" første del
Enzymet som katalyserer den fjerde fasen av krebs -syklusen er α-keto glutarat dehydrogenase; dette enzymet er et enzymkompleks som ligner veldig på pyruvatdehydrogenase. Begge består av 48-60 proteiner der tre forskjellige enzymatiske aktiviteter gjenkjennes og også har de samme enzymatiske kofaktorene; er veldig like enzymer fordi de virker på lignende underlag: både pyruvat og l "α-keto glutarat, er α- ketosyrer. Virkningsmekanismen for de to enzymatiske kompleksene er den samme.
Angrepet av tiaminpyrofosfat på karbonylet (C = O) i "α-ketoglutarat, fører til dets dekarboksylering og karboksyhydroksypropylderivatet dannes. Med den påfølgende overføringen til lipoamidet skjer en intern redoks-prosess, hvorfra lipoamid-karboksyderivatet eller succinyl-lipoamid oppnås.
Suksinyllipoamidet reagerer deretter med koenzym A for å gi succinylkoenzym A (som fortsetter i krebs -syklusen) og det reduserte lipoamidet som reoksideres av FAD: FADH2 som dannes reoksideres av NAD + og NADH oppnås. I dette stadiet skjedde derfor den andre eliminasjonen av et karbon fra det karbonholdige skjelettet, i form av karbondioksid.
En acylgruppe knyttet til koenzym A er i en aktivert form, det vil si at den har et høyt energiinnhold: det er derfor mulig å utnytte energien til succinylkoenzym A.
I den femte fasen av krebs -syklusen blir succinylkoenzym A utsatt for virkningen av succinyltiokinase; Det er blitt laget to hypoteser om handlingsmåten: Vi vil bare beskrive en av de to fordi den er den mest akkrediterte. I følge denne hypotesen angripes succinylkoenzym A av nitrogenet til et histidin (Hys) av enzymet: koenzym A frigjøres og et addukt avledet fra histidin dannes som et mellomprodukt, det vil si succinyl-enzymet (eller succinyl-Hys ); et ortofosfat virker på dette mellomproduktet, noe som fører til frigjøring av succinat og dannelse av fosfoenzymet. Fosfoenzymet, angrepet av guanosindifosfat (BNP), produserer guasnosintrifosfat (GTP) og enzymet frigjøres. Fra energisynet GTP = ATP: bindingen som gir energi er den samme i begge artene (det er anhydridbindingen mellom fosforyl Β og fosforyl γ). I noen tilfeller brukes GTP som et materiale med et høyt energiinnhold, men vanligvis omdannes GTP til ATP ved virkningen av enzymet nukleosiddifosfokinase (NDPK); er et enzym som finnes i celler og katalyserer følgende reaksjon:
N1TP + N2DP → N1DP + N2TP
Generisk NiTP ® Nucleoside Trifosfat
Generisk NiDP ® nukleosiddifosfat
Det er en reversibel reaksjon; i vårt tilfelle skjer det:
GTP + ADP → BNP + ATP
Derfor kan den fortsette til høyre eller til venstre, selv for små variasjoner i konsentrasjonene av reagensene.
Hvis krebs -syklusen fortsetter med en slik hastighet at den fører til en produksjon av ATP som er høyere enn energibehovet, er det en knapp tilgang på ADP mens det er mye ATP: reaksjonen katalysert av nukleosid difosfokinasen er da, rettet mot venstre (GTP akkumuleres hvis nukleosiddifosfokinasen ikke har tilstrekkelig substrat, dvs. ADP). GTP er derfor et signal om energitilgjengelighet og bremser derfor krebs -syklusen.
Den sjette fasen av krebs -syklusen fører til dannelsen av fumarat ved virkningen av suksinat dehydrogenase; dette enzymet gir en stereospesifikk reaksjon ettersom den umettede (det er et alken) trans alltid dannes, dvs. fumarat (mens cis -isomeren er maleat). Suksinat dehydrogenase finnes på den indre mitokondriemembranen, mens alle de andre enzymene i krebs -syklusen er spredt gjennom mitokondrien.
