Ο Κύκλος Krebs ή Citric Acid Cycle είναι ένα από τα μεταβολικά στάδια της αναπνοής αερόβιων κυττάρων που συμβαίνει στη μιτοχονδριακή μήτρα ζωικών κυττάρων.
Να θυμάστε ότι η αναπνοή κυττάρων αποτελείται από 3 φάσεις:
- Γλυκόλυση - διαδικασία διάσπασης της γλυκόζης σε μικρότερα μέρη, με σχηματισμό πυροσταφυλικού οξέος ή πυροσταφυλικού οξέος, το οποίο θα προέρχεται από το Acetyl-CoA.
- Κύκλος Krebs - Το ακετυλο-CoA οξειδώνεται σε CO2.
- αναπνευστική αλυσίδα - παραγωγή του μεγαλύτερου μέρους της ενέργειας, με μεταφορά ηλεκτρονίων από υδρογόνα, τα οποία αφαιρέθηκαν από τις ουσίες που συμμετείχαν στα προηγούμενα στάδια.
Ρόλοι και σημασία
Ο σύνθετος κύκλος Krebs έχει πολλές λειτουργίες που συμβάλλουν στον μεταβολισμό των κυττάρων.
Η λειτουργία του κύκλου Krebs είναι να προάγει την αποικοδόμηση των τελικών προϊόντων από το μεταβολισμό των υδατανθράκων, των λιπιδίων και διαφόρων αμινοξέων. Αυτές οι ουσίες μετατρέπονται σε ακετυλο-CoA, με την απελευθέρωση CO2 και Η2O και ATP σύνθεση.
Έτσι, εκτελεί το παραγωγή ενέργειας για το κύτταρο.
Επιπλέον, τα ενδιάμεσα που χρησιμοποιούνται ως πρόδρομοι στον κύκλο Krebs παράγονται μεταξύ των διαφόρων σταδίων του κύκλου Krebs. βιοσύνθεση αμινοξέων και άλλων βιομορίων.
Μέσω του κύκλου Krebs, η ενέργεια από οργανικά μόρια στα τρόφιμα μεταφέρεται σε μόρια που μεταφέρουν ενέργεια, όπως το ATP, για χρήση σε κυτταρικές δραστηριότητες.
Αντιδράσεις κύκλου Krebs
Ο κύκλος Krebs αντιστοιχεί σε μια ακολουθία οκτώ οξειδωτικών αντιδράσεων, δηλαδή εκείνων που χρειάζονται οξυγόνο.
Κάθε μία από τις αντιδράσεις βασίζεται στη συμμετοχή ενζύμων που βρίσκονται στα μιτοχόνδρια. Τα ένζυμα είναι υπεύθυνα για την κατάλυση (επιτάχυνση) των αντιδράσεων.
Στάδια κύκλου Krebs
Οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού
Γλυκόζη (C6Η12Ο6) από την αποικοδόμηση των υδατανθράκων θα μετατραπεί σε δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος ή πυροσταφυλικού (C3Η4Ο3). Η γλυκόζη αποικοδομείται Γλυκόλυση, και είναι μια από τις κύριες πηγές του Acetyl-CoA.
Η οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού ξεκινά τον κύκλο Krebs. Αντιστοιχεί στην αφαίρεση CO2 από πυροσταφυλικό, δημιουργώντας την ακετυλομάδα που συνδέεται με το συνένζυμο Α (CoA) και σχηματίζει ακετυλο-ΟοΑ.
Οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού για να σχηματίσει ακετυλο-CoA
Σημειώστε ότι αυτή η αντίδραση παράγει NADH, ένα μόριο που μεταφέρει ενέργεια.
Αντιδράσεις κύκλου Krebs
Με το σχηματισμό ακετυλο-CoA, ο κύκλος Krebs ξεκινά, στη μήτρα του μιτοχόνδρια. Θα ενσωματώσει μια κυτταρική αλυσίδα οξείδωσης, δηλαδή μια ακολουθία αντιδράσεων για να οξειδώσει τους άνθρακες, μετατρέποντάς τους σε CO2.
Στάδια κύκλου Krebs
Με βάση την εικόνα του κύκλου Krebs, ακολουθήστε βήμα προς βήμα κάθε αντίδρασης:
Βήματα (1 - 2) → Το ένζυμο κιτρική συνθετάση καταλύει την αντίδραση μεταφοράς ομάδας ακετύλιο, από την ακετυλο-CoA, για το οξαλοοξικό οξύ ή οξαλοξικός σχηματίζοντας το Κιτρικό οξύ ή κιτρικό άλας και απελευθέρωση του Coenzyme A. Το όνομα του κύκλου σχετίζεται με το σχηματισμό κιτρικού οξέος και τις διάφορες αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα.
Βήματα (3 - 5) → Εμφανίζονται αντιδράσεις οξείδωσης και αποκαρβοξυλίωσης που προκαλούν κετογλουταρικό οξύ ή κετογλουταρικό. Το CO απελευθερώνεται2 και σχηματίστε NADH+ + Χ+.
Βήματα (6 - 7) → Στη συνέχεια, το κετογλουταρικό οξύ υφίσταται αντίδραση οξειδωτικής αποκαρβοξυλίωσης, που καταλύεται από ένα ενζυματικό σύμπλοκο που περιλαμβάνει CoA και NAD+. Αυτές οι αντιδράσεις θα προκύψουν ηλεκτρικό οξύ, NADH+ και ένα μόριο του GTP, που στη συνέχεια μεταφέρουν την ενέργειά τους σε ένα μόριο ADP, παράγοντας έτσι ATP.
Βήμα (8) → Το ηλεκτρικό οξύ ή το ηλεκτρικό οξειδώνεται σε φουμαρικό οξύ ή φουμαρικό, του οποίου το συνένζυμο είναι FAD. Έτσι θα σχηματίζεται FADH2, ένα άλλο μόριο που μεταφέρει ενέργεια.
Βήματα (9-10) → Το φουμαρικό οξύ ενυδατώνεται σχηματίζοντας το μηλικό οξύ ή μηλικό. Τέλος, το μηλικό οξύ θα υποστεί οξείδωση σχηματίζοντας οξαλοξεικό οξύ, ξεκινώντας ξανά τον κύκλο.
Διαβάστε επίσης:
- Κυτταρική αναπνοή
- Μεταβολισμός
- Μεταβολισμός κυττάρων
- ενεργειακός μεταβολισμός
Για να μάθετε περισσότερα, παρακολουθήστε επίσης το παρακάτω βίντεο:
