Siklus asam trikarboksilat krebs adalah sistem siklik yang sangat terorganisir dari interkonversi asam di- dan trikarboksilat yang dikatalisis oleh kompleks multienzim. Ini membentuk dasar metabolisme seluler. Jalur metabolisme ini ditutup; awalnya dianggap sebagai reaksi sitrat sintase, di mana kondensasi Asetil-KoA dan oksaloasitat menghasilkan sitrat. Ini diikuti oleh reaksi pemecahan air yang dikatalisis oleh enzim aconitase, produk dari reaksi tersebut adalah asam cis-akonitat. Enzim yang sama (aconitase) mengkatalisis reaksi hidrasi, menghasilkan pembentukan isomer isositrat.

pengoksidasi Reaksi kucing yang dikatalisis oleh enzim isositrat dehidrogenase menghasilkan asam a-ketoglutarat. Selama reaksi, CO2 dipecah, E dari konversi oksidatif terakumulasi dalam NAD+ yang tereduksi. Selanjutnya, asam a-ketoglutarat, di bawah aksi kompleks a-ketoglutorat dehidrogenase, diubah menjadi suksinil-KoA. Suksinil-KoA-Enzim mengkatalisis reaksi di mana GTP (ATP) terbentuk dari GDP dan asam fosfat dan enzim suksinattiokinase dibelah. Akibatnya, asam suksinat terbentuk - suksinat. Suksinat kemudian masuk lagi ke dalam reaksi oksidasi dengan partisipasi enzim suksinat dehidrogenase. Ini adalah enzim yang bergantung pada FAD. suksinat dioksidasi menjadi asam fumarat. Ada penambahan air segera dengan partisipasi enzim fumarase dan malat (asam malat) terbentuk. Malat, yang mengandung NAD dengan partisipasi malat dehidrogenase, dioksidasi, menghasilkan pembentukan PEA, yaitu, regenerasi produk pertama PIA terjadi, dapat kembali bereaksi dengan asetil-KoA untuk membentuk asam sitrat. CH3-C + ZNAD + FAD + GDP + H3PO4 + 2H2O -> 2CO2 + ZNADH+H* ​​+ FADH2 + GTP + HSKoA

Peran utama CTC- pembentukan sejumlah besar ATP.

1. CTC adalah sumber utama ATP. E, gambar. dalam jumlah besar, ATP memberikan pemecahan lengkap Asetil-KoA menjadi CO2 dan H2O.

2. CTC adalah tahap terminal universal dari katabolisme zat dari semua kelas.

3. TTC memainkan peran penting dalam proses anabolisme (produk antara TTC): - dari sitrat -> sintesis asam lemak; - dari alfa-ketoglutarat dan PEA -\u003e sintesis asam amino; - dari PIECES -> sintesis karbohidrat; - dari suksinil-KoA -> sintesis heme hemoglobin

Oksidasi biologis sebagai cara utama pemecahan nutrisi dalam tubuh, fungsinya di dalam sel. Fitur oksidasi biologis dibandingkan dengan proses oksidatif pada objek non-biologis. Cara oksidasi zat dalam sel; enzim yang mengkatalisis reaksi oksidatif dalam tubuh.

Biol. oksidasi sebagai jalur utama untuk pemecahan nutrisi. Fungsinya di dalam sel. Enzim yang mengkatalisis reaksi oksidatif dalam tubuh.

Oksidasi biologis (BO) merupakan kombinasi dari oksidator. proses dalam organisme hidup yang terjadi dengan partisipasi wajib oksigen. Sinonim - respirasi jaringan. Oksidasi suatu zat tidak mungkin terjadi tanpa reduksi zat lain.

Fungsi yang paling penting BO adalah pelepasan E, tertutup dalam kimia. ikatan nutrisi. E yang dilepaskan digunakan untuk implementasi proses yang bergantung pada energi yang berlangsung. dalam sel, serta untuk menjaga suhu tubuh. Fungsi kedua BO adalah plastik: selama pemecahan nutrisi, produk antara dengan berat molekul rendah terbentuk, yang selanjutnya digunakan untuk biosintesis. Misalnya, selama pemecahan oksidatif glukosa, asetil-KoA terbentuk, yang kemudian dapat digunakan untuk sintesis kolesterol atau asam lemak yang lebih tinggi. Fungsi ketiga BO adalah pembangkitan potensial pereduksi, yang selanjutnya digunakan dalam biosintesis pereduksi. Sumber utama potensial reduksi dalam reaksi biosintesis metabolisme seluler adalah NADPH+H+, yang terbentuk dari NADP+ karena atom hidrogen ditransfer ke sana selama beberapa reaksi dehidrogenasi. Fungsi keempat BO adalah partisipasi dalam proses detoksifikasi, yaitu netralisasi senyawa toksik baik yang berasal dari lingkungan luar maupun yang terbentuk di dalam tubuh.

Berbagai senyawa dalam sel dapat dioksidasi dengan tiga cara:

1. dengan dehidrogenasi. Merupakan kebiasaan untuk membedakan antara dua jenis dehidrogenasi: aerobik dan anaerobik. jika oksigen adalah akseptor utama atom hidrogen yang akan dipecah, dehidrogenasi bersifat aerobik; jika beberapa senyawa lain berfungsi sebagai akseptor utama dari pemisahan atom hidrogen, dehidrogenasi adalah anaerobik. Contoh senyawa penerima hidrogen tersebut adalah NAD, NADP, FMN, FAD, glutathione teroksidasi (GSSG), asam dehidroaskorbat, dll.

2. Dengan bergabung ke molekul zat oksigen yang dapat teroksidasi, mis. melalui oksigenasi.

3. Dengan menyumbangkan elektron. Semua organisme hidup biasanya dibagi menjadi organisme aerobik dan organisme anaerobik. Organisme aerobik membutuhkan oksigen, yang, pertama, digunakan dalam reaksi oksigenasi, dan kedua, berfungsi sebagai akseptor akhir atom hidrogen yang terlepas dari substrat teroksidasi. Selain itu, sekitar 95% dari semua oksigen yang diserap berfungsi sebagai akseptor akhir atom hidrogen yang terlepas dari berbagai substrat selama oksidasi, dan hanya 5% dari oksigen yang diserap yang berpartisipasi dalam reaksi oksigenasi.

Semua enzim terlibat dalam katalisis OVR dalam tubuh termasuk kelas oksidoreduktase. Pada gilirannya, semua enzim dari kelas ini dapat dibagi menjadi: 4 kelompok:

1. Enzim, katalitik reaksi dehidrogenasi atau dehidrogenase.

sebuah). Dehidrogenase aerobik atau oksidase. b). Dehidrogenase anaerobik dengan reaksi khas:

2. Enzim, katalitik reaksi oksigenasi atau oksigenase. sebuah). Monooksigenase b). dioksigenase

3. Enzim yang mengkatalisis eliminasi elektron dari substrat teroksidasi. disebut sitokrom. 4. Oksidoreduktase juga mencakup sekelompok enzim tambahan, seperti katalase atau peroksidase. Mereka memainkan peran protektif dalam sel, menghancurkan hidrogen peroksida atau hidroperoksida organik, yang terbentuk selama proses oksidatif dan merupakan senyawa yang cukup agresif yang dapat merusak struktur seluler.

Dehidrogenase anaerobik yang bergantung pada NAD dan FAD, substrat terpentingnya. Rantai utama enzim pernapasan di mitokondria, organisasi strukturalnya. Perbedaan antara potensial redoks substrat yang dapat dioksidasi dan oksigen sebagai kekuatan pendorong pergerakan elektron dalam rantai pernapasan. Energi transfer elektron dalam rantai pernapasan.

Rantai utama enzim pernapasan di mitokondria, organisasi struktural dan peran biologisnya. Sitokrom, sitokrom oksidase, sifat kimia dan peran dalam proses oksidatif.

Dalam berbagai reaksi dehidrogenasi yang terjadi baik pada katabolisme fase kedua maupun dalam siklus Krebs, bentuk koenzim tereduksi:NADH+H+ dan FADH2. Reaksi-reaksi ini dikatalisis oleh banyak dehidrogenase yang bergantung pada piridin dan bergantung pada flavin. Pada saat yang sama, kumpulan koenzim dalam sel terbatas, sehingga bentuk koenzim yang tereduksi harus “dibuang”, mis. mentransfer atom hidrogen yang dihasilkan ke senyawa lain sehingga mereka akhirnya ditransfer dalam organisme aerobik ke oksigen akseptor akhir mereka. Proses "mengosongkan" atau mengoksidasi NADH+H+ dan FADH2 tereduksi ini melakukan jalur metabolisme yang dikenal sebagai tulang punggung enzim pernapasan. Itu terletak di membran dalam mitokondria.

Rantai utama enzim pernapasan terdiri dari 3 kompleks protein supramolekul kompleks, mengkatalisis transfer berurutan elektron dan proton dari NADH + H tereduksi menjadi oksigen:

Kompleks supramolekul pertama mengkatalisis transfer 2 elektron dan 2 proton dari NADH+H+ tereduksi ke CoQ dengan pembentukan bentuk tereduksi dari CoQH2 yang terakhir. Kompleks supramolekul mencakup sekitar 20 rantai polipeptida, sebagai kelompok prostetik beberapa di antaranya ada molekul flaminmononucleotide (FMN) dan satu atau lebih yang disebut pusat besi-sulfur (FeS)n. Elektron dan proton dari NADH + H+ pertama ditransfer ke FMN dengan pembentukan FMNN2, kemudian elektron dari FMNN2 ditransfer melalui pusat besi-sulfur ke CoQ, setelah itu proton ditambahkan ke CoQ untuk membentuk bentuk tereduksi:

Kompleks supramolekul berikutnya juga terdiri dari beberapa protein: sitokrom b, protein yang memiliki pusat besi-sulfur dalam komposisinya, dan sitokrom C1. Komposisi sitokrom apa pun mencakup gugus heme dengan atom besi dari suatu unsur dengan valensi variabel, yang mampu menerima elektron dan melepaskannya. Mulai dari CoQH2, jalur elektron dan proton berbeda. Elektron dengan KoQH2 ditransfer di sepanjang rantai sitokrom, dan pada saat yang sama 1 elektron ditransfer di sepanjang rantai, dan proton dengan KoQH2 masuk ke lingkungan.

Kompleks sitokrom C oksidase terdiri dari dua sitokrom:sitokrom a dan sitokrom a3. Sitokrom a memiliki gugus heme dalam komposisinya, dan sitokrom a3, selain gugus heme, juga mengandung atom Cu. Sebuah elektron dengan partisipasi kompleks ini ditransfer dari sitokrom C ke oksigen.

NAD+, KoQ, dan sitokrom C bukan bagian dari kompleks yang dijelaskan. NAD+ berfungsi sebagai pengumpul-pembawa proton dan elektron dari berbagai substrat yang teroksidasi dalam sel. CoQ juga melakukan fungsi pengumpul elektron dan proton, mengambilnya dari beberapa substrat yang dapat teroksidasi (misalnya, dari suksinat atau asilCoA) dan mentransfer elektron ke sistem sitokrom dengan pelepasan proton ke lingkungan. Sitokrom C juga dapat menerima elektron langsung dari substrat teroksidasi dan mentransfernya lebih lanjut ke kompleks CDP keempat. Jadi, selama oksidasi suksinat, kompleks suksinat-CoQ-oksida reduktase (Kompleks II) bekerja, mentransfer proton dan elektron dari suksinat langsung ke CoQ, melewati NAD+:

Agar molekul oksigen berubah menjadi 2 ion O2, 4 elektron harus ditransfer ke sana. Secara umum diterima bahwa 4 elektron secara berurutan ditransfer dari dua molekul NADH + H + di sepanjang rantai pembawa elektron, dan sampai keempat elektron diterima, molekul oksigen tetap terikat di pusat aktif sitokrom a3. Setelah menerima 4 elektron, dua ion O2 mengikat masing-masing dua proton, sehingga membentuk 2 molekul air.

Rantai enzim pernapasan menggunakan sebagian besar oksigen yang masuk ke tubuh hingga 95%. Ukuran intensitas proses oksidasi aerobik dalam jaringan tertentu adalah koefisien pernapasan (QO2), yang biasanya dinyatakan sebagai jumlah mikroliter oksigen yang diserap oleh jaringan dalam 1 jam per 1 mg berat jaringan kering (µl.h1 .mg1). Untuk miokardium adalah 5, untuk jaringan kelenjar adrenal 10, untuk jaringan zat kortikal ginjal 23, untuk hati 17, untuk kulit 0,8. Penyerapan oksigen oleh jaringan disertai dengan pembentukan simultan karbon dioksida dan air di dalamnya. Proses penyerapan O2 oleh jaringan dengan pelepasan CO2 secara simultan ini disebut respirasi jaringan.

Fosforilasi oksidatif sebagai mekanisme akumulasi energi di dalam sel. Fosforilasi oksidatif dalam rantai enzim pernapasan. rasio P/O. Fosforilasi oksidatif pada tingkat substrat, signifikansinya bagi sel. Xenobiotik-inhibitor dan uncouplers oksidasi dan fosforilasi.

Fosforilasi oksidatif- salah satu komponen terpenting dari respirasi seluler, yang mengarah pada produksi energi dalam bentuk ATP. Substrat fosforilasi oksidatif adalah produk pemecahan senyawa organik - protein, lemak, dan karbohidrat.

Namun, paling sering sebagai substrat karbohidrat yang digunakan. Jadi, sel-sel otak tidak dapat menggunakan substrat lain untuk respirasi, kecuali karbohidrat.

Karbohidrat pra-kompleks dipecah menjadi yang sederhana, hingga pembentukan glukosa. Glukosa adalah substrat universal dalam proses respirasi seluler. Oksidasi glukosa dibagi menjadi 3 tahap:

1. glikolisis;

2. dekarboksilasi oksidatif atau siklus Krebs;

3. fosforilasi oksidatif.

Dalam hal ini, glikolisis adalah fase umum untuk respirasi aerobik dan anaerobik.

Ukuran efektifitas proses fosforilasi oksidatif pada rantai enzim respirasi adalah rasio P/O; jumlah atom fosfor yang termasuk dari fosfat anorganik dalam komposisi ATP, per 1 atom oksigen terikat yang pergi ke pembentukan air selama operasi rantai pernapasan. Ketika NADH + H+ dioksidasi, itu adalah 3, ketika FADH2(KoQH2) dioksidasi, itu adalah 2, dan ketika sitokrom C tereduksi dioksidasi, itu adalah 1.

Inhibitor fosforilasi oksidatif. Inhibitor memblokir kompleks V:

1. Oligomisin - memblokir saluran proton ATP sintase.

2. Atractyloside, cyclophyllin - blok translocases.

Siklus asam trikarboksilat pertama kali ditemukan oleh ahli biokimia Inggris Krebs. Dia adalah orang pertama yang mendalilkan pentingnya siklus ini untuk pembakaran sempurna piruvat, sumber utamanya adalah konversi glikolitik karbohidrat.

Selanjutnya, ditunjukkan bahwa siklus asam trikarboksilat adalah "titik fokus" di mana hampir semua jalur metabolisme bertemu.

Jadi, asetil-KoA yang terbentuk sebagai hasil dekarboksilasi oksidatif piruvat memasuki siklus Krebs. Siklus ini terdiri dari delapan reaksi berurutan (Gbr.

91). Siklus dimulai dengan kondensasi asetil-KoA dengan oksaloasetat dan pembentukan asam sitrat. ( Seperti yang akan terlihat di bawah, bukan asetil-KoA itu sendiri yang mengalami oksidasi dalam siklus, tetapi senyawa yang lebih kompleks, asam sitrat (asam trikarboksilat).)

Kemudian asam sitrat (senyawa enam karbon), melalui serangkaian dehidrogenasi (abstraksi hidrogen) dan dekarboksilasi (penghapusan CO2), kehilangan dua atom karbon dan oksaloasetat (senyawa empat karbon) muncul lagi dalam siklus Krebs, yaitu.

Artinya, sebagai hasil dari putaran siklus yang lengkap, molekul asetil-KoA terbakar menjadi CO2 dan H2O, dan molekul oksaloasetat diregenerasi. Di bawah ini adalah delapan reaksi berurutan (tahapan) dari siklus Krebs.

Pada reaksi pertama, dikatalisis oleh enzim sitrat sintase, asetil-KoA mengembun dengan oksaloasetat.

Akibatnya, asam sitrat terbentuk:

Rupanya, dalam reaksi ini, sitril-KoA yang terikat pada enzim terbentuk sebagai zat antara. Yang terakhir kemudian secara spontan dan ireversibel terhidrolisis untuk membentuk sitrat dan HS-KoA.

Dalam reaksi kedua dari siklus, asam sitrat yang terbentuk mengalami dehidrasi dengan pembentukan asam cis-akonitat, yang, dengan menambahkan molekul air, masuk ke asam isositrat.

Reaksi hidrasi-dehidrasi reversibel ini dikatalisis oleh enzim aconitate-hydratase:

Dalam reaksi ketiga, yang tampaknya merupakan siklus Krebs yang membatasi laju, asam isositrat didehidrogenasi dengan adanya isositrat dehidrogenase yang bergantung pada NAD:

(Ada dua jenis isositrat dehidrogenase dalam jaringan: bergantung pada NAD dan NADP.

Telah ditetapkan bahwa peran katalis utama untuk oksidasi asam isositrat dalam siklus Krebs dilakukan oleh isositrat dehidrogenase yang bergantung pada NAD.)

Selama reaksi dehidrogenase isositrat, asam isositrat didekarboksilasi. Isocitrate dehydrogenase yang bergantung pada NAD adalah enzim alosterik yang membutuhkan ADP sebagai aktivator spesifik. Selain itu, enzim membutuhkan ion Mg2+ atau Mn2+ untuk mewujudkan aktivitasnya.

Pada reaksi keempat, terjadi dekarboksilasi oksidatif asam -ketoglutarat menjadi suksinil-KoA. Mekanisme reaksi ini mirip dengan reaksi dekarboksilasi oksidatif piruvat menjadi asetil-KoA. Kompleks -Ketoglutarat dehidrogenase menyerupai kompleks piruvat dehidrogenase dalam strukturnya. Dalam kedua kasus, lima koenzim mengambil bagian dalam reaksi: TDP, amida asam lipoat, HS-KoA, FAD, dan NAD.

Singkatnya, reaksi ini dapat ditulis sebagai berikut:

Reaksi kelima dikatalisis oleh enzim suksinil-KoA sintetase. Selama reaksi ini, suksinil-KoA, dengan partisipasi PDB dan fosfat anorganik, diubah menjadi asam suksinat (suksinat). Pada saat yang sama, pembentukan ikatan fosfat berenergi tinggi dari GTP1 terjadi karena ikatan tioeter berenergi tinggi dari suksinil-KoA:

(GTP yang dihasilkan kemudian menyumbangkan gugus fosfat terminalnya ke ADP, menghasilkan pembentukan ATP.

Pembentukan nukleosida trifosfat berenergi tinggi selama reaksi sintetase suksinil-KoA adalah contoh fosforilasi pada tingkat substrat.)