Suksinat dehydrogenase har FAD som en kofaktor; den hemmes av oksaloacetat (tilbakekoblingshemming) mens den har succinat og fumarat som sin positive modulator (aktivator). dens aktivator. La oss prøve å forstå hvorfor, ved å hoppe til siste fase av krebs-syklusen. Den siste fasen av krebs syklus krever energi, så den eneste muligheten for å skaffe oksaloacetat fra pasienten er at konsentrasjonen av pasienten er veldig høy: malat er en av metabolittene med den høyeste konsentrasjonen i celler. Reaksjonen som omdanner malat til oksaloacetat er også favorisert av det faktum at konsentrasjonen av oksaloacetat holdes lav ved virkningen av sitratsyntase.Reaksjonen katalysert av succinat dehydrogenase er da en selvmatende reaksjon, og dette er den eneste måten å få transformasjonen av malat til oksaloacetat på.
Konsentrasjonen av mitokondrielt malat må være forenlig med konsentrasjonen av det cytoplasmatiske malatet: bare når konsentrasjonen av mitokondrielt malat er så høy at det garanterer omdannelse av malatet til oksaloacetat (i krebs -syklusen), kan malatet også brukes i andre måter (som er cytoplasmatisk): i cytoplasma kan malatet omdannes til oksaloacetat hvorfra aspartat kan oppnås ved virkning av GOT (det er en transaminase) eller glukose gjennom glukoneogenese.
Vi går tilbake til det syvende trinnet i krebs -syklusen, det katalyseres av enzymet fumarasi: vann tilsettes på en stereospesifikk måte for å lage L-malat.
I den siste fasen av Krebs -syklusen, som vi allerede har snakket om, handlingen av malat dehydrogenase. Dette enzymet bruker et NAD + -molekyl for sin katalytiske virkning.
Vi har dermed avsluttet beskrivelsen av de forskjellige stadiene av krebs -syklusen.
Krebs -syklusen er totalt reversibel.
For å øke hastigheten på krebs -syklusen, kan konsentrasjonen av metabolittene som er tilstede i den syklusen økes; en av strategiene for å øke hastigheten på krebs -syklusen består i å konvertere en del av pyruvat som kommer inn i mitokondriene til oksaloacetat (ved virkning av pyruvat -karboksylase) og ikke omdanne det hele til acetylkoenzym A: øker dermed konsentrasjonen av oksaloacetat som er en metabolitt i krebs -syklusen og øker derfor hastigheten på hele syklusen.
I krebs -syklusen omdannes tre NAD + til tre NADH og en FAD til FADH2, og dessuten oppnås en GTP: ved å kanalisere den reduserende effekten oppnådd fra krebs -syklusen, produseres ytterligere ATP; i respirasjonskjeden overføres reduksjonskraften fra NADH og FADH2 til oksygen: denne overføringen skyldes en rekke enzymer plassert på mitokondriemembranen som i sin virkning fører til produksjon av ATP.
Prosessene i respirasjonskjeden er eksergoniske prosesser, og den frigjorte energien brukes til å produsere ATP; formålet med cellen er å utnytte de eksergoniske prosessene for å få syntesen av ATP til å skje. For hvert molekyl NADH som kommer inn i respirasjonskjeden, oppnås 2,5 molekyler ATP og for hver FADH2 oppnås 1,5 molekyler ATP; dette mangfoldet skyldes at FADH2 kommer inn i respirasjonskjeden på et lavere nivå enn NADH.
Med den reduserende kraften til aerob metabolisme oppnås 30-32 ATP (219-233 kcal / mol) med en effektivitet på ca. 33% (effektiviteten til anaerob metabolisme er ca. 2%).
