מעגל קרבס - בשלבים ועל ההשלכות העיקריים מערכות ביולוגיות

חלק הארי של האנרגיה הכימית הפחמן הוא שוחרר לביתו בתנאים אירוביים המעורבים חמצן. מחזור קרבס נקרא גם במעגל החומצה הציטרית, או הנשימה בתא. בשנת פענוח שהתגובות האישיות של תהליך השתתפו מדענים רבים: א Szent-ג'ורג'י, א Lehninger, מחזור X. קרבס הוא השם שניתן, SE סברין ואחרים.

בין התמוטטות אירובי אנאירובי של פחמימות קיים קשר הקורלטיבי קרוב. קודם כל, זה מתבטא בנוכחות פירובט, אשר השלים את העיכול אנאירובי של פחמימות ומתחיל נשימה תאית (מעגל קרבס). שלבי שניהם מזורזים על ידי אותו האנזים. האנרגיה הכימית שפורסמה על ידי זרחון, שמורה כמו macroergs ATP. התגובות הכימיות המעורבות הזהה coenzymes (NAD, NADP) ו קטיונים. ההבדלים הם כדלקמן: אם פירוק אנאירובי של פחמימות בעיקר מקומי hyaloplasm, תגובות הנשימה התאיות להתרחש בעיקר במיטוכונדריה.

בתנאים מסוימים קיימת יריבות בין שני שלבים. לפיכך, בנוכחות חמצן קצב התגובה של הגליקוליזה יורדת בחדות (אפקט פסטר). מוצרי הגליקוליזה עלולים לעכב את המטבוליזם האירובי של פחמימות (אפקט Crabtree).

מחזור קרבס היא סדרה של תגובות כימיות וכתוצאה מכך תוצרי פירוק של פחמימות הם מתחמצנים כדי פחמן דו חמצני ומים, וכימי אנרגיה שהצטבר תרכובות עתירות אנרגיה. במהלך הנשימה התאית מופקת "המוביל" - אוקסלואצטט (SCHOK). לאחר מכן התעבות עם "מוביל" מופעלת חומצה אצטית שאריות. יש tricarboxylic חומצה - לימון. במהלך תגובות כימיות, יש שאריות "תפנית" במחזור חומצה אצטית. מכיוון שכל מולקולה של פירובט נוצרת שמונה עשר מולקולות adenozintrifosfatnoy חומצה. בתום המחזור זה משתחרר "מוביל", אשר מגיב עם חומצה אצטית שאריות מופעלות מולקולות חדשות.

תגובת מעגל קרבס

אם המוצר הסופי של עיכול אנאירובי של פחמימות היא חומצה לקטית, תחת ההשפעה לקטט דהידרוגנאז הוא מתחמצן ל pyruvic חומצה. חלק המולקולות של פירובט הוא הסינתזה של "מוביל" SCHOK השפיע אנזים פירובט קרבוקסילאז בנוכחות יוני Mg2 +. חלק מולקולות pyruvic חומצה היא מקור של "תצטט פעיל" - atsetilkoenzima A (אצטיל-CoA). התגובה מתבצעת תחת השפעת פירובט דהידרוגנאז. Acetyl-CoA reductase מכיל אג"ח אנרגיה, אשר נערם סביב 5-7% מהאנרגיה. האנרגיה הכימית בתפזורת המיוצר על ידי חמצון של "אצטט פעיל".

השפיע tsitratsintetazy מתחיל לתפקד מעגל קרבס כראוי, אשר מוביל להיווצרות של חומצה ציטראט. חומצה זו מושפעת akonitat hydratase dehydrogenated והוסבה חומצת cis-aconitic כי לאחר תוספת של מולקולת המים עובר לתוך האיזוציטרית. בין השלוש שיווי משקל דינמי tricarboxylic החומצות מוקם.

חומצה האיזוציטרית הוא מתחמצן ל oxalosuccinic, אשר decarboxylated ועל מרת חומצת אלפא-ketoglutaric. התגובה מזורזת על ידי האנזים isocitrate. אלפא-ketoglutaric חומצה תחת השפעת האנזים 2-oxo- (אלפא-קטו) -glutaratdegidrogenazy decarboxylated, וכתוצאה מכך היווצרות של-CoA succinyl הכולל האג"ח אנרגיה.

בשנות ה succinyl-CoA הבא הצעד ידי synthetase אנזים succinyl-CoA מעביר האג"ח אנרגיה GDF (חומצה guanozindifosfatnoy). GTP (חומצת guanozintrifosfatnaya) תחת השפעתה של adenylate האנזים שולחת אג"ח GTP-אנרגית AMP (חומצת adenozinmonofosfatnoy). מחזור קרבס: הנוסחה - GTP + AMP - התמ"ג + ADP.

חומצה Succinic תחת הפעולה של דהידרוגנז succinate אנזים (LDH) הוא מתחמצן ל פומרית. קואנזים SDG הוא פלבין dinucleotide אדנין. Fumarate השפיעו אנזים fumaratgidratazy מומר חומצה מאלית, אשר בתורו הוא מתחמצן ליצירת SCHOK. בנוכחות של המערכה מגיבה אצטיל-CoA SCHOK שוב וייכלל במחזור החומצה tricarboxylic.

לפיכך, מולקולה של גלוקוז אחד נוצר כדי 38 מולקולות של ATP (שני - בשל הגליקוליזה האנאירובית, שש - כתוצאה של חמצון של שתי מולקולות של NAD · H + H +, אשר נוצרות במהלך oksireduktsii glycolytic ו 30 - בשל TCA). היעילות של 0.5 תאי-הרג. שאר האנרגיה מתפזר בצורה חומה. TCA הוא מתחמצן 16-33% חומצה לקטט, שאר המסה שלו נמצאת resynthesis של גליקוגן.