Almasav a Krebs-ciklusban. A Krebs-ciklus a központi anyagcsereút. A Krebs-ciklus szakaszai

Mindenki tudja, hogy a szervezetnek a megfelelő működéshez számos olyan tápanyag rendszeres bevitelére van szüksége, amelyek az egészséges anyagcseréhez, és ennek megfelelően az energiatermelési és -felhasználási folyamatok egyensúlyához szükségesek. Az energiatermelés folyamata, mint tudják, a mitokondriumokban zajlik, amelyeket ennek a tulajdonságnak köszönhetően a sejtek energiaközpontjainak neveznek. És a sorrend kémiai reakciók, amely lehetővé teszi, hogy energiát kapjon a test minden sejtjének munkájához, Krebs-ciklusnak nevezik.

A Krebs-ciklus – csodák, amelyek a mitokondriumokban történnek

A Krebs-cikluson (más néven TCA - trikarbonsavak ciklusán) keresztül kapott energia az egyes sejtek szükségleteire megy el, amelyek viszont testünk különböző szöveteit, és ennek megfelelően szerveinket és rendszereinket alkotják. Mivel a test egyszerűen nem létezhet energia nélkül, a mitokondriumok folyamatosan azon dolgoznak, hogy a sejteket folyamatosan ellátják a szükséges energiával.

Adenozin-trifoszfát (ATP) - ez a vegyület az univerzális energiaforrás, amely minden ember áramlásához szükséges biokémiai folyamatok a testünkben.

A TCA a központi anyagcsereút, melynek eredményeként a metabolitok oxidációja teljessé válik:

• zsírsavak;
• aminosavak;
• monoszacharidok.

Az aerob bomlás során ezek a biomolekulák kisebb molekulákra bomlanak, amelyeket energiatermelésre vagy új molekulák szintézisére használnak fel.

A trikarbonsav körfolyamat 8 szakaszból áll, azaz. reakciók:

1. Citromsav képződése:

2. Izocitronsav képződése:

3. Izocitsav dehidrogénezése és közvetlen dekarboxilezése.

4. Az α-ketoglutársav oxidatív dekarboxilezése

5. Szubsztrát foszforiláció

6. Dehidrogénezés borostyánkősav szukcinát-dehidrogenáz

7. Almasav képződése a fumaráz enzim által

8. Az oxálacetát képződése

Így a Krebs-ciklust alkotó reakciók befejeződése után:

• egy molekula acetil-CoA (amely a glükóz lebomlása során keletkezik) két molekula szén-dioxiddá oxidálódik;
• három NAD molekula redukálódik NADH-vá;
• egy FAD molekula FADH 2 -re redukálódik;
• egy molekula GTP (egyenértékű az ATP-vel) termelődik.

A NADH és FADH 2 molekulák elektronhordozóként működnek, és a glükóz metabolizmus következő lépésében, az oxidatív foszforilációban ATP előállítására használják őket.

A Krebs-ciklus funkciói:

• katabolikus (az üzemanyag-molekulák acetil-maradványainak oxidációja az anyagcsere végtermékeivé);
• anabolikus (a Krebs-ciklus szubsztrátjai - a molekulák szintézisének alapja, beleértve az aminosavakat és a glükózt);
• integratív (CTK - kapcsolat az anabolikus és katabolikus reakciók között);
• hidrogén donor (3 NADH.H + és 1 FADH 2 szállítása a mitokondriumok légzőláncába);
• energia.

A Krebs-ciklus normál lefolyásához szükséges elemek hiánya komoly problémákat okozhat a szervezetben az energiahiány miatt.

A metabolikus rugalmasságnak köszönhetően a szervezet nem csak a glükózt képes energiaforrásként felhasználni, hanem a zsírokat is, amelyek lebontása során piruvinsavat képező (a Krebs-ciklusban részt vevő) molekulák is keletkeznek. Így a megfelelően áramló CTC energiát és építőelemeket biztosít új molekulák kialakulásához.

