Cykl Krebsa (inaczej cykl kwasu cytrynowego) jest centralnym szlakiem metabolicznym, w którym zbiegają się drogi procesów utleniania podstawowych substratów oddechowych:
- cukrów;
- kwasów tłuszczowych;
- aminokwasów.
Dochodzi do niego w macierzy mitochondrialnej eukariontów oraz cytoplazmie prokariontów.
Cykl Krebsa – schemat
W pierwszej reakcji cyklu reszta kwasu octowego (2 atomy węgla) zostaje przeniesiona z acetylo CoA na szczawiooctan (4 atomy węgla). Prowadzi to do powstania cytrynianu (6 atomów węgla). W czasie cyklu zachodzi dwukrotna dekarboksylacja, czyli odłączenie dwutlenku węgla (CO2), co w końcu prowadzi do odtworzenia 4-węglowego szczawiooctanu. Dekarboksylacja zachodzi w reakcji 3, gdzie 6-węglowy izocytrynian zostaje przekształcony w 5-węglowy alfa-ketoglutaran oraz w reakcji 4, gdzie tenże alfa-ketoglutaran przechodzi w 4-węglowy bursztynylo CoA. W czasie jednego obiegu cyklu Krebsa dochodzi więc do dehydrogenacji aż czterokrotnie. Etap 5 cyklu jest przykładem fosforylacji substratowej. Tworzony tutaj GTP jest całkowicie równoważny ATP pod względem energetycznym. Ostatni z metabolitów cyklu – szczawiooctan – ponownie wchodzi w reakcję z acetylo-CoA, zamykając tym samym koło cyklu.
Podsumowanie
Substratem jest acetylo-CoA, który łączy się ze szczawiooctanem dając cytrynian. Następnie w wyniku reakcji:
- izomeryzacji
- dehydrogenacji
- hydratacji
- dehydratacji
- dekarboksylacji
cytrynian utlenia się do 2 cząsteczek CO2. W tym samym momencie regeneruje się cząsteczka szczawiooctanu, redukują 3 cząsteczki NAD i jedna FAD. Ponadto powstaje cząsteczka ATP lub GTP.
Sumaryczny zysk energetyczny cyklu wynosi 12 wiązań wysokoenergetycznych z 1 cząsteczki acetylo-CoA.
Regulacja cyklu Krebsa
Regulacja szybkości przepływu metabolitów przez cykl Krebsa zależy przede wszystkim od 2 enzymów:
- dehydrogenazy izocytrynianu (etap 3);
- dehydrogenazy alfa-ketoglutaranu (etap 4).
Oba te enzymy aktywują jony wapnia, NAD+ i ADP, zaś hamują je NADH oraz ATP.
Cykl Krebsa – znaczenie i funkcje
Omawiany cykl Krebsa pełni 2 podstawowe role w przemianach katabolicznych.
Po pierwsze, stanowi końcowy etap utleniania cukrów, kwasów tłuszczowych i aminokwasów, prowadząc tym samym do całkowitego utlenienia tych związków do CO2. Dodatkowo dostarcza wodór z utlenianych substancji do łańcucha oddechowego, gdzie powstaje drugi produkt kompletnego rozkładu związków organicznych – woda.
Po drugie, cykl Krebsa posiada duże znaczenie jako pula metabolitów dla przemian anabolicznych, np. dla syntezy aminokwasów lub glukoneogenezy.
To, czy cykl Krebsa uczestniczy głównie w przemianach katabolicznych czy anabolicznych zależy w dużej mierze od tkanki. Przykładowo, w mięśniu przeważają procesy kataboliczne, zaś w wątrobie anaboliczne.
Zaburzenia cyklu Krebsa
Z zaburzeniem aktywności enzymów biorących udział w cyklu Krebsa wiąże się choroba beri-beri. Na cały proces negatywnie wpływają również zatrucia arsenem czy rtęcią.
Polecane produkty:
|
Spirulina + Chlorella – naturalne oczyszczanie organizmu
Spirulina i Chlorella to naturalny produkt, który dostarcza witaminy, minerały, a także inne niezbędne do prawidłowego funkcjonowania składniki odżywcze. Dodatkowo skutecznie wspomaga oczyszczanie organizmu, regulację metabolizmu i wzmacnianie układu … Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Berg J., Tymoczko J., Stryer L., Cykl kwasu cytrynowego, Biochemia, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
- Korzeniewski B., Metabolizm, Wydawnictwo Erem-Fosze, Rzeszów 1995.
