Начало этого цикла – взаимодействие ацетил-КоА со щавелевоуксусной кислотой (ЩУК, или оксалоацетат). Активный центр фермента цитратсинтетазы способствует отрыву протона от метильной группы ацетил-КоА и образовавшийся карбанион атакует карбонильный атом углерода ЩУК с образование трикарбоновой лимонной кислоты (цитрата) (реакция 1). Источником энергии в данной реакции служит энергия макроэргической связи в ацетил-КоА.

В ходе дальней реакции происходит изомеризация цитрата в изоцитрат через промежуточную кислоту – цис-аконитовую (реакции 2 и 3). Затем идет третья реакция – изоцитратдегидрогеназная. Подобно первой эта реакция является необратимой и сопровождается она образованием a-кетоглутаровой кислоты (a-оксоглутарата) (реакция 4). Коферментом данной реакции выступает НАД+, а кофактором – Мg2+. Это первая реакция в цикле на которой образуется восстановленный НАДН.Н+. Кроме того, она является регулирующей для всего ЦТК (АДФ и НАД+ - активируют, АТФ и НАДН.Н+ - угнетают).

Следующая реакция – превращение a-кетоглутарата в сукцинил-КоА. Данная реакция сходна с пируватдегидрогеназной и также катализируется комплексом трех ферментов и пяти коферментов. В результате такого окислительного декарбоксилирования образуется макроэргическое соединение – сукцинил-КоА и синтезируется еще одна молекула НАДН.Н+ (реакция 5).

Сукцинилтиокиназа катализирует гидролиз сукцинил-КоА, при этом энергия макроэргического соединения сохраняется в результате синтеза гуанозинтрифосфата (ГТФ), клеточного аналога АТФ (реакция 6). Реакция протекает по механизму субстратного фосфорилирования.

Следующая стадия называется сукцинатдегидрогеназной и катализируется соответствующим ферментом – сукцинатдегидрогеназой (СДГ) (реакция 7). Акцептором водорода в данной реакции является кофермент ФАД. Особенностью СДГ является абсолютная стереоспецифичность при тщеплении атомов водорода только в транс-положении, в результате образуется только транс-изомер – фумаровая кислота (фумарат). Другая особенность СДГ – связь с мембранами митохондрий, в то время как остальные ферменты ЦТК находятся в растворенном состоянии в митохондриальном матриксе.

Реакцию гидратации фумарата до малата (янтарной кислоты) (реакция 8) катализирует фумараза, а последняя реакция - малатдегидрогеназная (реакция 9) – приводит к превращению малата вновь в оксалоацетат (ЩУК). Таким образом, цикл замыкается. Эта реакция также является НАД+-зависимой и сопровождается высвобождением последней молекулы НАДН.Н+.

Вся сложная система ферментов, обслуживающих ЦТК, теснейшим образом связанная с си­стемой переносчиков электронов и протонов, локализована в митохондриях. Атомы водорода, полученные от субстратов в цик­ле, передаются от НАДН.Н+ или восстановленного флавопротеина (ФАДН2) по цепи оксидоредуктаз и в конце концов попадают на атом кислорода с дальнейшим образованием молекул воды.

В результате всех трех стадий процесса катаболизма глюкозы по дихотомическому пути – гликолиз, окислительное декарбоксилирование пирувата и ЦТК – последняя полностью разлагается до шести молекул СО2. Количество молекул АТФ (в том числе и ГТФ) представляет собой энергетический эффект процесса окисления:

  • на уровне гликолиза выделяется две молекулы АТФ;
  • на уровне ЦТК – две молекулы ГТФ;
  • в ходе аэробного окислительного фосфорилирования в митохондриях из 10 молекул НАДН.Н+ образуется 30 молекул АТФ, а из 2 молекул ФАДН2 – 4 молекулы АТФ.

© 2015-2019 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую скидка 15%

^ Наверх