Pada reaksi keenam, suksinat didehidrogenasi menjadi asam fumarat. Oksidasi suksinat dikatalisis oleh suksinat dehidrogenase, di mana koenzim FAD terikat secara kovalen dengan protein:

Pada reaksi ketujuh, asam fumarat yang dihasilkan dihidrasi di bawah pengaruh enzim fumarat hidratase.

Produk dari reaksi ini adalah asam malat (malat). Perlu dicatat bahwa fumarat hidratase memiliki stereospesifisitas - selama reaksi ini, asam L-malat terbentuk:

Akhirnya, dalam reaksi kedelapan dari siklus asam trikarboksilat, di bawah pengaruh dehidrogenase malat yang bergantung pada NAD mitokondria, L-malat dioksidasi menjadi oksaloasetat:

Seperti dapat dilihat, dalam satu putaran siklus, yang terdiri dari delapan reaksi enzimatik, terjadi oksidasi lengkap ("pembakaran") dari satu molekul asetil-KoA.

Untuk operasi siklus yang berkelanjutan, pasokan asetil-KoA yang konstan ke sistem diperlukan, dan koenzim (NAD dan FAD), yang telah beralih ke keadaan tereduksi, harus dioksidasi berulang kali. Oksidasi ini dilakukan dalam sistem pembawa elektron (atau rantai enzim pernapasan) yang terletak di mitokondria.

Energi yang dilepaskan sebagai hasil oksidasi asetil-KoA sebagian besar terkonsentrasi pada ikatan fosfat berenergi tinggi dari ATP.

Dari empat pasang atom hidrogen, tiga pasang ditransfer melalui NAD ke sistem transpor elektron; dalam hal ini, untuk setiap pasangan dalam sistem oksidasi biologis, tiga molekul ATP terbentuk (dalam proses fosforilasi oksidatif terkonjugasi), dan oleh karena itu, secara total, sembilan molekul ATP. Sepasang atom memasuki sistem transpor elektron melalui FAD, menghasilkan pembentukan 2 molekul ATP. Selama reaksi siklus Krebs, 1 molekul GTP juga disintesis, yang setara dengan 1 molekul ATP.

Jadi, selama oksidasi asetil-KoA dalam siklus Krebs, 12 molekul ATP terbentuk.

Seperti yang telah dicatat, 1 molekul NADH2 (3 molekul ATP) terbentuk selama dekarboksilasi oksidatif piruvat menjadi asetil-KoA. Karena pemecahan satu molekul glukosa menghasilkan dua molekul piruvat, ketika mereka dioksidasi menjadi 2 molekul asetil-KoA dan dua putaran berikutnya dari siklus asam trikarboksilat, 30 molekul ATP disintesis (oleh karena itu, oksidasi satu molekul piruvat menjadi CO2 dan H2O menghasilkan 15 molekul ATP).

Untuk ini harus ditambahkan 2 molekul ATP yang terbentuk selama glikolisis aerobik, dan 4 molekul ATP yang disintesis karena oksidasi 2 molekul NADH2 ekstramitokondria, yang terbentuk selama oksidasi 2 molekul gliseraldehida-3-fosfat dalam reaksi dehidrogenase.

Reaksi siklus krebs

Secara total, kita mendapatkan bahwa ketika 1 molekul glukosa dipecah dalam jaringan menurut persamaan: C6H1206 + 602 -> 6CO2 + 6H2O, 36 molekul ATP disintesis, yang berkontribusi pada akumulasi adenosin trifosfat dalam ikatan fosfat berenergi tinggi 36 X 34,5 ~ 1240 kJ (atau, menurut sumber lain, 36 X 38 ~ 1430 kJ) energi bebas.

Dengan kata lain, dari semua energi bebas (sekitar 2840 kJ) yang dilepaskan selama oksidasi aerobik glukosa, hingga 50% di antaranya terakumulasi dalam mitokondria dalam bentuk yang dapat digunakan untuk melakukan berbagai fungsi fisiologis.

Tidak diragukan lagi, dalam hal energi, pemecahan glukosa yang lengkap adalah proses yang lebih efisien daripada glikolisis. Perlu dicatat bahwa 2 molekul NADH2 yang terbentuk selama konversi gliseraldehida-3-fosfat 2 molekul NADH2, ketika teroksidasi, tidak memberikan 6 molekul ATP, tetapi hanya 4. Faktanya adalah bahwa molekul NADH2 ekstramitokondria itu sendiri tidak mampu menembus membran ke dalam mitokondria.

Namun, elektron yang mereka sumbangkan dapat dimasukkan dalam rantai mitokondria oksidasi biologis menggunakan apa yang disebut mekanisme antar-jemput gliserofosfat (Gbr. 92). Seperti terlihat pada gambar, NADH2 sitoplasma pertama bereaksi dengan dihidroksiaseton fosfat sitoplasma untuk membentuk gliserol-3-fosfat. Reaksi dikatalisis oleh gliserol-3-fosfat dehidrogenase sitoplasma yang bergantung pada NAD:

Dihidroksiaseton fosfat + NADH2 gliserol-3-fosfat + NAD

Gliserol-3-fosfat yang dihasilkan dengan mudah menembus membran mitokondria.

Di dalam mitokondria, gliserol-3-fosfat dehidrogenase (enzim flavin) lainnya (mitokondria) mengoksidasi lagi gliserol-3-fosfat menjadi dihidroksiaseton fosfat:

Gliserol-3-fosfat + FAD Dihidroksiaseton fosfat + faDH2

Flavoprotein tereduksi (enzim - FADH2) memperkenalkan, pada tingkat KoQ, elektron yang diperolehnya ke dalam rantai oksidasi biologis dan fosforilasi oksidatif terkait, dan dihidroksiaseton fosfat meninggalkan mitokondria ke dalam sitoplasma dan dapat kembali berinteraksi dengan NADH2 sitoplasma.

Jadi, sepasang elektron (dari satu molekul NADH2) yang dimasukkan ke dalam rantai pernapasan menggunakan mekanisme antar-jemput gliserofosfat tidak menghasilkan 3 ATP, tetapi 2 ATP.

Sekarang telah diketahui dengan baik bahwa mekanisme antar-jemput gliserofosfat terjadi di sel-sel hati.

Untuk jaringan lain, pertanyaan ini belum diklarifikasi.

Siklus asam trikarboksilat

Reaksi glikolisis berlangsung di sitosol dan di kloroplas. Ada tiga tahap glikolisis:

1 - persiapan (fosforilasi heksosa dan pembentukan dua fosfotriosa);

2 - fosforilasi substrat oksidatif pertama;

3 - fosforilasi substrat oksidatif intramolekul kedua.

Gula mengalami transformasi metabolik dalam bentuk ester asam fosfat.

Glukosa dipraaktivasi oleh fosforilasi. Dalam reaksi yang bergantung pada ATP yang dikatalisis oleh heksokinase, glukosa diubah menjadi glukosa-6-fosfat. Setelah isomerisasi glukosa-6-fosfat menjadi fruktosa-6-fosfat, yang terakhir ini lagi terfosforilasi untuk membentuk fruktosa-1,6-difosfat. Fosfofruktokinase, yang mengkatalisis langkah ini, merupakan enzim kunci penting dalam glikolisis.

Jadi, dua molekul ATP dikonsumsi untuk mengaktifkan satu molekul glukosa. Fruktosa-1,6-difosfat dipecah oleh aldolase menjadi dua fragmen C3 terfosforilasi. Fragmen ini, gliseraldehida-3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat, diubah menjadi satu sama lain oleh triosa fosfat isomerase.

Gliseraldehida-3-fosfat dioksidasi oleh gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase untuk membentuk NADH + H+.

Dalam reaksi ini, fosfat anorganik dimasukkan ke dalam molekul untuk membentuk 1,3-difosfogliserat. Zat antara tersebut mengandung ikatan anhidrida campuran, yang pembelahannya merupakan proses yang sangat eksoergik. Pada tahap selanjutnya, dikatalisis oleh fosfogliserat kinase, hidrolisis senyawa ini dikaitkan dengan pembentukan ATP.

Produk antara berikutnya, hidrolisis yang dapat dikaitkan dengan sintesis ATP, terbentuk dalam reaksi isomerisasi 3-fosfogliserat, diperoleh sebagai hasil dari reaksi oksidasi 3PHA, menjadi 2-fosfogliserat (enzim mutase fosfogliserat) dan selanjutnya eliminasi air (enzim enolase).

Produknya adalah ester asam fosfat dan bentuk enol piruvat dan oleh karena itu disebut fosfoenolpiruvat (PEP). Langkah terakhir, yang dikatalisis oleh piruvat kinase, menghasilkan piruvat dan ATP.

Seiring dengan langkah oksidasi PHA dan reaksi tiokinase dalam siklus sitrat, ini adalah reaksi ketiga yang memungkinkan sel untuk mensintesis ATP, terlepas dari rantai pernapasan.

Meskipun pembentukan ATP, sangat eksoergik dan karena itu ireversibel.

Sebagai hasil glikolisis, dari satu molekul glukosa, terbentuk 2 molekul asam piruvat dan 4 molekul ATP. Karena ikatan makroergik terbentuk langsung pada substrat yang teroksidasi, proses pembentukan ATP ini disebut fosforilasi substrat.

Dua molekul ATP menutupi biaya aktivasi awal substrat melalui fosforilasi. Oleh karena itu, 2 molekul ATP terakumulasi. Selain itu, selama glikolisis, 2 molekul NAD direduksi menjadi NADH. Selama glikolisis, molekul glukosa terdegradasi menjadi dua molekul piruvat.

Selain itu, dua molekul ATP dan NADH + H + terbentuk (glikolisis aerobik).