Rövid történelmi információk

Kedvenc ciklusunk a CTC, vagyis a trikarbonsavak ciklusa - élet a Földön és a Föld alatt és a Földben... Állj meg, de általában ez a legcsodálatosabb mechanizmus - univerzális, ez a bomlás oxidációja. szénhidrátok, zsírok, fehérjék termékei az élő szervezetek sejtjeiben, ennek eredményeként energiához jutunk szervezetünk tevékenységéhez.

Ezt a folyamatot maga Hans Krebs fedezte fel, amiért Nobel-díjat kapott!

1900. augusztus 25-én született a németországi Hildesheim városában. Orvosi oklevelet a Hamburgi Egyetemen szerzett, a biokémiai kutatásokat Otto Warburg vezetésével Berlinben folytatta.

1930-ban egy diákkal együtt felfedezte az ammónia semlegesítésének folyamatát a szervezetben, amely az élővilág számos képviselőjében, köztük az emberben is jelen volt. Ez a ciklus a karbamid-ciklus, más néven Krebs-ciklus #1.

Amikor Hitler hatalomra került, Hans az Egyesült Királyságba emigrált, ahol a cambridge-i és sheffieldi egyetemeken folytatja természettudományos tanulmányait. Szent-Györgyi Albert magyar biokémikus kutatásait fejlesztve betekintést nyer és elkészíti a leghíresebb 2. számú Krebs-ciklust, vagy más szóval a "Szent-Györgyi-Krebs ciklust" - 1937.

A kutatási eredményeket elküldik a "Nature" folyóiratnak, amely megtagadja a cikk közzétételét. Ezután a szöveg a hollandiai "Enzymologia" magazinba repül. Krebs 1953-ban megkapja az élettani és orvosi Nobel-díjat.

A felfedezés elképesztő volt: 1935-ben Szent-Györgyi megállapította, hogy a borostyánkősav, oxálecetsav, fumársav és almasav (mind a 4 sav az állati sejtek természetes kémiai összetevője) fokozza az oxidációs folyamatot a galamb mellizomjában. Ami felaprított.

Ebben zajlanak le az anyagcsere folyamatok a legnagyobb sebességgel.

F. Knoop és K. Martius 1937-ben azt találta, hogy a citromsav egy köztes termék, a cisz-akonitsav révén alakul izocitrinsavvá. Ezen túlmenően, az izocitromsav a-ketoglutársavvá, és ez a sav borostyánkősavvá alakítható.

Krebs észlelte a savak hatását a galamb mellizom O2 felszívódására, és feltárta a PVC oxidációjára és az acetil-koenzim A képződésére kifejtett aktiváló hatásukat. Ezenkívül a malonsav gátolta az izomban zajló folyamatokat. , amely hasonló a borostyánkősavhoz, és kompetitív módon gátolja azokat az enzimeket, amelyek szubsztrátja a borostyánkősav.

Amikor Krebs malonsavat adott a reakcióközeghez, megindult az a-ketoglutársav, citromsav és borostyánkősav felhalmozódása. Így egyértelmű, hogy az a-ketoglutársav, citromsav együttes hatása borostyánkősav képződéséhez vezet.

Hans több mint 20 anyagot vizsgált meg, de ezek nem befolyásolták az oxidációt. A kapott adatokat összehasonlítva Krebs ciklust kapott. A kutató a legelején nem tudta pontosan megmondani, hogy a folyamat citromsavval vagy izocitromsavval kezdődik, ezért "trikarbonsav-ciklusnak" nevezte el.

Most már tudjuk, hogy az első a citromsav, tehát a helyes a citrát ciklus vagy a citromsav ciklus.

Az eukariótákban a TCA-reakciók a mitokondriumokban játszódnak le, míg az 1-es kivételével az összes katalízishez szükséges enzim szabad állapotban van a mitokondriális mátrixban, kivéve a szukcinát-dehidrogenázt, amely a belső mitokondriális membránon lokalizálódik és beépül. a lipid kettős rétegbe. A prokariótákban a ciklus reakciói a citoplazmában mennek végbe.

