" první díl
Enzym, který katalyzuje čtvrtou fázi Krebsova cyklu, je α-keto glutarát dehydrogenáza; tento enzym je komplex enzymů velmi podobný pyruvátdehydrogenáze. Oba jsou složeny z 48-60 proteinů, ve kterých jsou rozpoznány tři různé enzymatické aktivity a mají také stejné enzymatické kofaktory; jsou velmi podobné enzymy, protože působí na podobné substráty: pyruvát i l "α-keto glutarát, jsou α- keto kyseliny. Mechanismus účinku těchto dvou enzymatických komplexů je stejný.
Útok thiamin pyrofosfátu na karbonyl (C = O) "α-ketoglutarát, vede k jeho dekarboxylaci a vzniká karboxyhydroxypropylový derivát. S následným přenosem na lipoamid probíhá vnitřní redoxní proces, ze kterého se získá lipoamid karboxyderivát nebo sukcinyl lipoamid.
Sukcinyl lipoamid poté reaguje s koenzymem A za vzniku sukcinyl koenzymu A (který pokračuje v Krebsově cyklu) a redukovaný lipoamid, který je reoxidován FAD: vzniklý FADH2 je znovu oxidován NAD + a získá se NADH. V této fázi tedy došlo k druhé eliminaci uhlíku z uhlíkatého skeletu, a to ve formě oxidu uhličitého.
Acylová skupina navázaná na koenzym A je v aktivované formě, to znamená, že má vysoký energetický obsah: je tedy možné využít energii sukcinyl koenzymu A.
V páté fázi Krebsova cyklu je sukcinyl koenzym A vystaven působení sukcinyl thiokináza; o jeho způsobu působení byly vytvořeny dvě hypotézy: popíšeme pouze jednu ze dvou, protože je nejvíce akreditovaná. Podle této hypotézy je sukcinyl koenzym A napaden dusíkem histidinu (Hys) enzymu: uvolňuje se koenzym A a jako meziprodukt se vytváří adukt odvozený od histidinu, tj. Sukcinyl-enzym (nebo sukcinyl-Hys Na tento meziprodukt působí ortofosfát, což vede k uvolňování sukcinátu a tvorbě fosfoenzymu. Fosfoenzym napadený guanosin difosfátem (GDP) produkuje guasnosintrifosfát (GTP) a enzym se uvolňuje. Z energetického hlediska GTP = ATP: vazba, která poskytuje energii, je u obou druhů stejná (jedná se o anhydridovou vazbu mezi fosforylem Β a fosforylem γ). V některých případech se GTP používá jako materiál s vysokým obsahem energie, ale obvykle se GTP přeměňuje na ATP působením enzymu nukleosid difosfokináza (NDPK); je enzym nacházející se v buňkách a katalyzuje následující reakci:
N1TP + N2DP → N1DP + N2TP
Generický nukleosid trifosfát NiTP ®
Generický nukleosid difosfát NiDP ®
Je to reverzibilní reakce; v našem případě se stane:
GTP + ADP → GDP + ATP
proto může postupovat doprava nebo doleva i při malých odchylkách v koncentracích činidel.
Pokud krebsův cyklus probíhá takovou rychlostí, která vede k produkci ATP vyšší, než je energetická potřeba, je ADP omezeně dostupná, zatímco ATP je mnoho: reakce katalyzovaná nukleosidovou difosfokinázou je, pak, směřuje doleva (GTP se hromadí, pokud nukleosid difosfokináza nemá dostatečný substrát, tj. ADP). GTP je tedy signálem dostupnosti energie, a proto zpomaluje Krebsův cyklus.
Šestá fáze Krebsova cyklu vede k tvorbě fumarátu působením sukcinát dehydrogenázy; tento enzym dává stereospecifickou reakci, protože vždy vzniká nenasycený (je to alken) trans, tj. fumarát (zatímco cis izomer je maleát). Sukcinát dehydrogenáza se nachází na vnitřní mitochondriální membráně, zatímco všechny ostatní enzymy krebsova cyklu jsou rozptýleny v mitochondriích.
Sukcinát dehydrogenáza má jako kofaktor FAD; je inhibován oxaloacetátem (inhibice zpětné vazby), zatímco má sukcinát a fumarát jako svůj pozitivní modulátor (aktivátor). jeho aktivátor. Pokusme se pochopit proč tím, že skočíme do konečné fáze Krebsova cyklu. Krebsův cyklus vyžaduje energii, takže jedinou možností, jak získat oxaloacetát od pacienta, je jeho velmi vysoká koncentrace: malát je jedním z metabolitů s nejvyšší koncentrací v buňkách. Reakci, která přeměňuje malát na oxaloacetát, rovněž podporuje skutečnost, že koncentrace oxaloacetátu je udržována na nízké úrovni působením citrát syntázy.Reakce katalyzovaná sukcinátdehydrogenázou je tedy samonakvápěcí reakcí a toto je jediný způsob, jak uskutečnit transformaci malátu na oxaloacetát.
Koncentrace mitochondriálního malátu musí být kompatibilní s koncentrací cytoplazmatického malátu: pouze pokud je koncentrace mitochondriálního malátu tak vysoká, že zaručuje přeměnu malátu na oxaloacetát (v Krebsově cyklu), pak lze malát použít také v jiné způsoby (které jsou cytoplazmatické): v cytoplazmě lze malát přeměnit na oxaloacetát, ze kterého lze aspartát získat působením GOT (jedná se o transaminázu) nebo glukózy prostřednictvím glukoneogeneze.
Vracíme se do sedmé fáze Krebsova cyklu, která je katalyzována enzymem fumarasi: voda se přidává stereospecifickým způsobem k výrobě L-malátu.
V poslední fázi Krebsova cyklu, o které jsme již hovořili, akce malát dehydrogenázy. Tento enzym ke svému katalytickému působení využívá molekulu NAD +.
Tím jsme uzavřeli popis různých fází Krebsova cyklu.
Krebsův cyklus je zcela reverzibilní.
Aby se zvýšila rychlost Krebsova cyklu, lze zvýšit koncentraci metabolitů přítomných v tomto cyklu; jedna ze strategií ke zvýšení rychlosti Krebsova cyklu spočívá v přeměně části pyruvátu, který vstupuje do mitochondrií, na oxaloacetát (působením pyruvátkarboxylázy) a nikoli v jeho transformaci na acetylkoenzym A: zvyšuje tedy koncentraci oxaloacetátu, který je metabolitem Krebsova cyklu, a proto zvyšuje rychlost celého cyklu.
V krebsově cyklu jsou tři NAD + převedeny na tři NADH a jeden FAD na FADH2 a navíc je získáno GTP: směrováním redukčního výkonu získaného z krebsova cyklu vzniká další ATP; v dýchacím řetězci se redukční síla přenáší z NADH a FADH2 na kyslík: tento přenos je způsoben řadou enzymů umístěných na mitochondriální membráně, které svým působením vedou k produkci ATP.
Procesy dýchacího řetězce jsou exergonické procesy a uvolněná energie se používá k produkci ATP; účelem buňky je využít exergonické procesy k syntéze ATP. Pro každou molekulu NADH, která vstupuje do dýchacího řetězce, se získá 2,5 molekuly ATP a pro každý FADH2 1,5 molekuly ATP; tato rozmanitost je dána skutečností, že FADH2 vstupuje do dýchacího řetězce na nižší úrovni než NADH.
Se snižující se silou aerobního metabolismu se získá 30-32 ATP (219-233 kcal / mol) s účinností asi 33% (účinnost anaerobního metabolismu je asi 2%).