Dalam kondisi anaerobik, piruvat mengalami transformasi lebih lanjut, sambil memastikan regenerasi NAD+. Ini menghasilkan produk fermentasi seperti laktat atau etanol (glikolisis anaerob). Dalam kondisi ini, glikolisis adalah satu-satunya cara untuk mendapatkan energi untuk sintesis ATP dari ADP dan fosfat anorganik. Dalam kondisi aerob, 2 molekul asam piruvat yang terbentuk memasuki fase aerob respirasi.

siklus Krebs. Asetil-KoA yang terbentuk sebagai hasil dekarboksilasi oksidatif piruvat di mitokondria memasuki siklus Krebs.

Siklus dimulai dengan penambahan asetil-KoA ke oksaloasetat dan pembentukan asam sitrat (sitrat).

Kemudian asam sitrat (senyawa enam karbon), melalui serangkaian dehidrogenasi (abstraksi hidrogen) dan dua dekarboksilasi (penghilangan CO2), kehilangan dua atom karbon dan kembali berubah menjadi oksaloasetat (senyawa empat karbon) dalam siklus Krebs , yaitu

sebagai akibat dari putaran siklus yang lengkap, satu molekul asetil-KoA terbakar menjadi CO2 dan H2O, dan molekul oksaloasetat diregenerasi. Selama reaksi siklus, jumlah utama energi yang terkandung dalam substrat teroksidasi dilepaskan, dan sebagian besar energi ini tidak hilang ke tubuh, tetapi digunakan selama pembentukan ikatan fosfat akhir energi tinggi ATP.

Ketika glukosa dioksidasi selama respirasi selama fungsi glikolisis dan siklus Krebs, total 38 molekul ATP terbentuk.

Tumbuhan memiliki cara yang berbeda untuk mentransfer elektron ke oksigen. Jalur ini tidak dihambat oleh sianida dan oleh karena itu disebut tahan sianida atau alternatif. Respirasi resisten sianida dikaitkan dengan fungsi oksidase alternatif dalam rantai pernapasan, selain sitokrom oksidase, yang pertama kali diisolasi pada tahun 1978.

Dengan cara respirasi ini, energi terutama tidak terakumulasi dalam ATP, tetapi dihamburkan dalam bentuk panas. Respirasi tahan sianida dihambat oleh asam salisilat. Pada kebanyakan tumbuhan, respirasi yang resisten sianida adalah 10-25%, tetapi kadang-kadang dapat mencapai 100% dari total pengambilan oksigen. Itu tergantung pada jenis dan kondisi pertumbuhan tanaman. Fungsi pernapasan alternatif tidak sepenuhnya jelas. Jalur ini diaktifkan ketika ada kandungan ATP yang tinggi di dalam sel dan penghambatan kerja rantai utama transpor elektron selama respirasi.

Jalur tahan sianida diperkirakan berperan saat terkena kondisi buruk. Telah terbukti bahwa pernapasan alternatif berperan dalam pembentukan panas. Disipasi energi dalam bentuk panas dapat memberikan peningkatan suhu jaringan tanaman sebesar 10-15°C di atas suhu lingkungan.

Untuk menjelaskan mekanisme sintesis ATP yang terkait dengan pengangkutan elektron dalam ETC respirasi, beberapa hipotesis telah diajukan:

• kimia (dengan analogi dengan fosforilasi substrat);
• mekanokimia (berdasarkan kemampuan mitokondria untuk mengubah volume);
• kemiosmotik (mendalilkan bentuk peralihan dari transformasi energi oksidasi dalam bentuk gradien proton transmembran).

Proses pembentukan ATP sebagai hasil transfer ion H melalui membran mitokondria disebut fosforilasi oksidatif.

Ini dilakukan dengan partisipasi enzim ATP sintetase. Molekul ATP sintetase terletak dalam bentuk butiran bulat di sisi dalam membran dalam mitokondria.

Sebagai hasil dari pemecahan dua molekul asam piruvat dan transfer ion hidrogen melalui membran melalui saluran khusus, total 36 molekul ATP disintesis (2 molekul dalam siklus Krebs dan 34 molekul sebagai hasil dari transfer ion H melalui membran).

Persamaan keseluruhan untuk respirasi aerobik dapat dinyatakan sebagai berikut:

C6H12O6 + O2+ 6H2O + 38ADP + 38H3PO4 →

6CO2+ 12H2O + 38ATP

H+-translokasi ATP sintase terdiri dari dua bagian: saluran proton (F0) dibangun ke dalam membran setidaknya 13 subunit dan subunit katalitik (Fi) menonjol ke dalam matriks.

"Kepala" bagian katalitik dibentuk oleh tiga subunit + - dan tiga -, di antaranya ada tiga pusat aktif.

"Batang" struktur dibentuk oleh polipeptida bagian Fo dan subunit y-, 5- dan s dari "kepala".

Siklus katalitik dibagi menjadi tiga fase, yang masing-masing melewati secara bergantian di tiga pusat aktif. Pertama, pengikatan ADP (ADP) dan Pi, kemudian ikatan fosfoanhidrida terbentuk, dan akhirnya produk akhir reaksi dilepaskan.

Dengan setiap transfer proton melalui saluran protein F0 ke dalam matriks, ketiga pusat aktif mengkatalisis tahap reaksi berikutnya. Diasumsikan bahwa energi transpor proton terutama dihabiskan untuk rotasi subunit , sebagai akibatnya konformasi subunit dan berubah secara siklis.

Tombol sosial untuk Joomla

Fungsi siklus krebs

Sains » Biokimia

1.Fungsi donor hidrogen. Siklus Krebs memasok substrat untuk rantai pernapasan (substrat yang bergantung pada NAD: isositrat, -ketoglutarat, malat; substrat yang bergantung pada FAD - suksinat).
2.fungsi katabolik. Selama TCA, mereka dioksidasi menjadi produk akhir metabolisme
residu asetil yang terbentuk dari molekul bahan bakar (glukosa, asam lemak, gliserol, asam amino).
3.Fungsi Anabolik.

Substrat TCA adalah dasar untuk sintesis banyak molekul (asam keto - -ketoglutarat dan PAA - dapat diubah menjadi asam amino glu dan asp; PIA dapat diubah menjadi glukosa, suksinil-KoA digunakan untuk sintesis heme).
4.Fungsi Anaplerotik. Siklus tidak terputus karena reaksi anaplerosis (pengisian kembali) dana substratnya. Reaksi anaplerotik yang paling penting adalah pembentukan PHA (molekul yang memicu siklus) oleh karboksilasi PVC.
5.fungsi energi.

Pada tingkat suksinil-KoA, terjadi fosforilasi substrat dengan terbentuknya 1 molekul makroerg.

Oksidasi asetat memberikan banyak energi

Selain itu, 4 reaksi dehidrogenase dalam siklus Krebs menciptakan aliran elektron kaya energi yang kuat. Elektron ini memasuki rantai pernapasan membran mitokondria bagian dalam.

Akseptor elektron terakhir adalah oksigen. Dengan transfer elektron berturut-turut ke oksigen, energi dilepaskan yang cukup untuk membentuk 9 molekul ATP melalui fosforilasi oksidatif. Catatan: Gambar ini akan menjadi lebih jelas setelah kita mengetahui cara kerja rantai pernapasan dan enzim yang mensintesis ATP.

Asam trikarboksilat- asam organik yang memiliki tiga gugus karboksil (-COOH). Mereka secara luas terwakili di alam dan terlibat dalam berbagai proses biokimia.

Nama tradisional Nama sistematis Rumus molekul Rumus struktur

asam lemon	Asam 2-hidroksipropana-1,2,3-trikarboksilat	C6H8O7
asam isositrat	1-hidroksipropana-1,2,3-trikarboksilat	C6H8O7
Asam akonitik	1-propena-1,2,3-asam trikarboksilat	C6H6O6	(isomer cis dan isomer trans)
Asam homositrat	Asam 2-hidroksibutana-1,2,4-trikarboksilat	C7H10O7
Asam oksalosuksinat	1-oksopropana-1,2,3-asam trikarboksilat	C6H6O7
Asam tricarballylic	Asam propana-1,2,3-trikarboksilat	C3H5(COOH)3
asam trimesat	Asam Benzena-1,3,5-trikarboksilat	C9H6O6

cm.

Siklus asam trikarboksilat (siklus Krebs)

Catatan

literatur

• V.P. Komov, V.N. Shvedova. Biokimia. - Bustard, 2004. - 638 hal.

Kami terus menganalisis siklus Krebs. Pada artikel terakhir, saya berbicara tentang apa itu secara umum, mengapa siklus Krebs diperlukan dan tempat apa yang dibutuhkan dalam metabolisme.

Sekarang mari kita turun ke reaksi sebenarnya dari siklus ini.

Saya akan segera membuat reservasi - bagi saya pribadi, menghafal reaksi adalah latihan yang sama sekali tidak ada gunanya sampai saya menyelesaikan pertanyaan di atas.

Tetapi jika Anda sudah mengetahui teorinya, saya sarankan untuk melanjutkan ke praktik.

Anda dapat melihat banyak cara untuk menulis siklus Krebs. Opsi yang paling umum adalah seperti ini:

Tetapi cara menulis reaksi dari buku teks lama yang bagus tentang biokimia dari penulis Berezov T.T. tampaknya paling nyaman bagi saya.

dan Korovkina B.V.

Reaksi pertama

Asetil-KoA dan Oksaloasetat yang sudah tidak asing lagi kita kenal bergabung dan berubah menjadi sitrat, yaitu menjadi asam sitrat.

Reaksi kedua

Sekarang kita ambil asam sitrat dan ubah menjadi asam isositrat.

Pertukaran energi. siklus Krebs. Rantai pernapasan dan ekskresi

Nama lain zat ini adalah isositrat.