Találkozzunk a ciklus résztvevőivel:

2) PIE – Oxaloacetát – Oxál-ecetsav:
mivel két részből áll: oxálsavból és ecetsavból.

3-4) Citromsav és izocitromsav:

5) a-ketoglutársav:

6) Szukcinil-koenzim A:

7) Borostyánkősav:

8) Fumársav:

9) Almasav:

Hogyan zajlanak a reakciók? Általában mindannyian hozzászoktunk a gyűrű megjelenéséhez, ami az alábbi képen látható. Minden az alábbi szakaszokban van felsorolva:

1. Acetil-koenzim A és oxál-ecetsav ➙ citromsav kondenzációja.

Az acetil-koenzim A átalakulása az oxál-ecetsavval történő kondenzációból származik, melynek eredményeként citromsav képződik.

A reakcióhoz nincs szükség ATP felhasználására, mivel ehhez a folyamathoz az energiát a tioéter kötés acetil-koenzim A-val történő hidrolízise biztosítja, amely makroergikus:

2. A citromsav a cisz-akonitsavon keresztül izocitromsavvá alakul.

A citromsav izomerizálódik izocitrinsavvá. A konverziós enzim - az akonitáz - először dehidratálja a citromsavat cisz-akonitsavvá, majd a vizet a metabolit kettős kötésével egyesíti, izocitricsavat képezve:

3. Az izolicitromsavat dehidrogénezve a-ketoglutársav és CO2 keletkezik.

Az izolicitromsavat egy specifikus dehidrogenáz oxidálja, melynek koenzimje a NAD.

Az oxidációval egyidejűleg az izocitromsav dekarboxileződik. Az átalakulások eredményeként α-ketoglutársav képződik.

4. Az alfa-ketoglutársav dehidratált ➙ szukcinil-koenzim A és CO2.

A következő lépés az α-ketoglutársav oxidatív dekarboxilezése.

Az α-ketoglutarát-dehidrogenáz komplex katalizálja, amely mechanizmusában, szerkezetében és hatásában hasonló a piruvát-dehidrogenáz komplexhez. Ennek eredményeként szukcinil-CoA képződik.

5. Szukcinil-koenzim A ➙ borostyánkősav.

A szukcinil-CoA szabad borostyánkősavvá hidrolizálódik, a felszabaduló energiát guanozin-trifoszfát képződése tárolja. Ez az egyetlen szakasz a ciklusban, ahol az energia közvetlenül szabadul fel.

6. A borostyánkősav dehidratált ➙ fumár.

A borostyánkősav dehidrogénezését a szukcinát-dehidrogenáz gyorsítja, koenzime a FAD.

7. Fumár hidratált ➙ almasav.

A borostyánkősav dehidrogénezése során keletkező fumársav hidratálódik és almasav képződik.

8. Az almasavat dehidrogénezzük ➙ Oxál-ecetsav - a ciklus zárva van.

A végső folyamat az almasav dehidrogénezése, amelyet a malát-dehidrogenáz katalizál;

A szakasz eredménye egy metabolit, amelyből a trikarbonsavak ciklusa kezdődik - oxál-ecetsav.

A következő ciklus 1 reakciójában újabb ml acetil-koenzim A lép be.

Hogyan emlékezzünk erre a ciklusra? Éppen!

2) Még egy hosszú vers:

A csuka acetátot evett, kiderült, citrát,
A cisakoniton keresztül izocitrát lesz.
Miután a hidrogént feladta, CO2-t veszít,
Az alfa-ketoglutarát ennek rendkívül örül.
Jön az oxidáció – a NAD ellopta a hidrogént,
TDP, koenzim A CO2.
És az energia alig jelent meg a szukcinilben,
Azonnal megszületett az ATP, és megmaradt a szukcinát.
Tehát eljutott a FAD-hoz – hidrogénre van szüksége,
A fumarát vizet ivott, és maláttá változott.
Aztán az OVER eljutott a maláthoz, hidrogént szerzett,
A CSUKA újra megjelent és csendesen elrejtőzött.

