" первая часть
Фермент, катализирующий четвертую стадию цикла Кребса, - это α-кетоглутаратдегидрогеназа; этот фермент представляет собой ферментный комплекс, очень похожий на пируватдегидрогеназу. Оба состоят из 48-60 белков, в которых распознаются три различные ферментативные активности, а также имеют одинаковые ферментные кофакторы; очень похожи ферменты, потому что они действуют на одинаковые субстраты: и пируват, и l "α-кетоглутарат, являются α- кетокислоты. Механизм действия двух ферментных комплексов одинаков.
Атака пирофосфата тиамина на карбонил (C = O) "α-кетоглутарат, приводит к его декарбоксилированию и образуется карбоксигидроксипропилпроизводное. С последующим переносом на липоамид происходит внутренний окислительно-восстановительный процесс, из которого получают карбоксипроизводное липоамида или сукциниллипоамид.
Затем сукциниллипоамид реагирует с коферментом A с образованием сукцинилкофермента A (который продолжается в цикле Кребса) и восстановленного липоамида, который повторно окисляется FAD: образующийся FADH2 повторно окисляется NAD + и получается NADH. Таким образом, на этой стадии произошло второе удаление углерода из углеродного скелета в виде диоксида углерода.
Ацильная группа, связанная с коферментом A, находится в активированной форме, то есть имеет высокое содержание энергии: поэтому можно использовать энергию сукцинилкофермента A.
На пятой стадии цикла Кребса сукцинилкофермент А подвергается действию сукцинилтиокиназа; Были выдвинуты две гипотезы о его способе действия: мы опишем только одну из двух, потому что она наиболее известна. Согласно этой гипотезе, сукцинилкофермент A подвергается атаке азота гистидина (Hys) фермента: кофермент A высвобождается, и в качестве промежуточного продукта образуется аддукт, полученный из гистидина, то есть сукцинил-фермент (или сукцинил-Hys ); ортофосфат воздействует на этот промежуточный продукт, что приводит к высвобождению сукцината и образованию фосфоэнзима. Фосфоэнзим, атакованный дифосфатом гуанозина (GDP), производит гуаснозинтрифосфат (GTP), и фермент высвобождается. С энергетической точки зрения GTP = ATP: связь, обеспечивающая энергию, одинакова у обоих видов (это ангидридная связь между фосфорилом Β и фосфорилом γ). В некоторых случаях ГТФ используется как материал с высоким содержанием энергии, но обычно ГТФ превращается в АТФ под действием фермента. нуклеозид дифосфокиназа (НДПК); это фермент, обнаруженный в клетках и катализирующий следующую реакцию:
N1TP + N2DP → N1DP + N2TP
Универсальный нуклеозидтрифосфат NiTP ®
Универсальный нуклеозиддифосфат NiDP ®
Это обратимая реакция; в нашем случае бывает:
GTP + ADP → GDP + ATP
поэтому он может двигаться вправо или влево даже при небольших изменениях концентраций реагентов.
Если цикл Кребса протекает с такой скоростью, что приводит к выработке АТФ, превышающей потребность в энергии, то имеется дефицит АДФ, в то время как АТФ много: реакция, катализируемая нуклеозиддифосфокиназой, тогда, направлен влево (ГТФ накапливается, если нуклеозиддифосфокиназа не имеет достаточного субстрата, то есть АДФ). Таким образом, GTP является сигналом наличия энергии и, следовательно, замедляет цикл Кребса.
Шестая стадия цикла Кребса приводит к образованию фумарата под действием сукцинатдегидрогеназа; этот фермент дает стереоспецифическую реакцию, поскольку всегда образуется ненасыщенный (это алкен) транс, то есть фумарат (в то время как цис-изомер представляет собой малеат). Сукцинатдегидрогеназа находится на внутренней митохондриальной мембране, в то время как все другие ферменты цикла Кребса разбросаны по митохондрии.
Сукцинатдегидрогеназа имеет FAD в качестве кофактора; он ингибируется оксалоацетатом (ингибирование обратной связи), в то время как сукцинат и фумарат являются его положительным модулятором (активатором). Его активатором. Давайте попробуем понять, почему, перейдя к финальной стадии цикла Кребса. Цикл Кребса требует энергии, поэтому единственная возможность получить оксалоацетат от пациента заключается в том, что его концентрация очень высока: малат является одним из метаболитов с самой высокой концентрацией в клетках. Реакции, которая превращает малат в оксалоацетат, также способствует тот факт, что концентрация оксалоацетата поддерживается низкой под действием цитрат-синтазы. Таким образом, реакция, катализируемая сукцинатдегидрогеназой, является реакцией самоподдержания, и это единственный способ осуществить превращение малата в оксалоацетат.
Концентрация митохондриального малата должна быть совместима с концентрацией цитоплазматического малата: только когда концентрация митохондриального малата настолько высока, чтобы гарантировать преобразование малата в оксалоацетат (в цикле Кребса), малат также можно использовать в другие пути (которые являются цитоплазматическими): в цитоплазме малат может быть преобразован в оксалоацетат, из которого может быть получен аспартат под действием GOT (это трансаминаза) или глюкозы посредством глюконеогенеза.
Возвращаемся к седьмой стадии цикла Кребса, она катализируется ферментом. фумарази: вода добавляется стереоспецифическим образом для получения L-малата.
На последней стадии цикла Кребса, о которой мы уже говорили, действие малатдегидрогеназа. Этот фермент использует молекулу НАД + для своего каталитического действия.
На этом мы закончили описание различных стадий цикла Кребса.
Цикл Кребса полностью обратим.
Чтобы увеличить скорость цикла Кребса, можно увеличить концентрацию метаболитов, присутствующих в этом цикле; одна из стратегий увеличения скорости цикла Кребса состоит в преобразовании части пирувата, поступающего в митохондрии, в оксалоацетат (под действием пируваткарбоксилазы), а не в превращении всего этого в ацетилкофермент A: таким образом увеличивается концентрация оксалоацетата, который является метаболитом цикла Кребса и, следовательно, увеличивает скорость всего цикла.
В цикле Кребса три NAD + превращаются в три NADH и один FAD в FADH2, и, кроме того, получается GTP: направляя восстанавливающую силу, полученную из цикла Кребса, дополнительно производится АТФ; в дыхательной цепи восстанавливающая сила передается от НАДН и ФАДН2 к кислороду: эта передача происходит благодаря ряду ферментов, расположенных на митохондриальной мембране, которые в своем действии приводят к выработке АТФ.
Процессы дыхательной цепи - это экзэргонические процессы, и высвобождаемая энергия используется для производства АТФ; цель клетки - использовать экзэргонические процессы для синтеза АТФ. Для каждой молекулы НАДН, которая входит в дыхательную цепь, получается 2,5 молекулы АТФ и для каждого FADH2 получается 1,5 молекулы АТФ; это разнообразие связано с тем, что FADH2 входит в дыхательную цепь на более низком уровне, чем NADH.
При снижающей способности аэробного метаболизма получается 30-32 АТФ (219-233 ккал / моль) с эффективностью около 33% (эффективность анаэробного метаболизма составляет около 2%).