Sebenarnya, reaksi ini agak lebih rumit, melalui tahap perantara - pembentukan asam cis-akonitat. Tetapi saya memutuskan untuk menyederhanakannya agar Anda lebih mengingatnya. Jika perlu, Anda dapat menambahkan langkah yang hilang di sini jika Anda mengingat yang lainnya.

Faktanya, kedua kelompok fungsional itu hanya ditukar.

Reaksi ketiga

Jadi, kami mendapat asam isositrat.

Sekarang perlu dekarboksilasi (yaitu, mencubit COOH) dan dehidrasi (yaitu, mencubit H). zat yang dihasilkan adalah a-ketoglutarat.

Reaksi ini penting untuk pembentukan kompleks HADH2. Ini berarti bahwa transporter NAD mengambil hidrogen untuk memulai rantai pernapasan.

Saya suka versi reaksi Siklus Krebs dalam buku teks oleh Berezov dan Korovkin justru karena atom dan gugus fungsi yang terlibat dalam reaksi langsung terlihat jelas.

reaksi keempat

Kami mengambil a-ketoglutarat dari reaksi sebelumnya dan mendekarboksilat kali ini. Seperti yang Anda lihat, dalam reaksi yang sama, koenzim-A ditambahkan ke a-ketoglutarat.

Sekali lagi, bagaimana jam bekerja nikotinAmideAdenineDinucleotide, yaitu DI ATAS.

Pembawa mulia ini muncul di sini, seperti pada langkah terakhir, untuk menangkap hidrogen dan membawanya ke dalam rantai pernapasan.

Omong-omong, zat yang dihasilkan - suksinil-KoA, seharusnya tidak membuat Anda takut.

Suksinat adalah nama lain untuk asam suksinat, yang sudah dikenal sejak zaman kimia bioorganik. Suksinil-Koa adalah kombinasi asam suksinat dengan koenzim-A. Kita dapat mengatakan bahwa ini adalah ester asam suksinat.

Reaksi kelima

Pada langkah terakhir, kami mengatakan bahwa suksinil-KoA adalah ester asam suksinat.

Dan sekarang kita akan mendapatkan diri kita sendiri asam suksinat, yaitu suksinat, dari suksinil-KoA. Poin yang sangat penting: dalam reaksi inilah fosforilasi substrat.

Fosforilasi secara umum (dapat bersifat oksidatif dan substrat) adalah penambahan gugus fosfor PO3 ke GDP atau ATP untuk memperoleh GTP, atau, masing-masing, ATP. Substrat berbeda karena kelompok fosfor yang sama ini terlepas dari zat apa pun yang mengandungnya.

Sederhananya, itu ditransfer dari SUBSTRATE ke HDF atau ADP. Itulah mengapa disebut "fosforilasi substrat".

Sekali lagi: pada saat awal fosforilasi substrat, kami memiliki molekul difosfat - guanosin Difosfat atau adenosin Difosfat.

Fosforilasi terdiri dari fakta bahwa molekul dengan dua residu asam fosfat - GDP atau ADP "selesai" menjadi molekul dengan tiga residu asam fosfat untuk mendapatkan guanosin TRIfosfat atau adenosin TRIfosfat. Proses ini terjadi selama konversi suksinil-KoA menjadi suksinat (yaitu, menjadi asam suksinat).

Pada diagram Anda dapat melihat huruf F (n). Ini berarti "fosfat anorganik". Fosfat anorganik berpindah dari substrat ke GDP, sehingga produk reaksi mengandung GTP bermutu tinggi yang baik.

Sekarang mari kita lihat reaksinya sendiri:

reaksi keenam

transformasi berikutnya. Kali ini, asam suksinat yang kita terima pada langkah sebelumnya akan berubah menjadi fumarat perhatikan ikatan rangkap baru.

Diagram dengan jelas menunjukkan bagaimana reaksi terlibat MODE: Pembawa proton dan elektron yang tak kenal lelah ini mengambil hidrogen dan menyeretnya langsung ke rantai pernapasan.

Reaksi ketujuh

Kita sudah berada di garis finish.

Tahap kedua dari belakang dari siklus Krebs adalah konversi fumarat menjadi L-malat. L-malat adalah nama lain asam L-malat, akrab dari kursus kimia bioorganik.

Jika Anda melihat reaksi itu sendiri, Anda akan melihat bahwa, pertama, berlangsung dua arah, dan kedua, esensinya adalah hidrasi.

Artinya, fumarat hanya menempelkan molekul air ke dirinya sendiri, menghasilkan asam L-malat.

Reaksi kedelapan

Reaksi terakhir dari siklus Krebs adalah oksidasi asam L-malat menjadi oksaloasetat, yaitu asam oksaloasetat.

Seperti yang Anda pahami, "oksaloasetat" dan "asam oksaloasetat" adalah sinonim. Anda mungkin ingat bahwa asam oksaloasetat adalah komponen dari reaksi pertama siklus Krebs.

Di sini kami mencatat kekhasan reaksi: pembentukan NADH2, yang akan membawa elektron ke rantai pernapasan.

Jangan lupa juga reaksi 3,4 dan 6, dimana juga terbentuk pembawa elektron dan proton untuk rantai respirasi.

Seperti yang Anda lihat, saya secara khusus menyoroti dengan warna merah reaksi di mana NADH dan FADH2 terbentuk. Ini adalah zat yang sangat penting untuk rantai pernapasan.

Dalam warna hijau, saya menyoroti reaksi di mana fosforilasi substrat terjadi, dan GTP diperoleh.

Bagaimana cara mengingat semua ini?

Sebenarnya tidak begitu sulit. Setelah membaca sepenuhnya dua artikel saya, serta buku teks dan kuliah Anda, Anda hanya perlu berlatih menulis reaksi ini. Saya sarankan untuk mengingat siklus Krebs dalam blok 4 reaksi. Tulis 4 reaksi ini beberapa kali, pilih asosiasi untuk masing-masing reaksi yang sesuai dengan ingatan Anda.

Sebagai contoh, saya segera mengingat reaksi kedua dengan sangat mudah, di mana asam isositrat terbentuk dari asam sitrat (saya pikir itu akrab bagi semua orang sejak kecil).

Anda juga dapat menggunakan memo mnemonic seperti: Nanas Utuh dan Sepotong Souffle Hari Ini Sebenarnya Makan Siangku, yang sesuai dengan seri - sitrat, cis-akonitat, isositrat, alfa-ketoglutarat, suksinil-KoA, suksinat, fumarat, malat, oksaloasetat.

Masih banyak lagi yang seperti itu.

Tapi, sejujurnya, saya hampir tidak pernah menyukai puisi seperti itu. Menurut pendapat saya, lebih mudah untuk mengingat urutan reaksi itu sendiri. Saya sangat terbantu dengan membagi siklus Krebs menjadi dua bagian, yang masing-masing saya latih untuk menulis beberapa kali dalam satu jam. Sebagai aturan, ini terjadi berpasangan seperti psikologi atau bioetika. Ini sangat nyaman - tanpa terganggu dari kuliah, Anda benar-benar dapat menghabiskan satu menit untuk menulis reaksi saat Anda mengingatnya, dan kemudian periksa dengan opsi yang benar.

Omong-omong, di beberapa universitas, untuk ujian dan ujian biokimia, guru tidak memerlukan pengetahuan tentang reaksi itu sendiri.

Anda hanya perlu tahu apa itu siklus Krebs, di mana itu terjadi, apa fitur dan signifikansinya, dan, tentu saja, rantai transformasi itu sendiri. Hanya rantai yang dapat diberi nama tanpa rumus, hanya menggunakan nama zat. Pendekatan ini tidak masuk akal, menurut saya.

Saya harap panduan saya untuk siklus asam trikarboksilat telah membantu Anda.

Dan saya ingin mengingatkan Anda bahwa kedua artikel ini bukanlah pengganti penuh untuk kuliah dan buku teks Anda. Saya menulisnya hanya agar Anda secara kasar memahami apa itu siklus Krebs. Jika Anda tiba-tiba melihat beberapa kesalahan dalam panduan saya, silakan tulis di komentar. Terima kasih atas perhatian Anda!

Siklus asam trikarboksilat

siklus asam trikarboksilat (Siklus Krebs, siklus sitrat) adalah bagian tengah dari jalur umum katabolisme, proses aerob biokimia siklik di mana konversi senyawa dua dan tiga karbon, yang dibentuk sebagai produk antara dalam organisme hidup selama pemecahan karbohidrat, lemak dan protein, menjadi CO2 terjadi. Dalam hal ini, hidrogen yang dilepaskan dikirim ke rantai respirasi jaringan, di mana ia dioksidasi lebih lanjut menjadi air, mengambil bagian langsung dalam sintesis sumber energi universal - ATP.

Siklus Krebs adalah langkah kunci dalam respirasi semua sel yang menggunakan oksigen, persimpangan banyak jalur metabolisme dalam tubuh. Selain peran energi yang signifikan, siklus juga memainkan fungsi plastis yang signifikan, yaitu, merupakan sumber penting molekul prekursor, dari mana, dalam proses transformasi biokimia lainnya, senyawa penting untuk kehidupan sel seperti asam amino, karbohidrat, asam lemak, dll disintesis.

Fungsi

1. Fungsi integratif- siklus adalah penghubung antara reaksi anabolisme dan katabolisme.
2. fungsi katabolik- transformasi berbagai zat menjadi substrat siklus:
   • Asam lemak, piruvat, Leu, Phen - Acetyl-CoA.
   • Arg, His, Glu - -ketoglutarat.
   • Pengering rambut, jarak tembak - fumarat.
3. Fungsi Anabolik- penggunaan substrat siklus untuk sintesis zat organik:
   • Oksalasetat - glukosa, Asp, Asn.
   • Suksinil-KoA - sintesis heme.
   • CO2 - reaksi karboksilasi.
4. Fungsi donor hidrogen- Siklus Krebs mensuplai proton ke rantai respirasi mitokondria dalam bentuk tiga NADH.H+ dan satu FADH2 .
5. fungsi energi- 3 NADH.H + memberikan 7,5 mol ATP, 1 FADH2 memberikan 1,5 mol ATP pada rantai pernapasan. Selain itu, 1 GTP disintesis dalam siklus melalui fosforilasi substrat, dan kemudian ATP disintesis darinya melalui transfosforilasi: GTP + ADP = ATP + GDP.