3) Az eredeti vers rövidebb:

CSUKA ACETYL LIMONIL,
De Narcissus Horse félt
Fölötte áll ISOLIMONO
ALFA - KETOGLUTARAL.
KOENZIMVEL SUCCINÁLT,
ABER FUMAROVO,
ALMA télre raktárban,
Ismét CSÜKÉ lett.

Krebs ciklus? Ami?

Ha nem ismeri, akkor ez a trikarbonsav ciklus. Érted?

Ha nem, akkor ez kulcsfontosságú lépés minden oxigént használó sejt légzésében. Egyébként Hans Krebs Nobel-díjat kapott ennek a ciklusnak a felfedezéséért.

Általában, amint Ön is tudja, ez a dolog nagyon fontos, különösen a biokémikusok számára. Érdekli őket a kérdés Hogyan lehet gyorsan megjegyezni a Krebs-ciklust?»

Így néz ki:

A Krebs-ciklus lényegében a citromsav átalakulásának lépéseit írja le. Emlékezni kell rájuk.

1. Az acetil-koenzim A kondenzációja oxálecetsavval citromsav képződéséhez vezet.
2. A citromsav a cisakonit révén izocitrinsavvá alakul.
3. Az izocitromsavat dehidrogénezve alfa-ketoglutársav és szén-dioxid keletkezik.
4. Az alfa-ketoglutársav dehidratálva szukcinil-koenzim A-t és szén-dioxidot képez.
5. A szukcinil-koenzim A borostyánkősavvá alakul.
6. A borostyánkősavat dehidratálják, így fumársav keletkezik.
7. A fumársav hidratálódik, és almasavat képez.
8. Az almasavat dehidratálják és oxálecetsavat képeznek. Ebben az esetben a ciklus le van zárva. Az acetil-koenzim A új molekulája belép a következő ciklus első reakciójába.

Valójában nem értettem mindent. Inkább az érdekel, hogyan kell emlékezni rá.

Hogyan emlékezzünk a Krebs-ciklusra? Vers!

Van egy csodálatos vers, amely lehetővé teszi, hogy emlékezzen erre a ciklusra. Ennek a versnek a szerzője a KSMU egykori hallgatója, ő komponálta még 1996-ban.

CSUKA nál nél ACETIL CITROM iszap,
De nar CIS Val vel A KOH attól féltem
Túl van rajta ISOLIMONN O
ALFA-KETOGLUTÁR Jaj.

SUCCINIL Xia KOENZIMó,
BOROSTYÁN iszap FUMAROVó,
YABLOCH ek feltöltött télre,
megfordult CSUKAó megint.

Itt a trikarbonsavciklus reakcióinak szubsztrátjai szekvenciálisan titkosítva vannak:

• ACETIL-koenzim A
• Citromsav
• cisakonitsav
• izocitrinsav
• ALFA-KETOGLUTÁRSAV
• Borostyánkő-koenzim A
• Borostyánkősav
• Fumársav
• Almasav
• PIKE (oxálecetsav)

Egy másik vers, hogy emlékezzünk a trikarbonsav ciklusra:

A csuka acetátot evett, kiderült, citrát,
A cisakoniton keresztül izocitrát lesz.

Miután a hidrogént feladta, CO2-t veszít,
Az alfa-ketoglutarát ennek rendkívül örül.

Jön az oxidáció – a NAD ellopta a hidrogént,
TDP, koenzim A CO2.

És az energia alig jelent meg a szukcinilben,
Azonnal megszületett az ATP, és megmaradt a szukcinát.

Tehát eljutott a FAD-hoz – hidrogénre van szüksége,
A fumarát vizet ivott, és maláttá változott.

Aztán az OVER eljutott a maláthoz, hidrogént szerzett,
A CSUKA újra megjelent és csendesen elrejtőzött.

