RSQ Technologies

Cykl Krebsa (zwany także cyklem 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.

Sklep Spirulina

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.

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

Z zaburzeniem aktywności enzymów biorących udział w cyklu Krebsa wiąże się choroba beri-beri. Na cały proces negatywnie wpływają również zatrucia arsenem czy rtęcią.

Bibliografia

  1. Berg J., Tymoczko J., Stryer L., Cykl kwasu cytrynowego, Biochemia, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
  2. Korzeniewski B., Metabolizm, Wydawnictwo Erem-Fosze, Rzeszów 1995.
Polecane produkty:
Rehabilitacja Wrocław