Aturan mnemonik

Untuk lebih mudah menghafal asam yang terlibat dalam siklus Krebs, ada aturan mnemonik:

Nanas Utuh dan Sepotong Souffle Hari Ini Sebenarnya Makan Siangku, yang sesuai dengan seri - sitrat, (cis-) aconitate, isocitrate, (alpha-) ketoglutarat, succinyl-CoA, suksinat, fumarat, malat, oksaloasetat.

Ada juga puisi mnemonik berikut (penulisnya adalah asisten di Departemen Biokimia KSMU E. V. Parshkova):

tombak di asetil lemon lumpur, tapi nar cis dengan sebuah penipu Saya takut Dia berada di atasnya isolimon tetapi Alfa ketoglutar Sayang. Suksinil Xia koenzim om, Amber lanau fumara telur, Yabloch ek ditebar untuk musim dingin, berbalik tombak oh lagi.

(asam oksaloasetat, asam sitrat, asam cis-akonitat, asam isositrat, asam -ketoglutarat, suksinil-KoA, asam suksinat, asam fumarat, asam malat, asam oksaloasetat).

Versi lain dari puisi

Pike makan asetat, ternyata sitrat melalui cis-akonitat, itu akan menjadi hidrogen isositrat setelah memberikan NAD, kehilangan CO 2, ini sangat senang oksidasi alfa-ketoglutarat datang - NAD telah mencuri hidrogen TDP, koenzim A mengambil CO 2 dan energi hampir tidak muncul di suksinil segera GTP lahir dan tetap suksinat, sekarang dia sampai ke FAD - dia minum hidrogen fumarat air, dan itu berubah menjadi malat di sini menjadi malat NAD datang, hidrogen yang diperoleh Pike muncul lagi dan diam-diam bersembunyi Menonton asetat . ..

Catatan

Tautan

• siklus asam trikarboksilat

Informasi sejarah singkat

Siklus favorit kami adalah CTC, atau Siklus asam trikarboksilat - kehidupan di Bumi dan di bawah Bumi dan di Bumi ... Hentikan, tetapi secara umum ini adalah mekanisme yang paling menakjubkan - ini universal, yaitu dengan mengoksidasi kerusakan produk karbohidrat, lemak, protein dalam sel-sel organisme hidup, akibatnya kita mendapatkan energi untuk aktivitas tubuh kita.

Proses ini ditemukan oleh Hans Krebs sendiri, di mana ia menerima Hadiah Nobel!

Ia lahir pada 25 Agustus - 1900 di kota Hildesheim, Jerman. Ia menerima pendidikan kedokteran dari Universitas Hamburg, melanjutkan penelitian biokimia di bawah bimbingan Otto Warburg di Berlin.

Pada tahun 1930, bersama dengan seorang siswa, ia menemukan proses penetralan amonia dalam tubuh, yang ditemukan di banyak perwakilan dunia kehidupan, termasuk manusia. Siklus ini adalah siklus urea, juga dikenal sebagai siklus Krebs #1.

Ketika Hitler berkuasa, Hans beremigrasi ke Inggris, di mana ia terus belajar sains di Universitas Cambridge dan Sheffield. Mengembangkan penelitian ahli biokimia Hungaria Albert Szent-Györgyi, ia mendapat wawasan dan membuat siklus Krebs paling terkenal No. 2, atau dengan kata lain "siklus Szent-Györgyi-Krebs" - 1937.

Hasil penelitian dikirim ke jurnal "Nature", yang menolak untuk mempublikasikan artikel tersebut. Kemudian teks itu terbang ke majalah "Enzymologia" di Belanda. Krebs menerima Hadiah Nobel 1953 dalam Fisiologi atau Kedokteran.

Penemuannya luar biasa: pada tahun 1935, Szent-Györgyi menemukan bahwa asam suksinat, oksaloasetat, fumarat, dan malat (semua 4 asam adalah komponen kimia alami sel hewan) meningkatkan proses oksidasi di otot dada merpati. Yang telah diparut.

Di sanalah proses metabolisme berlangsung dengan kecepatan tertinggi.

F. Knoop dan K. Martius pada tahun 1937 menemukan bahwa asam sitrat diubah menjadi asam isositrat melalui produk antara, asam cis - aconitic. Selain itu, asam isositrat dapat diubah menjadi asam a-ketoglutarat, dan asam tersebut menjadi asam suksinat.

Krebs memperhatikan efek asam pada penyerapan O2 oleh otot dada merpati dan mengungkapkan efek pengaktifannya pada oksidasi PVC dan pembentukan Asetil-Koenzim A. Selain itu, proses di otot dihambat oleh asam malonat , yang mirip dengan asam suksinat dan secara kompetitif dapat menghambat enzim yang substratnya adalah asam suksinat .

Ketika Krebs menambahkan asam malonat ke media reaksi, akumulasi asam a-ketoglutarat, sitrat dan suksinat dimulai. Dengan demikian, jelas bahwa aksi bersama a-ketoglutarat, asam sitrat mengarah pada pembentukan suksinat.

Hans menyelidiki lebih dari 20 zat, tetapi mereka tidak mempengaruhi oksidasi. Membandingkan data yang diperoleh, Krebs menerima siklus. Pada awalnya, peneliti tidak dapat mengatakan dengan pasti apakah prosesnya dimulai dengan asam sitrat atau isositrat, sehingga ia menyebutnya "siklus asam trikarboksilat".

Sekarang kita tahu bahwa yang pertama adalah asam sitrat, jadi yang benar adalah siklus sitrat atau siklus asam sitrat.

Pada eukariota, reaksi TCA terjadi di mitokondria, sementara semua enzim untuk katalisis, kecuali 1, terdapat dalam keadaan bebas dalam matriks mitokondria, dengan pengecualian suksinat dehidrogenase, yang terlokalisasi pada membran mitokondria bagian dalam dan dimasukkan ke dalam lapisan ganda lipid. Pada prokariota, reaksi siklus berlangsung di sitoplasma.

Mari kita temui peserta siklus:

1) Asetil-Koenzim A:
- Gugus asetil
- Koenzim A - Koenzim A:

2) PIE - Oksaloasetat - Asam oksalat-Asetat:
karena terdiri dari dua bagian: asam oksalat dan asam asetat.

3-4) Asam sitrat dan isositrat:

5) asam a-ketoglutarat:

6) Suksinil-Koenzim A:

7) asam suksinat:

8) asam fumarat:

9) asam malat:

Bagaimana reaksi berlangsung? Secara umum, kita semua terbiasa dengan penampilan cincin, yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Semuanya tercantum secara bertahap di bawah ini:

1. Kondensasi Asetil-Koenzim A dan Asam Oksal-Asetat asam sitrat.

Transformasi Asetil-Koenzim A berawal dari kondensasi dengan asam oksalo-asetat, sehingga terbentuk asam sitrat.

Reaksi tidak memerlukan konsumsi ATP, karena energi untuk proses ini disediakan sebagai hasil dari hidrolisis ikatan tioeter dengan Asetil-Koenzim A, yang bersifat makroergik:

2. Asam sitrat melewati asam cis-akonitat menjadi asam isositrat.

Asam sitrat mengalami isomerisasi menjadi asam isositrat. Enzim konversi - aconitase - pertama-tama mendehidrasi asam sitrat menjadi asam cis-akonitat, kemudian menggabungkan air ke ikatan rangkap metabolit, membentuk asam isositrat:

3. Asam isolisitrat didehidrogenasi menjadi asam a-ketoglutarat dan CO2.

Asam isolisit dioksidasi oleh dehidrogenase spesifik, koenzimnya adalah NAD.

Bersamaan dengan oksidasi, asam isositrat mengalami dekarboksilasi. Sebagai hasil transformasi, asam -ketoglutarat terbentuk.

4. Asam alfa-ketoglutarat mengalami dehidrasi suksinil-koenzim A dan CO2.

Langkah selanjutnya adalah dekarboksilasi oksidatif asam -ketoglutarat.

Ini dikatalisis oleh kompleks -ketoglutarat dehidrogenase, yang mirip dalam mekanisme, struktur dan aksi dengan kompleks piruvat dehidrogenase. Akibatnya, suksinil-KoA terbentuk.

5. Suksinil-koenzim A asam suksinat.

Suksinil-KoA dihidrolisis menjadi asam suksinat bebas, energi yang dilepaskan disimpan oleh pembentukan guanosin trifosfat. Tahap ini adalah satu-satunya dalam siklus di mana energi dilepaskan secara langsung.

6. Asam suksinat mengalami dehidrasi fumarat.

Dehidrogenasi asam suksinat dipercepat oleh suksinat dehidrogenase, koenzimnya adalah FAD.

7. Fumarat terhidrasi malat.

Asam fumarat, yang terbentuk selama dehidrogenasi asam suksinat, terhidrasi dan asam malat terbentuk.

8. Asam malat terdehidrogenasi Oksalat-Asetat - siklus tertutup.

Proses terakhir adalah dehidrogenasi asam malat yang dikatalisis oleh malat dehidrogenase;

Hasil dari tahap ini adalah metabolit dari mana siklus asam trikarboksilat dimulai - Asam Asetat Oksalat.