Jó a vers. Természetesen továbbra is emlékeznie kell rá, akkor a kérdés: „Hogyan emlékezzünk a Krebs-ciklusra” nem fogja izgatni a hallgatókat.

Hogyan emlékezzünk a Krebs-ciklusra? Sztori!

Ezenkívül a következő dolgot javaslom - alakítsa át ezen szakaszok (savat) mindegyikét képekké és képekké:

CSUKA- oxálecetsav
AC tech harcol ETI- acetil-koenzim A
CITROM- citromsav
CIS fordulj vele KOH yami - cisaconit
vászonra rajzolva ( ISO) CITROM- izocitromsav
ALF megtartja GLU oldalsó KÁTRÁNY y - alfa-ketoglutársav
tovább SUKülsz és fűrészelsz CINI j - szukcinil-koenzim A
BOROSTYÁN- borostyánkősav
V UGH razhke IDA la - fumársav
ALMA- Almasav

Alf azték
Borostyán Yeti

A széles folyó közelében a PIKE elkezdett kiugrani a vízből, és megtámadta az aztékákat és az ETI-t, akik alulról harcoltak egymással. Miután lezuhanyozták őket CITROLLAL, az azték és a gyerekek egy tankra ültek lovakkal, és gyorsan elkezdtek kijutni innen. Nem vették észre, hogyan csapódtak be a kapuba, amelyen (ISO) citrom volt ábrázolva. A kaput belülről ALF nyitotta ki előttük, kezében egy üveg DEEP TARA. Ekkor a szukán ülő CINIKUS elkezdte dobálni őket BOROSTYA kövekkel. MARLE-val sapkák mögé bújva hőseink hatalmas ALMÁK mögé bújtak. De kiderült, hogy a CSUKA ravasznak bizonyult, és almáért várták őket.

Fú, végre befejeztem ennek a történetnek a megírását. Az a helyzet, hogy egy ilyen sztorit nagyon gyorsan kitalálni a fejedben. Szó szerint 1-2 perc. De ezt szövegben kimondani, sőt úgy, hogy mások is megértsék, teljesen más.

A Krebs-ciklus memorizálása rövidítéssel

Egy egész ananász és egy szelet szufla ma valójában az ebédem, amely megfelel a citrátnak, cisz-akonitátnak, izocitrátnak, (alfa-)ketoglutarátnak, szukcinil-CoA-nak, szukcinátnak, fumarátnak, malátnak, oxálacetátnak.

Remélem, most már megérti, hogyan emlékezhet a Krebs-ciklusra.

A huszadik század 30-as éveiben Hans Krebs német tudós tanítványával együtt a karbamid keringését tanulmányozta. A második világháború idején Krebs Angliába költözött, ahol arra a következtetésre jutott, hogy bizonyos savak katalizálják a szervezetünkben zajló folyamatokat. Ezért a felfedezéséért Nobel-díjat kapott.

Mint tudják, a test energiapotenciálja a vérünkben található glükóztól függ. Továbbá a sejtek emberi test mitokondriumokat tartalmaznak, amelyek segítenek a glükóz feldolgozásában, hogy energiává alakítsák azt. Néhány átalakulás után a glükóz „adenozin-trifoszfát” (ATP) nevű anyaggá alakul, amely a sejtek fő energiaforrása. Szerkezete olyan, hogy beépülhet egy fehérjébe, és ez a vegyület energiával látja el az összes emberi szervrendszert. A glükóz nem válik közvetlenül ATP-vé, ezért összetett mechanizmusokat alkalmaznak a kívánt eredmény eléréséhez. Ez a Krebs-ciklus.

Ha tényleg beszélsz egyszerű nyelv, akkor a Krebs-ciklus testünk minden sejtjében lezajló kémiai reakciók láncolata, amelyet ciklusnak nevezünk, mert folyamatosan folytatódik. Ennek a reakcióciklusnak a végeredménye az adenozin-trifoszfát termelése – egy olyan anyag, amely a szervezet életének energiaalapja. Más módon ezt a ciklust sejtlégzésnek nevezik, mivel a legtöbb szakasza oxigén részvételével történik. Ezenkívül megkülönböztetik a Krebs-ciklus legfontosabb funkcióját - a műanyagot (épületet), mivel a ciklus során az élet szempontjából fontos elemek keletkeznek: szénhidrátok, aminosavak stb.

