วงจร Krebs: หน้าที่ ขั้นตอน และความสำคัญ

Krebs Cycle หรือ Citric Acid Cycle เป็นหนึ่งในขั้นตอนการเผาผลาญของการหายใจของเซลล์แอโรบิกที่เกิดขึ้นในเมทริกซ์ของไมโตคอนเดรียของเซลล์สัตว์

โปรดจำไว้ว่าการหายใจของเซลล์ประกอบด้วย 3 ขั้นตอน:

• ไกลโคไลซิส - กระบวนการสลายน้ำตาลกลูโคสให้เป็นส่วนเล็ก ๆ ด้วยการก่อตัวของไพรูเวตหรือกรดไพรูวิกซึ่งจะเกิดเป็นอะซิติล-โคเอ
• เครบส์ไซเคิล - Acetyl-CoA ถูกออกซิไดซ์เป็น CO₂.
• ห่วงโซ่การหายใจ - การผลิตพลังงานส่วนใหญ่ด้วยการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากไฮโดรเจนซึ่งถูกกำจัดออกจากสารที่เข้าร่วมในขั้นตอนก่อนหน้า

บทบาทและความสำคัญ

วงจร Krebs ที่ซับซ้อนมีหน้าที่หลายอย่างที่ส่งผลต่อการเผาผลาญของเซลล์

หน้าที่ของวงจร Krebs คือการส่งเสริมการย่อยสลายของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจากการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต ไขมัน และกรดอะมิโนต่างๆ สารเหล่านี้จะถูกแปลงเป็น acetyl-CoA ด้วยการปล่อย CO₂ และ H₂การสังเคราะห์ O และ ATP

ดังนั้นจึงทำให้ การผลิตพลังงานสำหรับเซลล์.

นอกจากนี้ สารตัวกลางที่ใช้เป็นสารตั้งต้นในวงจร Krebs จะถูกผลิตขึ้นระหว่างขั้นตอนต่างๆ ของวงจร Krebs การสังเคราะห์กรดอะมิโนและชีวโมเลกุลอื่น ๆ.

ผ่านวงจร Krebs พลังงานจากโมเลกุลอินทรีย์ในอาหารจะถูกถ่ายโอนไปยังโมเลกุลที่นำพาพลังงาน เช่น ATP เพื่อใช้ในกิจกรรมของเซลล์

ปฏิกิริยาวัฏจักร Krebs

วัฏจักร Krebs สอดคล้องกับลำดับของปฏิกิริยาออกซิเดชันแปดประการ นั่นคือ ปฏิกิริยาที่ต้องการออกซิเจน

ปฏิกิริยาแต่ละอย่างขึ้นอยู่กับการมีส่วนร่วมของเอนไซม์ที่พบในไมโตคอนเดรีย เอนไซม์มีหน้าที่เร่งปฏิกิริยา (เร่งความเร็ว) ปฏิกิริยา

Krebs รอบขั้นตอน

Decarboxylation ออกซิเดชันของ Pyruvate

กลูโคส (C₆โฮ₁₂อู๋₆) จากการสลายตัวของคาร์โบไฮเดรตจะเปลี่ยนเป็น 2 โมเลกุลของกรด pyruvic หรือ pyruvate (C₃โฮ₄อู๋₃). กลูโคสถูกย่อยสลายโดย ไกลโคไลซิสและเป็นหนึ่งในแหล่งหลักของ Acetyl-CoA

ปฏิกิริยาออกซิเดชันดีคาร์บอกซิเลชันของไพรูเวตเริ่มต้นวัฏจักรเครบส์ สอดคล้องกับการกำจัด CO₂ จากไพรูเวต ทำให้เกิดหมู่อะเซทิลที่จับกับโคเอ็นไซม์ A (CoA) และเกิดเป็นอะเซทิล-โคเอ

ออกซิเดชันดีคาร์บอกซิเลชันของไพรูเวตเพื่อสร้างอะซีติล-โคเอ

โปรดทราบว่าปฏิกิริยานี้สร้าง NADH ซึ่งเป็นโมเลกุลที่นำพาพลังงาน

ปฏิกิริยาวัฏจักร Krebs

ด้วยการก่อตัวของ acetyl-CoA วัฏจักร Krebs เริ่มต้นขึ้นในเมทริกซ์ของ ไมโตคอนเดรีย. มันจะรวมเอาโซ่ออกซิเดชันของเซลล์ นั่นคือ ลำดับของปฏิกิริยาเพื่อออกซิไดซ์คาร์บอน แปลงเป็น CO₂.

Krebs รอบขั้นตอน

ตามภาพวงจรเครบส์ ทำตามทีละขั้นตอนของแต่ละปฏิกิริยา each:

ขั้นตอน (1 - 2) → เอ็นไซม์ ซิเตรตซินธิเตส เร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนกลุ่ม อะซิติลจากอะเซทิล-CoA สำหรับ กรดออกซาโลอะซิติก หรือ ออกซาโลอะซิเตต ก่อตัว กรดมะนาว หรือ ซิเตรต และปล่อยโคเอ็นไซม์เอ ชื่อของวัฏจักรเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของกรดซิตริกและปฏิกิริยาต่างๆ ที่เกิดขึ้น

ขั้นตอน (3 - 5) → ปฏิกิริยาออกซิเดชันและดีคาร์บอกซิเลชันทำให้เกิด giving กรดคีโตกลูตาริกหรือคีโตกลูตาเรต. ปล่อย CO₂ และรูปแบบ NADH⁺ + โฮ⁺.

ขั้นตอน (6 - 7) → ต่อไป กรดคีโตกลูตาริกจะผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันดีคาร์บอกซิเลชัน เร่งปฏิกิริยาด้วยคอมเพล็กซ์ของเอนไซม์ซึ่งรวมถึง CoA และ NAD⁺. ปฏิกิริยาเหล่านี้จะเกิดขึ้น กรดซัคซินิก NADH⁺ และโมเลกุลของ GTPซึ่งต่อมาถ่ายโอนพลังงานของพวกมันไปยังโมเลกุล ADP ทำให้เกิด ATP

ขั้นตอน (8) → กรดซัคซินิกหรือซัคซิเนตถูกออกซิไดซ์เป็น กรดฟูมาริกหรือฟูมาเรตซึ่งมีโคเอ็นไซม์ FAD จึงจะก่อตัวขึ้น FADH₂อีกหนึ่งโมเลกุลที่นำพาพลังงาน

ขั้นตอน (9 -10) → กรดฟูมาริกไฮเดรตก่อตัว form กรดมาลิกหรือมาเลต. ในที่สุด กรดมาลิกจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันเป็นกรดออกซาโลอะซิติก และเริ่มรอบใหม่

อ่านด้วย:

• การหายใจระดับเซลล์
• เมแทบอลิซึม
• การเผาผลาญของเซลล์
• การเผาผลาญพลังงาน

หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติม โปรดดูวิดีโอด้านล่าง:

Krebs Cycle - วงจรกรดซิตริก | เคมี | วิทยาศาสตร์ | Khan Academy