Dalam 1 reaksi siklus berikutnya, satu ml Asetil-Koenzim A akan masuk.

Bagaimana cara mengingat siklus ini? Hanya!

1) Ekspresi yang sangat figuratif:
Nanas Utuh dan Sepotong Souffle Hari Ini Sebenarnya Makan Siangku, yang sesuai dengan sitrat, cis-akonitat, isositrat, (alfa-)ketoglutarat, suksinil-KoA, suksinat, fumarat, malat, oksaloasetat.

2) Puisi panjang lainnya:

Pike makan asetat, ternyata sitrat,
Melalui cisaconite akan menjadi isositrat.
Setelah melepaskan hidrogen LEBIH, ia kehilangan CO2,
Alpha-ketoglutarat sangat senang dengan hal ini.
Oksidasi akan datang - NAD telah mencuri hidrogen,
TDP, koenzim A mengambil CO2.
Dan energi hampir tidak muncul di suksinil,
Segera ATP lahir dan suksinat tetap ada.
Jadi dia pergi ke FAD - dia membutuhkan hidrogen,
Fumarat minum air, dan berubah menjadi malat.
Kemudian OVER menjadi malat, memperoleh hidrogen,
PIKE muncul kembali dan diam-diam bersembunyi.

3) Puisi aslinya lebih pendek:

PIKE ASETIL LIMONIL,
Tapi Kuda Narcissus takut
Dia di atasnya ISOLIMONO
ALPHA-KETOGLUTARAL.
SUCCINASI DENGAN KOENZIM,
AMBER FAMAROVO,
APPLES di toko untuk musim dingin,
Berubah menjadi PIKE lagi.

Jalur metabolisme ini dinamai penulis yang menemukannya - G. Krebs, yang menerima (bersama dengan F. Lipman) untuk penemuan ini pada tahun 1953 Hadiah Nobel. Siklus asam sitrat menangkap sebagian besar energi bebas dari pemecahan protein, lemak, dan karbohidrat dalam makanan. Siklus Krebs adalah jalur metabolisme pusat.

Asetil-KoA yang terbentuk sebagai hasil dekarboksilasi oksidatif piruvat dalam matriks mitokondria termasuk dalam rantai reaksi oksidasi yang berurutan. Ada delapan reaksi seperti itu.

Reaksi pertama - pembentukan asam sitrat. Pembentukan sitrat terjadi dengan kondensasi residu asetil asetil-KoA dengan oksalat (OA) menggunakan enzim sitrat sintase (dengan partisipasi air):

Reaksi ini praktis ireversibel, karena ikatan tioeter yang kaya energi dari asetil~S-CoA terurai.

Reaksi ke-2 - pembentukan asam isositrat. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim yang mengandung besi (Fe - non-heme) - aconitase. Reaksi berlangsung melalui tahap pembentukan cis-asam aconitic (asam sitrat mengalami dehidrasi untuk membentuk cis-asam aconitic, yang, dengan mengikat molekul air, berubah menjadi asam isositrat).

Reaksi ke-3 - dehidrogenasi dan dekarboksilasi langsung asam isositrat. Reaksi dikatalisis oleh enzim isositrat dehidrogenase yang bergantung pada NAD+. Enzim membutuhkan keberadaan ion mangan (atau magnesium). Secara alami merupakan protein alosterik, isositrat dehidrogenase membutuhkan aktivator khusus - ADP.

Reaksi ke-4 - dekarboksilasi oksidatif asam -ketoglutarat. Proses ini dikatalisis oleh -ketoglutarat dehidrogenase - kompleks enzim yang struktur dan mekanisme kerjanya mirip dengan kompleks piruvat dehidrogenase. Ini terdiri dari koenzim yang sama: TPP, LA dan FAD - koenzim kompleks itu sendiri; KoA-SH dan NAD+ adalah koenzim eksternal.

Reaksi ke-5 - fosforilasi substrat. Inti dari reaksi ini adalah transfer energi ikatan yang kaya dari suksinil-KoA (senyawa makroergik) ke PDB dengan partisipasi asam fosfat - dalam hal ini, GTP terbentuk, molekul yang bereaksi refosforilasi dengan ADP, ATP terbentuk.

Reaksi ke-6 - dehidrogenasi asam suksinat dengan suksinat dehidrogenase. Enzim langsung mentransfer hidrogen dari substrat (suksinat) ke ubiquinone dari membran mitokondria bagian dalam. Suksinat dehidrogenase adalah kompleks II dari rantai pernapasan mitokondria. Koenzim dalam reaksi ini adalah FAD.

Reaksi ke-7 - pembentukan asam malat oleh enzim fumarase. Fumarase (fumarat hidratase) menghidrasi asam fumarat - ini membentuk asam malat, dan L-bentuk, karena enzim bersifat stereospesifik.

Reaksi ke-8 - pembentukan oksalat. Reaksi dikatalisis malat dehidrogenase , yang koenzimnya OVER + . Oksalasetat yang terbentuk di bawah aksi enzim sekali lagi termasuk dalam siklus Krebs dan seluruh proses siklik diulangi.

Tiga reaksi terakhir adalah reversibel, tetapi karena NADH?H+ diambil oleh rantai pernapasan, kesetimbangan reaksi bergeser ke kanan, yaitu. menuju pembentukan oksalat. Seperti dapat dilihat, oksidasi lengkap, "pembakaran", dari molekul asetil-KoA terjadi dalam satu siklus siklus. Selama siklus, bentuk tereduksi dari nikotinamida dan koenzim flavin terbentuk, yang dioksidasi dalam rantai pernapasan mitokondria. Dengan demikian, siklus Krebs berkaitan erat dengan proses respirasi seluler.

Fungsi siklus asam trikarboksilat beragam:

· Integratif - Siklus Krebs adalah jalur metabolisme sentral yang menggabungkan proses pembusukan dan sintesis komponen terpenting sel.

· anabolik - substrat siklus digunakan untuk sintesis banyak senyawa lain: oksalasetat digunakan untuk sintesis glukosa (glukoneogenesis) dan sintesis asam aspartat, asetil-KoA - untuk sintesis heme, -ketoglutarat - untuk sintesis asam glutamat, asetil-KoA - untuk sintesis asam lemak, kolesterol, hormon steroid, badan aseton, dll.

· katabolik - dalam siklus ini, produk peluruhan glukosa, asam lemak, asam amino ketogenik menyelesaikan perjalanannya - semuanya berubah menjadi asetil-KoA; asam glutamat - menjadi -ketoglutarat; aspartat - menjadi oksaloasetat, dll.

· Sebenarnya energi - salah satu reaksi siklus (peluruhan suksinil-KoA) adalah reaksi fosforilasi substrat. Selama reaksi ini, satu molekul GTP terbentuk (reaksi refosforilasi mengarah pada pembentukan ATP).

· Donor hidrogen - dengan partisipasi tiga NAD + -dehidrogenase tergantung (isositrat, -ketoglutarat dan malat dehidrogenase) dan suksinat dehidrogenase tergantung FAD, 3 NADH?H + dan 1 FADH2 terbentuk. Koenzim tereduksi ini adalah donor hidrogen untuk rantai pernapasan mitokondria, energi transfer hidrogen digunakan untuk sintesis ATP.

· Anaplerotik - pengisian. Sejumlah besar substrat siklus Krebs digunakan untuk sintesis berbagai senyawa dan meninggalkan siklus. Salah satu reaksi yang menggantikan kehilangan ini adalah reaksi yang dikatalisis oleh piruvat karboksilase.

Laju reaksi siklus Krebs ditentukan oleh kebutuhan energi sel

Laju reaksi siklus Krebs berkorelasi dengan intensitas proses respirasi jaringan dan fosforilasi oksidatif terkait - kontrol pernapasan. Semua metabolit yang mencerminkan suplai energi yang cukup ke sel adalah penghambat siklus Krebs. Peningkatan rasio ATP / ADP merupakan indikator pasokan energi yang cukup ke sel dan mengurangi aktivitas siklus. Peningkatan rasio NAD + / NADH, FAD / FADH 2 menunjukkan kekurangan energi dan merupakan sinyal percepatan proses oksidasi dalam siklus Krebs.

Tindakan utama regulator ditujukan pada aktivitas tiga enzim utama: sitrat sintase, isositrat dehidrogenase, dan a-ketoglutarat dehidrogenase. Inhibitor alosterik sitrat sintase adalah ATP, asam lemak. Pada beberapa sel, sitrat dan NADH berperan sebagai penghambatnya. Isositrat dehidrogenase secara alosterik diaktifkan oleh ADP dan dihambat oleh peningkatan kadar NADH+H+.

Beras. 5.15. Siklus asam trikarboksilat (siklus Krebs)

Yang terakhir ini juga merupakan penghambat -ketoglutarat dehidrogenase, yang aktivitasnya juga menurun dengan peningkatan kadar suksinil-KoA.

Aktivitas siklus Krebs sangat tergantung pada ketersediaan substrat. "Kebocoran" substrat yang konstan dari siklus (misalnya, dalam kasus keracunan amonia) dapat menyebabkan gangguan signifikan dalam pasokan energi sel.

Jalur pentosa fosfat dari oksidasi glukosa melayani sintesis reduktif dalam sel.

Seperti namanya, pentosa fosfat yang sangat dibutuhkan diproduksi di jalur ini. Karena pembentukan pentosa disertai dengan oksidasi dan eliminasi atom karbon pertama glukosa, jalur ini juga disebut apotomous (puncak- atas).

Jalur pentosa fosfat dapat dibagi menjadi dua bagian: oksidatif dan non-oksidatif. Di bagian oksidatif, yang mencakup tiga reaksi, NADPH?H + dan ribulosa-5-fosfat terbentuk. Di bagian non-oksidatif, ribulosa-5-fosfat diubah menjadi berbagai monosakarida dengan 3, 4, 5, 6, 7 dan 8 atom karbon; produk akhir adalah fruktosa-6-fosfat dan 3-PHA.