A fentiek megvalósításához több mint száz különféle elemre van szükség, beleértve a vitaminokat is. Legalább az egyik hiányában vagy hiányában a ciklus nem lesz elég hatékony, ami anyagcserezavarokhoz vezet az egész emberi szervezetben.

A Krebs-ciklus szakaszai

1. Az első lépés a glükózmolekulák felosztása két piroszőlősav molekulára. A piruvicssav fontos metabolikus funkciót lát el, a máj munkája közvetlenül függ a hatásától. Bebizonyosodott, hogy ez a vegyület megtalálható egyes gyümölcsökben, bogyókban és még a mézben is; sikeresen alkalmazzák a kozmetológiában az elhalt hámsejtek (gommage) leküzdésére. Valamint a reakció eredményeként laktát (tejsav) képződhet, amely a harántcsíkolt izmokban, a vérben (pontosabban a vörösvértestekben) és az emberi agyban van jelen. Fontos eleme a szív munkájának és idegrendszer. Dekarboxilezési reakció megy végbe, vagyis az aminosavak karboxil (sav) csoportjának hasítása, melynek során A koenzim képződik - a szénszállítás funkcióját tölti be különböző anyagcsere-folyamatokban. Egy oxálacetát (oxálsav) molekulával kombinálva citrátot kapunk, amely puffercserékben jelenik meg, azaz „önmagán” transzferálódik. hasznos anyag szervezetünkben, és segíti ezek felszívódását. Ebben a szakaszban az A koenzim teljesen felszabadul, plusz egy vízmolekulát kapunk. Ez a reakció visszafordíthatatlan.
2. A második szakaszt a citrátból történő dehidrogénezés (vízmolekulák hasítása) jellemzi, amely cisz-akonitát (akonitsav) eredményez, amely segít az izocitrát képződésében. Egy adott anyag koncentrációja felhasználható például a gyümölcs vagy gyümölcslé minőségének meghatározására.
3. Harmadik szakasz. Itt egy karboxilcsoportot választanak le az izocitricsavtól, ami ketoglutáransavat eredményez. Az alfa-ketoglutarát részt vesz a bejövő élelmiszerekből származó aminosavak felszívódásának javításában, javítja az anyagcserét és megelőzi a stresszt. NADH is képződik - olyan anyag, amely szükséges a sejtekben az oxidatív és metabolikus folyamatok normál lefolyásához.
4. A következő szakaszban a karboxilcsoport elválasztásakor szukcinil-CoA képződik, amely az anabolikus anyagok (fehérjék stb.) képződésének legfontosabb eleme. Van egy hidrolízis folyamat (kombináció egy vízmolekulával), és az ATP energiája szabadul fel.
5. A következő szakaszokban a ciklus elkezd zárulni, azaz A szukcinát ismét elveszít egy vízmolekulát, amely fumaráttá alakítja (olyan anyag, amely elősegíti a hidrogén átvitelét a koenzimekbe). A fumaráthoz vizet adnak és malát (almasav) keletkezik, oxidálódik, ami ismét oxálacetát megjelenéséhez vezet. Az oxaloacetát pedig katalizátorként működik a fenti folyamatokban, koncentrációja a sejt mitokondriumában állandó, ugyanakkor meglehetősen alacsony.

Így ennek a ciklusnak a legfontosabb funkciói megkülönböztethetők:

• energia;
• anabolikus (szintézis szerves anyag- aminosavak, zsíros fehérjék stb.);
• katabolikus: bizonyos anyagok átalakítása katalizátorokká - olyan elemekké, amelyek hozzájárulnak az energiatermeléshez;
• transzport, főként a sejtek légzésében részt vevő hidrogén szállítása.