoA sy asetiel (2C)-groep aan 'n vierkoolstofmolekule, oksaloasetaat, om sitraat te vorm, 'n seskoolstofmolekule met drie karboksielgroepe, hierdie pad sal die res van die onttrekbare energie oes van wat begin het as 'n glukosemolekuul en stel die oorblywende vier CO vry2 molekules. Hierdie enkele pad word met verskillende name genoem: die sitroensuursiklus (vir die eerste intermediêre gevorm-sitroensuur, of sitraat-wanneer asetaat by die oksaloasetaat aansluit), die TCA-siklus (omdat sitroensuur of sitraat en isocitraat trikarboksielsure is), en die Krebs-siklus , na Hans Krebs, wat die eerste keer die stappe in die paadjie in die 1930's in duiwevlugspiere geïdentifiseer het.

Sitroensuur siklus

Net soos die omskakeling van pirovaat na asetiel CoA, vind die sitroensuur siklus plaas in die matriks van mitochondria. Byna al die ensieme van die sitroensuur siklus is oplosbaar, met die uitsondering van die ensiem suksinaat dehidrogenase, wat in die binneste membraan 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 produseer, een GTP/ATP, en die verminderde draers NADH en FADH2 ((Figuur)). Dit word beskou as 'n aërobiese weg omdat die NADH en FADH2 geproduseer moet hul elektrone na die volgende pad in die stelsel oordra, wat suurstof sal gebruik. As hierdie oordrag nie plaasvind nie, vind die oksidasie stappe van die sitroensuur siklus ook nie plaas nie. Let daarop dat die sitroensuur siklus baie min ATP produseer en nie direk suurstof verbruik nie.


Stappe in die sitroensuursiklus

Stap 1. Voor die eerste stap vind 'n oorgangsfase plaas waarin pyruviensuur omgeskakel word na asetiel CoA. Dan begin die eerste stap van die siklus: Hierdie kondensasiestap kombineer die tweekoolstof-asetielgroep met 'n vierkoolstofoksalosetaatmolekule om 'n seskoolstofmolekule van sitraat te vorm. 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 beskikbare hoeveelheid ATP. 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 omgeskakel word na sy isomeer, isositraat.

Stap 3. In stap drie word isocitraat geoksideer, wat 'n vyf-koolstofmolekule, α-ketoglutaraat, saam met 'n molekule CO produseer2 en twee elektrone, wat NAD + na NADH reduseer. Hierdie stap word ook gereguleer deur negatiewe terugvoer van ATP en NADH en 'n positiewe effek van ADP.

Stap 4. Stap drie en vier is beide oksidasie- en dekarboksileringsstappe, wat, soos ons gesien het, elektrone vrystel wat NAD + na NADH reduseer en karboksielgroepe vrystel wat CO vorm2 molekules. Alfa-ketoglutaraat is die produk van stap drie, en 'n suksinielgroep is die produk van stap vier. CoA bind met die succinylgroep om succinyl CoA te vorm. Die ensiem wat stap vier kataliseer, word gereguleer deur terugvoer inhibisie van ATP, succinyl CoA en NADH.

Stap 5. In stap vyf word 'n fosfaatgroep vervang deur koënsiem A, en 'n hoë-energie binding 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, maar die gebruik daarvan is meer beperk. In die besonder gebruik proteïensintese hoofsaaklik GTP.

Stap 6. Stap ses is 'n ontwateringsproses wat suksinaat in fumarat omskakel. Twee waterstofatome word na FAD oorgedra, wat dit na FADH reduseer2. (Let wel: die energie in die elektrone van hierdie waterstof is onvoldoende om NAD + te verminder, maar voldoende om FAD te verminder.) Anders as NADH, bly hierdie draer vas aan die ensiem en dra die elektrone direk na die elektrontransportketting oor. Hierdie proses word moontlik gemaak deur die lokalisering van die ensiem wat hierdie stap in die binneste membraan van die mitochondrie kataliseer.

Stap 7. Water word tydens stap sewe deur hidrolise by fumaraat gevoeg, en malaat word geproduseer. Die laaste stap in die sitroensuur siklus herstel oxaloacetate deur oksideer malaat. Nog 'n molekule van NADH word dan in die proses geproduseer.

Produkte van die sitroensuursiklus

Twee koolstofatome kom uit elke asetielgroep in die sitroensuur siklus, wat vier uit die ses koolstowwe van een glukose molekule verteenwoordig. Twee koolstofdioksiedmolekules word tydens elke draai van die siklus vrygestel, maar dit bevat 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 glukosemolekuul uiteindelik in koolstofdioksied opgeneem. Elke draai van die siklus vorm drie NADH -molekules en een FADH2 molekule. Hierdie draers sal aansluit by die laaste gedeelte van aërobiese asemhaling, die elektrontransportketting, om ATP -molekules te produseer. Een GTP of ATP word ook in elke siklus gemaak. Verskeie van die tussenverbindings in die sitroensuur siklus kan gebruik word vir die sintetisering van nie -essensiële aminosure, daarom is die siklus amfibolies (katabolies en anabolies).

Afdeling Opsomming

In die teenwoordigheid van suurstof word piruvaat omskep in 'n asetielgroep wat aan 'n draermolekule van koënsiem A geheg is. Die gevolglike asetiel-CoA kan verskeie weë binnedring, maar meestal word die asetielgroep aan die sitroensuursiklus gelewer vir verdere katabolisme. Tydens die omskakeling van pyruvat in die asetielgroep word 'n molekule koolstofdioksied en twee elektrone met hoë energie verwyder. Die koolstofdioksied is verantwoordelik vir twee (omskakeling van twee pyruvatmolekules) van die ses koolstowwe van die oorspronklike glukosemolekuul. Die elektrone word deur NAD + opgetel, en die NADH dra die elektrone na 'n latere pad vir ATP -produksie. Op hierdie stadium is die glukosemolekuul wat oorspronklik in die sellulêre asemhaling gekom het, heeltemal geoksideer. Chemiese potensiële energie wat binne die glukosemolekule gestoor is, is na elektrondraers oorgedra of is gebruik om 'n paar ATP's te sintetiseer.

Die sitroensuur siklus is 'n reeks redoks- en dekarboksileringsreaksies wat hoë-energie elektrone en koolstofdioksied verwyder. Die elektrone, tydelik gestoor in molekules van NADH en FADH2, word gebruik om ATP te genereer in 'n daaropvolgende pad. 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.

Gratis reaksie

Wat is die primêre verskil tussen 'n sirkelroete en 'n lineêre pad?

In 'n sirkelroete is die finale produk van die reaksie ook die aanvanklike reaktant. Die pad is selfbestendig, solank enige van die tussenprodukte van die pad voorsien word. Sirkelpaaie is in staat om veelvuldige toegangs- en uitgangpunte te akkommodeer, en is dus besonder goed geskik vir amfiboliese paaie. In 'n lineêre pad voltooi een reis deur die pad die pad, en 'n tweede reis sal 'n onafhanklike gebeurtenis wees.

Woordelys