· Bagian pengoksidasi . Reaksi pertama-dehidrogenasi glukosa-6-fosfat oleh glukosa-6-fosfat dehidrogenase dengan pembentukan asam -lakton 6-fosfoglukonat dan NADPH?H + (NADP + - koenzim glukosa-6-fosfat dehidrogenase).

Reaksi kedua- hidrolisis 6-fosfoglukonolakton oleh glukonolakton hidrolase. Produk reaksinya adalah 6-fosfoglukonat.

Reaksi ketiga- dehidrogenasi dan dekarboksilasi 6-fosfoglukonolakton oleh enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase, koenzimnya adalah NADP + . Selama reaksi, koenzim direduksi dan glukosa C-1 dipecah untuk membentuk ribulosa-5-fosfat.

· Bagian non-pengoksidasi . Berbeda dengan yang pertama, oksidatif, semua reaksi bagian dari jalur pentosa fosfat ini bersifat reversibel (Gbr. 5.16)

Gambar 5.16 Bagian oksidatif dari jalur pentosa fosfat (varian F)

Ribulosa-5-fosfat dapat isomerisasi (enzim - ketoisomerase ) menjadi ribosa-5-fosfat dan epimerisasi (enzim- epimerase ) menjadi xilulosa-5-fosfat. Dua jenis reaksi berikut: transketolase dan transaldolase.

Transketolase(koenzim - tiamin pirofosfat) memisahkan fragmen dua karbon dan mentransfernya ke gula lain (lihat diagram). transaldolase membawa fragmen tiga karbon.

Ribosa-5-fosfat dan xilulosa-5-fosfat memasuki reaksi terlebih dahulu. Ini adalah reaksi transketolase: fragmen 2C ditransfer dari xilulosa-5-fosfat ke ribosa-5-fosfat.

Kedua senyawa yang dihasilkan kemudian bereaksi satu sama lain dalam reaksi transaldolase; dalam hal ini, sebagai akibat dari transfer fragmen 3C dari sedoheptulosa-7-fosfat ke 3-PHA, terbentuklah eritrosa-4-fosfat dan fruktosa-6-fosfat.Ini adalah varian-F dari jalur pentosa fosfat . Ini adalah karakteristik jaringan adiposa.

Namun, reaksi juga dapat melalui jalur yang berbeda (Gbr. 5.17) Jalur ini disebut sebagai varian-L. Ini terjadi di hati dan organ lainnya. Dalam hal ini, oktulosa-1,8-difosfat terbentuk dalam reaksi transaldolase.

Gbr.5.17. Jalur pentosa fosfat (apotomik) metabolisme glukosa (oktulosa, atau varian L)

Eritrosa-4-fosfat dan fruktosa-6-fosfat dapat masuk ke dalam reaksi transketolase, yang menghasilkan pembentukan fruktosa-6-fosfat dan 3-PHA.

Persamaan umum untuk bagian oksidatif dan non-oksidatif dari jalur pentosa fosfat dapat direpresentasikan sebagai berikut:

Glukosa-6-P + 7H 2 O + 12NADP + 5 Pentosa-5-P + 6CO 2 + 12 NADPH?N + + Fn.

Asetil-SCoA yang terbentuk dalam reaksi PVC-dehidrogenase kemudian masuk ke dalam siklus asam trikarboksilat(CTC, siklus asam sitrat, siklus Krebs). Selain piruvat, asam keto terlibat dalam siklus, yang berasal dari katabolisme asam amino atau zat lainnya.

Siklus asam trikarboksilat

Siklus berjalan dalam matriks mitokondria dan mewakili oksidasi molekul asetil-SCoA dalam delapan reaksi berturut-turut.

Dalam reaksi pertama, mereka mengikat asetil dan oksaloasetat(asam oksaloasetat) untuk membentuk garam sitrat(asam sitrat), kemudian asam sitrat terisomerisasi menjadi isositrat dan dua reaksi dehidrogenasi dengan pelepasan CO2 dan reduksi NAD.

Pada reaksi kelima, GTP terbentuk, ini adalah reaksinya fosforilasi substrat. Selanjutnya, dehidrogenasi yang bergantung pada FAD terjadi secara berurutan suksinat(asam suksinat), hidrasi fumarat asam malat(asam malat), kemudian dehidrogenasi bergantung NAD untuk membentuk oksaloasetat.

Akibatnya, setelah delapan reaksi siklus lagi oksaloasetat terbentuk .

Tiga reaksi terakhir membentuk apa yang disebut motif biokimia(Dehidrogenasi bergantung FAD, hidrasi, dan dehidrogenasi bergantung NAD, digunakan untuk memasukkan gugus keto ke dalam struktur suksinat. Motif ini juga terdapat dalam reaksi -oksidasi asam lemak. Dalam urutan terbalik (reduksi, de hidrasi dan pemulihan) motif ini diamati dalam reaksi sintesis asam lemak.

Fungsi DTC

1. Energi

• generasi atom hidrogen untuk operasi rantai respirasi yaitu tiga molekul NADH dan satu molekul FADH2,
• sintesis molekul tunggal GTP(setara dengan ATP).

2. Anabolik. Di CTC terbentuk

• prekursor heme suksinil-SCoA,
• asam keto yang dapat diubah menjadi asam amino - -ketoglutarat untuk asam glutamat, oksaloasetat untuk aspartat,
• asam lemon, digunakan untuk sintesis asam lemak,
• oksaloasetat, digunakan untuk sintesis glukosa.

Reaksi anabolik dari TCA

Regulasi siklus asam trikarboksilat

Regulasi alosterik

Enzim yang mengkatalisis reaksi 1, 3 dan 4 TCA sensitif terhadap regulasi alosterik metabolisme:

Pengaturan ketersediaan oksaloasetat

ketua dan utama pengatur TCA adalah oksaloasetat, atau lebih tepatnya ketersediaannya. Kehadiran oksaloasetat melibatkan asetil-SCoA dalam siklus TCA dan memulai prosesnya.

Biasanya sel memiliki keseimbangan antara pembentukan asetil-SCoA (dari glukosa, asam lemak atau asam amino) dan jumlah oksaloasetat. Sumber oksaloasetat adalah

1)asam piruvat terbentuk dari glukosa atau alanin,

Sintesis oksaloasetat dari piruvat

Regulasi aktivitas enzim karboksilase piruvat dilakukan dengan partisipasi asetil-SCoA. Itu alosterik penggerak enzim, dan tanpa itu, piruvat karboksilase praktis tidak aktif. Ketika asetil-SCoA terakumulasi, enzim mulai bekerja dan oksaloasetat terbentuk, tetapi, tentu saja, hanya dengan adanya piruvat.

2) Mendapatkan dari asam aspartat sebagai akibat dari transaminasi atau dari siklus AMP-IMF,

3) Tanda terima dari asam buah siklus itu sendiri (kuning, -ketoglutarat, malat, sitrat) terbentuk selama katabolisme asam amino atau dalam proses lainnya. Mayoritas asam amino selama katabolisme mereka, mereka mampu berubah menjadi metabolit TCA, yang kemudian pergi ke oksaloasetat, yang juga mempertahankan aktivitas siklus.

Pengisian kembali kumpulan metabolit TCA dari asam amino

Reaksi pengisian siklus dengan metabolit baru (oksaloasetat, sitrat, -ketoglutarat, dll.) disebut anaplerotik.

Peran oksaloasetat dalam metabolisme

Contoh peran penting oksaloasetat berfungsi untuk mengaktifkan sintesis badan keton dan ketoasidosis plasma darah di tidak memadai jumlah oksaloasetat di hati. Kondisi ini diamati selama dekompensasi diabetes mellitus tergantung insulin (diabetes tipe 1) dan selama kelaparan. Dengan gangguan ini, proses glukoneogenesis diaktifkan di hati, mis. pembentukan glukosa dari oksaloasetat dan metabolit lainnya, yang menyebabkan penurunan jumlah oksaloasetat. Aktivasi simultan oksidasi asam lemak dan akumulasi asetil-SCoA memicu jalur cadangan untuk pemanfaatan gugus asetil - sintesis badan keton. Dalam hal ini, tubuh mengembangkan pengasaman darah ( ketoasidosis) dengan gambaran klinis yang khas : kelemahan, sakit kepala, mengantuk, penurunan tonus otot, suhu tubuh dan tekanan darah.

Perubahan laju reaksi TCA dan alasan akumulasi badan keton dalam kondisi tertentu

Metode pengaturan yang dijelaskan dengan partisipasi oksaloasetat adalah ilustrasi dari formulasi yang indah " Lemak terbakar dalam nyala karbohidrat Ini menyiratkan bahwa "nyala api" glukosa menyebabkan munculnya piruvat, dan piruvat diubah tidak hanya menjadi asetil-SCoA, tetapi juga menjadi oksaloasetat. Adanya oksaloasetat menjamin masuknya gugus asetil yang terbentuk dari asam lemak dalam bentuk asetil-SCoA, dalam reaksi pertama TCA.

Dalam kasus "pembakaran" asam lemak skala besar, yang diamati pada otot selama pekerjaan fisik dan di hati puasa, laju masuknya asetil-SCoA dalam reaksi TCA akan secara langsung bergantung pada jumlah oksaloasetat (atau glukosa teroksidasi).

Jika jumlah oksaloasetat dalam hepatosit tidak cukup (tidak ada glukosa atau tidak teroksidasi menjadi piruvat), maka gugus asetil akan menuju ke sintesis badan keton. Ini terjadi ketika puasa berkepanjangan dan diabetes tipe 1.