دورة كريبس أو دورة حمض الستريك هي إحدى خطوات التمثيل الغذائي لتنفس الخلايا الهوائية التي تحدث في مصفوفة الميتوكوندريا للخلايا الحيوانية.
تذكر أن التنفس الخلوي يتكون من 3 مراحل:
- تحلل السكر - عملية تكسير الجلوكوز إلى أجزاء أصغر ، مع تكوين حمض البيروفات أو حمض البيروفيك ، الذي سينشأ Acetyl-CoA.
- دورة كريبس - يتأكسد Acetyl-CoA إلى CO2.
- السلسلة التنفسية - إنتاج معظم الطاقة ، مع انتقال الإلكترونات من الهيدروجين ، والتي أزيلت من المواد المشاركة في الخطوات السابقة.
الأدوار والأهمية
تحتوي دورة كريبس المعقدة على العديد من الوظائف التي تساهم في استقلاب الخلية.
تتمثل وظيفة دورة كريبس في تعزيز تدهور المنتجات النهائية من استقلاب الكربوهيدرات والدهون والأحماض الأمينية المختلفة. يتم تحويل هذه المواد إلى أسيتيل CoA ، مع إطلاق ثاني أكسيد الكربون2 و ح2O و ATP التوليف.
وبالتالي ، فإنه يؤدي إنتاج الطاقة للخلية.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنتاج المواد الوسيطة المستخدمة كسلائف في دورة كريبس بين المراحل المختلفة لدورة كريبس. التخليق الحيوي للأحماض الأمينية والجزيئات الحيوية الأخرى.
من خلال دورة كريبس ، يتم نقل الطاقة من جزيئات الطعام العضوية إلى الجزيئات الحاملة للطاقة ، مثل ATP ، لاستخدامها في الأنشطة الخلوية.
ردود الفعل دورة كريبس
تتوافق دورة كريبس مع سلسلة من ثمانية تفاعلات مؤكسدة ، أي تلك التي تحتاج إلى أكسجين.
تعتمد كل تفاعلات على مشاركة الإنزيمات الموجودة في الميتوكوندريا. الإنزيمات مسؤولة عن تحفيز (تسريع) التفاعلات.
مراحل دورة كريبس
نزع الكربوكسيل المؤكسد من بيروفات
الجلوكوز (سي6ح12ا6) من تحلل الكربوهيدرات إلى جزيئين من حمض البيروفيك أو البيروفات (C3ح4ا3). يتحلل الجلوكوز من خلال تحلل السكر، وهو أحد المصادر الرئيسية لـ Acetyl-CoA.
يبدأ نزع الكربوكسيل المؤكسد من البيروفات دورة كريبس. إنه يتوافق مع إزالة ثاني أكسيد الكربون2 من البيروفات ، مما يولد مجموعة الأسيتيل التي ترتبط بالإنزيم المساعد A (CoA) وتشكل Acetyl-CoA.
نزع الكربوكسيل المؤكسد من البيروفات لتشكيل Acetyl-CoA
لاحظ أن هذا التفاعل ينتج NADH ، وهو جزيء يحمل الطاقة.
ردود الفعل دورة كريبس
مع تكوين أسيتيل CoA ، تبدأ دورة كريبس ، في مصفوفة الميتوكوندريا. سوف تدمج سلسلة أكسدة خلوية ، أي سلسلة من التفاعلات من أجل أكسدة الكربون ، وتحويلها إلى ثاني أكسيد الكربون.2.
مراحل دورة كريبس
بناء على صورة دورة كريبس ، اتبع خطوة بخطوة لكل رد فعل:
الخطوات (1-2) → الانزيم مركب السترات يحفز تفاعل نقل المجموعة أسيتيل، من acetyl-CoA ، لـ حمض أوكسالاسيتيك أو أوكسالو أسيتات تشكيل حمض الستريك أو سترات وإطلاق الإنزيم أ. يرتبط اسم الدورة بتكوين حامض الستريك والتفاعلات المختلفة التي تحدث.
الخطوات (3-5) → تحدث تفاعلات الأكسدة ونزع الكربوكسيل مما يؤدي إلى حدوث حمض الكيتوجلوتاريك أو الكيتوجلوتارات. تم تحرير أول أكسيد الكربون2 وشكل NADH+ + ح+.
الخطوات (6-7) → بعد ذلك ، يخضع حمض الكيتوجلوتاريك لتفاعل مؤكسد لنزع الكربوكسيل ، محفزًا بمركب إنزيمي يتضمن CoA و NAD+. سوف تنشأ ردود الفعل هذه حمض السكسينيك ، NADH+ وجزيء GTP، والتي تنقل طاقتها لاحقًا إلى جزيء ADP ، وبالتالي تنتج ATP.
الخطوة (8) → يتأكسد حمض السكسينيك أو السكسينات إلى حمض الفوماريك أو فومارات، الذي يكون أنزيمه هو FAD. لذلك سوف يتشكل FADH2، جزيء آخر يحمل الطاقة.
الخطوات (9-10) → حمض الفوماريك رطب مكونًا حمض الماليك أو مالات. أخيرًا ، سيخضع حمض الماليك للأكسدة مكونًا حمض الأكسالاسيتيك ، مما يؤدي إلى إعادة الدورة.
اقرأ أيضا:
- التنفس الخلوي
- التمثيل الغذائي
- استقلاب الخلية
- استقلاب الطاقة
لمعرفة المزيد ، شاهد الفيديو أدناه: