Стих про цикл кребса


Как запомнить Цикл Кребса: 2 стиха для запоминания

Цикл Кребса? Что это такое?

Если вы не в курсе, то это — цикл трикарбоновых кислот. Понятнее?

Если нет, то это — ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород. Кстати, за открытие этого цикла Ганс Кребс получил Нобелевскую премию.

Вообщем, как вы поняли, эта штука очень важная, особенно для биохимиков. Именно им интересен вопрос «Как быстро запомнить цикл Кребса?»

Вот как он выглядит:

По сути Цикл Кребса описывает этапы превращения лимонной кислоты. Их и нужно запомнить.

Вот они:

  1. Конденсация ацетил-коэнзима А со щавелевоуксусной кислотой приводит к образованию лимонной кислоты.
  2. Лимонная кислота превращается в изолимонную через цисаконитовую.
  3. Изолимонная кислота дегидрируется с образованием альфа-кетоглутаровой и углекислого газа.
  4. Альфа-кетоглутаровая кислота дегидрируется с образованием сукцинил-коэнзима А и углекислого газа.
  5. Сукцинил-коэнзим А превращается в янтарную кислоту.
  6. Янтарная кислота дегидрируется с образованием фумаровой.
  7. Фумаровая кислота гидратируется с образованием яблочной.
  8. Яблочная кислота дегидрируется с образованием щавелевоуксусной. При этом цикл замыкается. В первую реакцию следующего цикла вступает новая молекула ацетил-коэнзима А.

Я, на самом деле, не всё понял. Мне больше интересно про то, а как это запомнить.

Как запомнить Цикл Кребса? Стих!

Есть замечательный стих, который позволяет запомнить этот цикл. Автор данного стиха бывшая студентка КГМУ, сочинила его ещё в 1996 году.

ЩУКу АЦЕТИЛ ЛИМОНил,
Но нарЦИСсА КОНь боялся,
Он над ним ИЗОЛИМОННо
АЛЬФА-КЕТОГЛУТАРался.

СУКЦИНИЛся КОЭНЗИМом,
ЯНТАРился ФУМАРОВо,
ЯБЛОЧек припас на зиму,
Обернулся ЩУКой снова.

Здесь последовательно зашифрованы субстраты реакций цикла трикарбоновых кислот:

  • ЩУК (щавелевоуксусная кислота)
  • АЦЕТИЛ-коэнзим А
  • ЛИМОНная кислота
  • ЦИСАКОНитовая кислота
  • ИЗОЛИМОННая кислота
  • АЛЬФА-КЕТОГЛУТАРовая кислота
  • СУКЦИНИЛ-КОЭНЗИМ A
  • ЯНТАРная кислота
  • ФУМАРОВая кислота
  • ЯБЛОЧная кислота
  • ЩУК (щавелевоуксусная кислота)

Ещё один стих для запоминания цикла трикарбоновых кислот:

ЩУКа съела ацетат, получается цитрaт,
Через цисaконитaт будет он изоцитрaт.

Вoдoрoды отдaв НАД, oн теряет СО2,
Этoму безмернo рaд aльфa-кетоглутaрaт.

Окисление грядет — НАД похитил вoдoрoд,
ТДФ, коэнзим А забирают СО2.

А энергия едва в сукциниле пoявилась,
Сразу АТФ рoдилась и oстался сукцинат.

Вот дoбрался он дo ФАДа — вoдoрoды тому надo,
Фумарат воды напился, и в малат oн превратился.

Тут к малату НАД пришел, вoдoрoды приобрел,
ЩУКа снoва oбъявилась и тихoнькo затаилась.

Стих — это неплохо. Его, конечно, еще запомнить надо, тогда вопрос: «Как запомнить цикл Кребса» волновать студентов не будет.

Как запомнить Цикл Кребса? История!

Я вдобавок предлагаю вот какую штуку — каждую из этих стадий (кислоту) преобразовать в образы и картинки:

ЩУКА — щавелевоуксусная кислота
АЦтек сражается с ЕТИ — ацетил-коэнзим А
ЛИМОН — лимонная кислота
ЦИСтерна с КОНями — цисаконитовая
Рисованный на холсте (ИЗО) ЛИМОН — изолимонная кислота
АЛЬФ держит ГЛУбокую ТАРу — альфа-кетоглутаровая кислота
на СУКу сидит и пилит его ЦИНИк — сукцинил-коэнзим А
ЯНТАРЬ — янтарная кислота
в ФУражке МАРля — фумаровая кислота
ЯБЛОКО — яблочная кислота

Добавил картинок, которые могут вызвать сомнения, чтобы вы уж знали наверняка кто есть кто:


Теперь вам нужно соединить их последовательно друг с другом. И тогда Цикл Кребса запомнится следующим образом.

Возле широкой реки ЩУКИ стали выпрыгивать из воды и нападать на АЦтека и ЕТИ, которые из без низ сражались друг с другом. Закидав их ЛИМОНами ацтек и ети сели на цистерну с конями и побыстрее стали убираться с этого места. Они не заметили как врезались в ворота, на которых был изображен(ИЗО) ЛИМОН. Изнутри ворота им открыл АЛЬФ, держащий стеклянную ГЛУбокую ТАРу. В это время сидящий на СУКу ЦИНИк стал забрасывать их ЯНТАРНыми камнями. Прикрываясь ФУражками с МАРлей наши герои спрятались за огромные ЯБЛОКи. Но оказывается ЩУКи оказались хитрыми и поджидали их за яблоками.

Фууф, наконец-то дописал эту историю. Дело в том, что придумать такую историю в голове — очень быстро. Буквально 1-2 минуты. А вот изложить её текстом, да ещё так, чтобы поняли окружающие это совсем другое.

Запоминание цикла Кребса акронимом

Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед, что соответствует— цитрат, цис-аконитат, изоцитрат, (альфа-)кетоглутарат, сукцинил-CoA, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат.

Надеюсь, теперь вам понятно, как можно запомнить Цикл Кребса.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google

Telegram

zapomnivse.com

Цикл Кребса или как запомнить «золотое кольцо» биохимии | MEDFORO.RU

Краткие исторические сведения

Наш любимый цикл – ЦТК, или Цикл трикарбоновых кислот – жизнь на Земле и под Землей и в Земле… Стоп, а вообще это самый удивительный механизм – он универсален, является путем окисления продуктов распада углеводов, жиров, белков в клетках живых организмов, в результате получаем энергию для деятельности нашего тела.

Открыл этот процесс собственно Кребс Ганс, за что и получил Нобелевскую премию!

Родился он в августе 25 - 1900 года в Германии город Хильдесхайм. Получил медицинское образование Гамбургского университета, продолжил биохимические исследования под руководством Отто Вaрбурга в Берлине.

В 1930 открыл вместе со студентом своим процесс обезвреживания аммиака в организме, который был у многих представителей живого мира, в том числе и человека. Этот цикл – цикл образования мочевины, который также известен под именем цикла Кребса №1.

Когда к власти пришел Гитлер, Ганс эмигрировал в Великобританию, где продолжает заниматься наукой в Кембриджском и Шеффилдском университетах. Развивая исследования биохимика из Венгрии Альберта Сент-Дьёрди, получает озарение и делает самый знаменитый цикл Кребса № 2, или по-другому "цикл Сент-Дьёрди – Кребса" - 1937.

Результаты исследований посылаются в журнал "Nature", который отказывает в напечатании статьи. Тогда текст перелетает в журнал "Enzymologia" в Голландии. Кребс получает Нобелевскую премию в 1953 по физиологии и медицине.

Открытие было удивительным: в 1935 Сент-Дьёрди находит, что янтарная, оксалоуксусная, фумаровая и яблочная кислоты (все 4 кислоты - естественные химические компоненты клеток животных) усиливают процесс окисления в грудной мышце голубя. Которая была измельчена.

Именно в ней процессы метаболические идут с наибольшей скоростью.

Ф. Кнооп и К.Мартиус в 1937 году находят, что лимонная кислота превращается в изолимонную через продукт промежуточный, цис – аконитовую кислоту. Кроме того изолимонная кислота могла превращаться в а-кетоглутаровую, а та – в янтарную.

Кребс заметил действие кислот на поглощение О2 грудной мышцей голубя и выявил из активирующее действие на окисление ПВК и образование Ацетил-Коэнзима А. Кроме того процессы в мышце угнетались малоновой кислотой, которая похожа на янтарную и могла конкурентно ингибировать ферменты, у которых субстрат – янтарная кислота.

Когда Кребс добавлял малоновую кислоту к среде реакции, то начиналось накопление а-кетоглутаровой, лимонной и янтарной кислот. Таким образом понятно, что действие совместное а-кетоглутаровой, лимонной кислот приводит к образованию янтарной.

Ганс исследовал еще более 20 веществ, но они не влияли на окисление. Сопоставив полученные данные, Кребс получил цикл. В самом начале исследователь не мог точно сказать начинается процесс с лимонно или изолимонной кислоты, поэтому назвал "цикл трикарбоновых кислот".

Сейчас мы знаем, что первой является лимонная кислота, поэтому правильно - цитратный цикл или цикл лимонной кислоты.

У эукариот реакции ЦТК протекают в митохондриях, при этом все ферменты для катализа, кроме 1, содержатся в свободном состоянии в матриксе митохондрии, исключение - сукцинатдегидрогеназа - локализуется на внутренней мембране митохондрии, встраивается в липидный бислой. У прокариот реакции цикла протекают в цитоплазме.

Познакомимся с участниками цикла:

1) Ацетил-Коэнзим А

- ацетильная группа - Acetyl group
- коэнзим А - Coenzyme A:

2) ЩУК – Оксалоацетат - Щавелево-Уксусная кислота

как бы состоит из двух частей: щавелевая и уксусная кислота.

3-4) Лимонная и Изолимонная кислоты

5) а-Кетоглутаровая кислота

6) Сукцинил-Коэнзим А

7) Янтарная кислота

8) Фумаровая кислота

9) Яблочная кислота

Как же происходят реакции?

В целом мы все привыкли к виду кольца, что и представлено снизу на картинке. Еще ниже все расписано по этапам:

1. Конденсация Ацетил-Коэнзима А и Щавелево-Уксусной кислоты ➙ лимонная кислота

Превращение Ацетил-Коэнзима А берут начало с конденсации со Щавелево-Уксусной кислотой, в результате образуется лимонная кислота.

Реакция не требует расхода АТФ, так как энергия для этого процесса обеспечивается в результате гидролиза тиоэфирной связи с Ацетил-Коэнзимом А, которая является макроэргической:

2. Лимонная кислота через цис-аконитовую переходит в изолимонную

Происходит изомеризация лимонной кислоты в изолимонную. Фермент превращения - аконитаза - дегидратирует вначале лимонную кислоту с образованием цис-аконитовой кислоты, потом соединяет воду к двойной связи метаболита, образуя изолимонную кислоту:

3. Изолимонная дегидрируется с образованием а-кетоглутаровой и СО2

Изолимонная кислота окисляется специфической дегидрогеназой, кофермент которой - НАД.

Одновременно с окислением идет декарбоксилирование изолимонной кислоты. В результате превращений образуется α-кетоглутаровая кислота.

4. Альфа-кетоглутаровая кислота дегидрируется ➙ сукцинил-коэнзим А и СО2

Следующая стадия - окислительное декарбоксилирование α-кетоглутаровой кислоты.

Катализируется α-кетоглутаратдегидрогеназным комплексом, который аналогичен по механизму, структуре и действию пируватдегидрогеназному комплексу. В результате образуется сукцинил-КоА.

5. Сукцинил-коэнзим А ➙ янтарная кислота

Сукцинил-КоА гидролизуется до свободной янтарной кислоты, выделяющаяся энергия сохраняется путем образования гуанозинтрифосфата. Эта стадия - единственная в цикле, прикоторой прямо выделится энергия.

6. Янтарная кислота дегидрируется ➙ фумаровая

Дегидрирование янтарной кислоты ускоряется сукцинатдегидрогеназой, коферментом ее является ФАД.

7. Фумаровая гидратируется ➙ яблочная

Фумаровая кислота, которая образуется при дегидрировании янтарной кислоты, гидратируется и образуется яблочная.

8. Яблочная кислота дегидрируется ➙ Щавелево-Уксусная - цикл замыкается

Заключительный процесс - дегидрирование яблочной кислоты, катализируемое малатдегидрогеназой;

Результат стадии - метаболит, с которого начинается цикл трикарбоновых кислот - Щавелево-Уксусная кислота.


В 1 реакцию следующего цикла вступит другая м-ла Ацетил-Коэнзима А.

Как запомнить этот цикл? Просто!

1) Очень образное выражение:
Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед, что соответствует— цитрат, цис-аконитат, изоцитрат, (альфа-)кетоглутарат, сукцинил-CoA, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат.

2) Другое длинное стихотворение:

ЩУКа съела ацетат, получается цитрaт,
Через цисaконитaт будет он изоцитрaт.
Вoдoрoды отдaв НАД, oн теряет СО2,
Этoму безмернo рaд aльфa-кетоглутaрaт.
Окисление грядет — НАД похитил вoдoрoд,
ТДФ, коэнзим А забирают СО2.
А энергия едва в сукциниле пoявилась,
Сразу АТФ рoдилась и oстался сукцинат.
Вот дoбрался он дo ФАДа — вoдoрoды тому надo,
Фумарат воды напился, и в малат oн превратился.
Тут к малату НАД пришел, вoдoрoды приобрел,
ЩУКа снoва oбъявилась и тихoнькo затаилась.

3) Оригинальное стихотворение – покороче:

ЩУКу АЦЕТИЛ ЛИМOНил,
Нo нарЦИСсA КOНь боялся,
Oн над ним ИЗOЛИМOННо
AЛЬФA - КЕТOГЛУТAРался.
CУКЦИНИЛся КOЭНЗИМом,
ЯНТAРился ФУМАРOВo,
ЯБЛОЧек припаc на зиму,
Обернулcя ЩУКой снова.

medforo.ru

Как выучить цикл Кребса | Школьные файлы SchoolFiles.net


Как легко выучить цикл Кребса. Мнемоника и стихи
Биохимия
Все мы, будучи студентами медицинских вузов, прилагали много усилий, чтобы выучить цикл Кребса. Некоторым это давалось легче, другим труднее, но делать это приходилось всем.В этой статье мы вспомним, что же такое цикл Кребса и узнаем, как можно его легко выучить.Итак, цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот) – циклический биохимический анаэробный процесс, в ходе которого освобождается водород и, окисляясь до воды, принимает участие в синтезе АТФ.За открытие цикла трикарбоновых кислот, что является центром, в котором сходятся практически все метаболические пути, Ганс Кребс получил Нобелевсую премию.У эукариот цикл Кребса происходит внутри митохондрий, а у прокариот – в цитоплазме.Перейдем к изучению. Для начала необходимо запомнить, какие же кислоты берут участие в цикле Кребса. В этом нам поможет следующее предложение:Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед, что соответствует ряду — цитрат, (цис-)аконитат, изоцитрат, (альфа-)кетоглутарат, сукцинил-CoA, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат.
Мнемонический стих для легкого запоминания цикла Кребса:
Щуку ацетил лимонил,Но нарцисса конь боялся,Он над ним изолимонноАльфа-кетоглутарался.Сукцинился коэнзимом,Янтарился фумарово,Яблочек припас на зиму,Обернулся щукой снова.(щавелевоуксусная кислота, лимонная кислота, цис-аконитовая кислота, изолимонная кислота, α-кетоглутаровая кислота, сукцинил-KoA, янтарная кислота, фумаровая кислота, яблочная кислота, щавелевоуксусная кислота).автор — ассистент кафедры биохимии КГМУ Е. В. ПаршковаВторой вариант стиха о цикле Кребса:
ЩУКа съела ацетат, получается цитратчерез цисаконитат будет он изоцитратводороды отдав НАД, он теряет СО2этому безмерно рад альфа-кетоглутаратокисление грядет — НАД похитил водородТДФ, коэнзимА забирают СО2а энергия едва в сукциниле появиласьсразу АТФ родилась и остался сукцинатвот добрался он до ФАДа — водороды тому надофумарат воды напился, и в малат он превратилсятут к малату НАД пришел, водороды приобрелЩУКа снова объявилась и тихонько затаиласьОбновление:Еще один вариант стиха о цикле Кребса. Спасибо Сергею Красняку (ser00712)Лимонная, Цис-Аконит...,Изолимонной говорит,Что Щавеле-Янтарная,Давно -Альфа-кетоглутаровая...,И если та последняя,Не в сукцинил-КоА,ТО будет та янтарнаяГулять вдвоем с фумаровой,И вместе им достанетсяОт яблок кислота…

А я еще в студенчестве в 1978 далеком году запоминал цикл Кребса таким своим стишком:Лимонная, Цис-Аконит...,Изолимонной говорит,Что Щавеле-Янтарная,Давно -Альфа-кетоглутаровая...,И если та последняя,Не в сукцинил-КоА,ТО будет та янтарнаяГулять вдвоем с фумаровой,И вместе им достанетсяОт яблок кислота…

Приложенные файлы

schoolfiles.net

Цикл Кребса ☑️ в чем суть, схема, реакции, где и что происходит в митохондриях, для чего нужен, ферменты, формула, значение для клеточного дыхания и обмена веществ, механизм и функции процесса

История изучения

Биологическая роль некоторых реакций цикла Кребса (ЦК) была изучена американским биохимиком венгерского происхождения Альбертом Сент-Дьердьи. В частности, он выделил ключевой компонент ЦТК — фумарат. Исследования в этом направлении продолжил Ганс Кребс. В итоге он установил всю последовательность реакций и соединений, образующиеся на всех этапах процесса. Ученый не смог определить, с преобразования какой кислоты начинается цикл — лимонной или изолимонной. Сейчас известно, что это лимонная кислота. Поэтому ЦК называют также цитратным или циклом лимонной кислоты.

Позднее американец Альберт Ленинджер, занимающийся биоэнергетикой, определил, что все реакции ЦК протекают в митохондриях клеток. С получением доступа к изотопам углерода появилась возможность более досконального изучения и уточнения данных о промежуточных соединениях на разных этапах цикла.

С пищей в организм поступают три основные группы сложных биохимических соединений — белки, жиры и углеводы. Они являются первичными метаболитами, потому что участвуют в обмене веществ или в метаболизме. Этот процесс происходит между любыми живыми клетками и окружающей средой непрерывно. Суть цикла Кребса заключается в том, что он является областью схождения двух путей метаболизма. Это следующие процессы:

  • катаболизм, при котором происходит распад более сложных веществ на простые, в частности, глюкозы на моносахариды;
  • анаболизм — синтез сложных веществ из простых, например, белков из аминокислот.

После попадания в пищеварительную систему сложные вещества расщепляются под действием ферментов на более простые, которые внутри клеток превращаются сначала в пируват (пировиноградную кислоту), а затем — в ацетильный остаток. Все эти преобразования можно назвать подготовкой к ЦК, а образование остатка — его запуском или начальным этапом.

Дальнейшие стадии цикла трикарбоновых кислот являются частью катаболизма. Процесс идет каскадно. Каждый предыдущий этап запускает последующий, а промежуточные продукты химических реакций служат не только для продолжения цикла, но и при определенных потребностях организма могут пополнять запасы веществ, необходимых для синтеза новых соединений (анаболизма).

Клеточное дыхание

Для нормальной жизнедеятельности живым клеткам постоянно требуется энергия. Ее главный универсальный источник — аденозинтрифосфат (АТФ), способный встраиваться в белки организма напрямую. Это соединение получается в результате ряда реакций окисления, носящих общее название «клеточное дыхание». При этом происходит постепенный распад органических веществ вплоть до простейших неорганических — углекислого газа CO2 и воды h3O.

Структурное строение молекул АТФ содержит фосфорангидридные связи, которые имеют свойство накапливать высвобожденную при прохождении реакций клеточного дыхания энергию, поэтому называются макроэргическими. Так создаются энергетические запасы клеток, которые могут высвобождается при необходимости разрывом этих связей. Процесс синтеза АТФ и класса вспомогательных соединений включает три этапа:

  1. Гликолиз происходит в цитоплазме.
  2. В матриксе митохондрий проходят все химические реакции цикла Кребса.
  3. Окислительное фосфорилирование на внутренней мембране митохондрий.

Преобразование аденозиндифосфата (АДФ) в АТФ характерно для всех этапов. Но наибольшее суммарное количество молекул с макроэргическими связями образуется при фосфорилировании. Это не значит, что процессы гликолиза и ЦК менее важны. Многие соединения, образующиеся во время их протекания, участвуют в регуляции клеточного дыхания.

Описание процесса

Протекание ЦК достаточно экономно с точки зрения энергозатрат. Такой эффект достигается благодаря тому, что он связывает два метаболических направления. В процесс вовлекаются вещества, подлежащие утилизации, которые либо служат энергетическим «топливом», либо возвращаются в круг анаболизма. Подготовительная стадия ЦК заключается в распаде глюкозы, аминокислот и жирных кислот на молекулы пирувата или лактата.

Органеллы митохондрий способны преобразовывать пируват в ацетильный остаток (ацетил-коэнзим А или ацетил-КоА), представляющий собой вместе с тиольной группой, которая может его переносить, кофермент А. Некоторое соединения могут сразу распадаться до ацетил-КоА, минуя стадию пирувата. При этом пировиноградная кислота может вовлекаться непосредственно в ЦК, не преобразуясь в ацетил-КоА.

Начальные этапы

Первая стадия необратима и состоит из конденсации ацетил-КоА с четырехуглеродным веществом — оксалоацетатом (щавелевоуксусной кислотой или ЩУК), что приводит к образованию шестиуглеродного цитрата (лимонной кислоты). Во время реакции метильная группа ацетил-КоА соединяется с карбонильной группой ЩУК. Благодаря быстрому гидролизу промежуточного соединения цитроил-КоА этот этап проходит без затрат энергии извне.

На второй стадии образуется изоцитрат (изолимонная кислота) из цитрата через цис-аконитат. Это реакция обратимой изомеризации через образование промежуточной трикарбоновой кислоты, в которой катализатором выступает фермент аконитатгидратаза.

Далее происходит дегидрирование и декарбоксилирование изоцитрата до промежуточного соединения оксалосукцинат с выделением углекислого газа. После декарбоксилирования оксалосукцината образуется енольное соединение, которое перестраивается и превращается в пятиуглеродную кислоту — α-кетоглутарат (оксоглутарата), чем и завершает третью ступень ЦК. Четвертый этап — α-кетоглутарат декарбоксилирует и реагирует с ацетил-КоА. При этом получается сукцинил-КоА, соединение янтарной кислоты и коэнзима-А, выделяется СО2.

Замыкание цикла

На пятой стадии сукцинил-КоА преобразуется в сукцинат (янтарную кислоту). Для этого этапа характерно субстратное фосфолирование, подобное синтезу АТФ при гликолизе. Введение в ЦК фосфорной группы РО3 становится возможным благодаря присутствию фермента ГДФ (гуанозиндифосфата) или АДФ (аденозиндифосфата), которые в процессе синтеза сукцината из дифосфатов становятся трифосфатами.

Начиная с шестой стадии, цикл начинает постепенно замыкаться. Сначала сукцинат под действием каталитического фермента сукцинатдегидрогеназы дегидрирует до фумарата. Дальнейшее дигидрирование приводит к седьмому этапу — образованию L-малата (яблочной кислоты) из фуратата через переходное соединение с карбанионом.

Последняя реакция цикла трикарбоновых кислот малат окисляется до щавелевоуксусной кислоты. Первая стадия следующего ЦК начинается с новой молекулы ацетил-КоА.

Значение и функции

Этот восьмиэтапный циклический процесс, итогом которого является окисление ацетильного остатка до углекислого газа, может показаться излишне сложным. Тем не менее, он имеет огромное значение в метаболизме промежуточных реакций и выполняет ряд функций. К ним относятся:

  • энергетическая;
  • анаболическая;
  • катаболическая;
  • транспортная.

Цикл Кребса участвуют в катаболизме жиров и углеводов. Соединения, образующиеся на разных стадиях процесса, участвуют в синтезе многих необходимых для организма веществ — глутамина, порфиринов, глицина, фенилаланина, цистеина и других. Когда промежуточные продукты покидают ЦК для участия в синтезе, происходит их замещение с помощью так называемых анаплеротических реакций, которые катализируются регуляторными ферментами, например, пируваткарбоксилазой.

Транспортная функция ЦК заключается в содействии гликолизу. Глюкозу невозможно превратить сразу в АТФ, поэтому механизм гликолиза действует поэтапно и сопровождается постоянным перемещением атомов и катионов водорода от одних соединений к другим. Для их транспортировки нужны специальные соединения, которые получаются на одной из стадий ЦТК. Участвующие в гликолизе коферменты цикла Кребса:

  • НАД*H+(Никотинамидадениндинуклеотид с катионом водорода). Образуется на III стадии ЦК.
  • ФАД*h3 (Флавинадениндинуклеотид с молекулой водорода). Появляется на V стадии ЦК.

Реакции ЦК имеют и большое клиническое значение. Хотя для людей не свойственны мутации, связанные с генами ферментов, участвующих в цикле, однако их редкие проявления губительны для здоровья. Они могут приводить к опухолям мышц и почек, нарушениям работы нервной системы.

Существует множество видов визуального и слухового отображения цикла Кребса — схемы с формулами, уравнения химических реакций, разнообразные таблицы и даже мнемонические способы для полного запоминания его главных «участников».


nauka.club

Цикл Кребса - что это такое простым языком, цикл трикарбоновых кислот для чайников

Цикл трикарбоновых кислот - он же цикл Кребса, поскольку существование такого цикла было предположено Гансом Кребсом в 1937 году. [2]
За это спустя 16 лет он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. Значит, открытие весьма значительное. В чём же смысл этого цикла и почему он так важен?

Как ни крути, все равно придётся начать довольно-таки издалека. Если вы взялись читать эту статью, то хотя бы понаслышке знаете, что основной источник энергии для клеток - это глюкоза. Она постоянно присутствует в крови в практически неизменной концентрации - для этого существуют специальные механизмы, запасающие или высвобождающие глюкозу.

Внутри каждой клетки находятся митохондрии - отдельные органеллы ("органы" клетки), перерабатывающие глюкозу для получения внутриклеточного источника энергии - АТФ. АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) универсальна и очень удобна в использовании, как источник энергии: она напрямую встраивается в белки, обеспечивая их энергией. Самый простой пример - это белок миозин, благодаря которому мышцы способны сокращаться.

Глюкозу невозможно превратить в АТФ, несмотря на то, что в ней содержится большое количество энергии. Как извлечь эту энергию и направить в нужное русло, не прибегая к варварским (по клеточным меркам) средствам типа сжигания? Надо использовать обходные пути, благо ферменты (белковые катализаторы) позволяют некоторым реакциям протекать гораздо быстрее и эффективнее.

Первый этап - это превращение молекулы глюкозы в две молекулы пирувата (пировиноградной кислоты) или лактата (молочной кислоты). При этом выделяется небольшая часть (примерно 5%) той энергии, что запасена в молекуле глюкозы. Лактат получается при анаэробном окислении - то есть в отсутствие кислорода. Также есть способ превращения глюкозы в анаэробных условиях в две молекулы этанола и углекислый газ. Это называется брожением, и этот способ мы рассматривать не будем.

...Так же как не будем мы рассматривать подробно сам механизм гликолиза, то есть расщепления глюкозы в пируват. Поскольку, цитируя Леинджера, "Превращение глюкозы в пируват катализируется десятью ферментами, действующими последовательно". Желающие могут открыть учебник по биохимии и подробно ознакомиться со всеми стадиями процесса - он изучен очень хорошо.

Казалось бы, путь от пирувата до углекислого газа должен быть довольно простым. Но оказалось, что он осуществляется посредством девятистадийного процесса, который и называется  циклом трикарбоновых кислот. Это кажущееся противоречие с принципом экономии (неужели нельзя было проще?) отчасти объясняется тем, что цикл связывает между собой несколько метаболических путей: вещества, образующиеся в цикле, являются прекурсорами других молекул, уже не имеющих отношения к дыханию (например, аминокислот), а любые другие соединения, подлежащие утилизации, в итоге попадают в цикл и либо "сгорают" для получения энергии, либо перерабатываются в те, которые находятся в недостатке.

Первая стадия, которая традиционно рассматривается в отношении к циклу Кребса - это окислительное декарбоксилирование пирувата в ацетильный остаток (Acetyl-CoA). CoA, если кто не знает - это кофермент А, имеющий в своём составе тиольную группу, на которой он может переносить ацетильный остаток.

Расщепление жиров тоже приводит к ацетилам, которые также вступают в цикл Кребса. (Синтезируются они аналогично - из Acetyl-CoA, что объясняет тот факт, что в жирах почти всегда присутствуют только кислоты с чётным числом атомов углерода).

Ацетил-КоА конденсируется с молекулой оксалоацетата, давая цитрат. При этом высвобождается кофермент А и молекула воды. Эта стадия необратима.

Цитрат дегидрируется в цис-аконитат - вторую трикарбоновую кислоту в цикле.

Цис-аконитат присоединяет обратно молекулу воды, превращаясь уже в изолимонную кислоту. Эта и предыдущая стадии обратимы. (Ферменты катализируют как прямую, так и обратную реакции - вы же знаете, да?)

Изолимонная кислота декарбоксилируется (необратимо) и одновременно окисляется, давая кетоглутаровую кислоту. При этом NAD+, восстанавливаясь, превращается в NADH.

Следующая стадия - окислительное декарбоксилирование. Но при этом образуется не сукцинат, а сукцинил-КоА, который на следующей стадии гидролизуется, направляя высвобождающуюся энергию на синтез АТФ.

Далее три обратимые стадии: дегидрирование сукцината в фумарат, присоединение воды с образованием малата и окисление, дающее снова оксалоацетат. Круг замыкается.

При этом образуется ещё одна молекула NADH и молекула FADh3 (кофермент, отличный от NAD, который однако так же может окисляться и восстанавливаться, запасая и отдавая энергию).

Выходит, что оксалоацетат работает как катализатор - он не накапливается и не расходуется в процессе. Так и есть - концентрация оксалоацетата в митохондриях поддерживается довольно низкой. А как избежать накопления других продуктов, как согласовать между собой все восемь стадий цикла?

Для этого, как оказалось, существуют специальные механизмы - своего рода отрицительная обратная связь. Как только концентрация какого-то продукта растёт выше нормы, это блокирует работу фермента, ответственного за его синтез. А для обратимых реакций всё ещё проще: при превышении концентрации продукта реакция просто начинает идти в обратную сторону.

И ещё пара мелких замечаний по теме:
1. Цикл называется циклом трикарбоновых кислот, хотя не все его продукты являются трикарбоновыми кислотами (таковых всего три: лимонная, цис-аконитовая и изолимонная). Название прижилось по историческим причинам.
2. Потери энергии в цикле, несмотря на большое количество стадий, довольно малы: это обеспечивается подходящим соотношением концентрации исходных веществ и продуктов.

Литература:
1. Ленинджер. Основы биохимии (1985 год), а также более новая книга Lehninger A. - Principles of biochemistry - 2004
2. Ханс Кребс https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B5%D0%B1%D1%81,_%D0%A5%D0%B0%D0%BD%D1%81_%D0%90%D0%B4%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%84
3.Митохондрия: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%85%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%B8%D1%8F

chemiday.com

Цикл Кребса - что это такое простым языком

Про понятие «Цикл Кребса» простыми словами

Метаболизм

Метаболизм – это энергетический обмен, происходящий в нашем организме. Мы вдыхаем кислород и выдыхаем углекислый газ. Только живое существо может что-то брать из окружающей среды и обратно возвращать в другом виде.

Допустим, мы решили позавтракать и съели хлеб с курицей. Хлеб — это углеводы, курица – это белки.
В течении этого времени переваренные углеводы распадутся до моносахаридов, а белки до аминокислот.
Это начальная стадия – катаболизм. На этой ступени по своему строению сложные распадаются на более простые.

Также, в качестве примера можно привести обновление поверхности кожи. Они постоянно меняются. Когда верхний слой кожи отмирает, макрофаги убирают омертвевшие клетки и появляется новая ткань. Она создается путем сбора белка из органических соединений. Это протекает в рибосомах. Совокупность действий возникновения сложного состава (белка) из простого (аминокислот) называется анаболизмом.

Анаболизм:

  • рост,
  • увеличение,
  • расширение.

Катаболизм:

  • расщепления,
  • деление,
  • уменьшения.

Название можно запомнить, просмотрев фильм «Анаболики». Там идет речь о спортсменах, применяющих анаболические препараты для роста и увеличения мышечной массы.

Что такое Цикл Кребса?

В 30 годы 20 века ученый Ганс Кребс занимается изучение мочевины. Затем он переселяется в Англию и приходит к такому выводу, что некоторые ферменты катализируются в нашем теле. За это ему вручили Нобелевскую премию.

Мы получаем энергию благодаря глюкозе, содержащейся в эритроцитах. Действию перехода декстроза в энергию помогают митохондрии. Затем конечный продукт превращается в аденозинтрифосфат или АТФ. Именно АТФ является главной ценностью организма. Получаемое вещество насыщает энергией и органы нашего тела. Сама по себе глюкоза не может видоизмениться в АТФ, для этого нужны сложные механизмы. Этот переход и называется Циклом Кребса.

Цикл Кребса — это постоянные химические превращения, происходящие внутри каждого живого существа. Так оно называется, так как процедура повторяется без остановки. В итоге этого явления мы приобретаем аденозинтрифосфорную кислоту, которая считается жизненно важной для нас.

Важным условием является дыхание клетки. Во время прохождения всех стадий обязательно должен присутствовать кислород. На данном этапе также происходит создание новых аминокислот и углеводов. Эти элементы играют роль строителей организма, можно сказать это явление выполняет еще одну значительную роль — строительную. Для эффективности этих функций нужны и другие микро и макроэлементы и витамины. При недостатке хоть одного элемента, работа органов нарушается.

Этапы цикла Кребса

Здесь происходит деление одной молекулы глюкозы на две части пировиноградной кислоты. Она является важным звеном в процессе обмена веществ и от нее зависит работа печени. Она имеется во многих фруктах и ягодах. Ее часто используют в косметических целях. В результате еще может появиться молочная кислота. Она содержится в клетках крови, мозга, мышц. Затем мы получим кофермент А. Его функция — перенос углерода в разные части тела. При присоединении с оксалатом получаем цитрат. Кофермент А полностью распадается, также получаем молекулу воды.

На втором вода отделяется от цитрата. В итоге появляется акатиновое соединение, она поможет при получении изоцитрата. Так, например, мы можем узнать качество фруктов и соков, нектаров. Образуется NADH — оно необходимо при окислительных процессах и обмене веществ.
Происходит процесс соединения с водой, и высвобождается энергия аденозинтрифосфата. Получение оксалоцетата. Функционирует в митохондриях.

По каким причинам замедляется энергетический обмен?

Наше тело имеет особенность адаптироваться к еде, к жидкости и тому, сколько мы двигаемся. Эти вещи сильно влияют на метаболизм.
Еще в те далекие времена человечество выживало в тяжелых погодных условиях при болезнях, голоде, неурожае. Сейчас медицина двинулась вперед, поэтому в развитых странах люди стали дольше жить и лучше зарабатывать, не прикладывая всех своих сил. В наши дни люди чаще употребляют мучные, сладкие кондитерские изделия и мало двигаются. Такой образ жизни ведет к замедлению работы элементов.

Чтобы этого не было, в первую очередь необходимо включить в рацион цитрусовые. В них содержится комплекс витаминов и других важных веществ. Большую роль играет лимонная кислота, содержащаяся в ее составе. Она играет роль в химическом взаимодействии всех ферментов и названа в честь Цикла Кребса.

Прием цитрусовых поможет решить проблему энергетического взаимодействия, также если соблюдать здоровый образ жизни. Нельзя часто принимать в пищу апельсины, мандарины, так как они могут раздражать стенки желудка. Всего понемногу.

fin-journal.ru

Цикл Кребса | Спорт питание

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса, цитратный цикл) — центральная часть общего пути катаболизма, т.е  процесс обмена веществ , которые возникают в живом организме для поддержания жизни распада, разложения на более элементарные вещества или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ циклический биохимический аэробный процесс, в ходе которого происходит превращение двух- и трёхуглеродных соединений, образующихся как промежуточные продукты в живых организмах при распаде углеводов, жиров и белков, до CO2. При этом освобождённый водород устремляется в цепь тканевого дыхания, где в дальнейшем окисляется до воды, принимая прямое участие в синтезе универсального источника энергии — АТФ.


Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток, т.е совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в ходе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды применяющих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме. Кроме значительной энергетической роли циклу отводится также и основная пластическая функция, то есть это значительный источник молекул-предшественников, из которых в ходе других биохимических превращений синтезируются такие важные для жизнедеятельности клетки соединения как аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и др.
Цикл превращения лимонной кислоты в живых клетках был открыт и изучен немецким биохимиком Хансом Кребсом, за эту работу он (совместно с Ф. Липманом) был удостоен Нобелевской премии (1953 год).

При работе цикла Кребса окисляются различные продукты обмена, в частности токсичные недоокисленные продукты распада алкоголя, поэтому стимуляцию цикла Кребса можно рассматривать как меру биохимической детоксикации.

Цикл Кребса регулируется «по механизму отрицательной обратной связи», при наличии большого количества субстратов (ацетил-КоА, оксалоацетат), цикл активно работает, а при избытке продуктов реакции (NADH, ATP) тормозится. Регуляция осуществляется и при помощи гормонов, основным источником ацетил-КоА является глюкоза, поэтому гормоны, способствующие аэробному распаду глюкозы, способствуют работе цикла Кребса. Такими гормонами являются: инсулин и адреналин. Глюкагон стимулирует синтез глюкозы и ингибирует реакции цикла Кребса.

Функции
1.    Интегративная функция — цикл является связующим звеном между реакциями анаболизма и катаболизма.
2.    Катаболическая функция  — превращение различных веществ в субстраты цикла:
o    Жирные кислоты, пируват,Лей,Фен — Ацетил-КоА.
o    Арг, Гис, Глу — α-кетоглутарат.
o    Фен, тир — фумарат.
3.    Анаболическая функция  — использование субстратов цикла на синтез органических веществ:
o    Оксалацетат — глюкоза, Асп, Асн.
o    Сукцинил-КоА — синтез гема.
o    CО2 — реакции карбоксилирования.
4.    Водорододонорная функция  — цикл Кребса поставляет на дыхательную цепь митохондрий протоны в виде трех НАДН.Н+ и одного ФАДН2.
5.    Энергетическая функция  — 3 НАДН.Н+ дает 7.5 моль АТФ, 1 ФАДН2 дает 1.5 моль АТФ на дыхательной цепи. Кроме того в цикле путем субстратного фосфорилирования синтезируется 1 ГТФ, а затем из него синтезируется АТФ посредствам трансфосфорилирования: ГТФ + АДФ = АТФ + ГДФ.

Вывод

Из всего выше сказанного следует что  цикл  Кребса является важным компонентом в производстве большого количества клеточной энергии. Использования цикла важно для обеспечения того, чтобы у вас было достаточное количество энергии в течение длительных тренировок. Потому что есть очень много шагов для повышения эффективности  этого цикла, что  выгодно спортсменов и бодибилдеров. Спортивные добавки могут способствовать аэробному производству энергии за счет увеличения скорости окислительного производства АТФ во время тренировки, и скорость восстановления после тренировки.

Цикл Кребса и бодибилдинг
Цикл Кребса является самой важной системой производства энергии в повседневной жизни. Он  является основным производителем энергии в состоянии покоя и с низким уровнем умеренной интенсивности упражнений и большей  продолжительностью упражнений. Повышения его эффективности в производстве большей энергии, может помочь вам, как культуристу  получить больше, обеспечивая мышцам меньшую усталость и увеличение производительности. Сегодня производители спортивного питания предлагают большой выбор добавок на основе различных компонентов увеличивающих окислительные реакции в организме. Это различные виды креатинов, аргинина, и многое другое.



Купить спортивное питание   Вы можете в интернет магазине спортивного питания Fitness Live

optimum-nutrition.com.ua

Цикл Кребса простым языком - простым языком

Цикл Кребса - тяжелая тема для изучения и понимания. Но в данной адаптированной версии статьи не будет химических реакций и формул. Мы поговорим о распаде белков, жиров и углеводов, а так же роли цикла Кребса в этом постоянном процессе.

Кто такой Кребс и что такое цикл трикарбоновых кислот?

Название происходит от первого исследователя рассматриваемого процесса - Ханса Кребса, который проанализировал цикл в 1937 году. Цикл Кребса представляет собой цепочку реакций распада, в которой происходит полное расщепление веществ до CO2 и h3O, таким образом выделяя энергию для клеточных потребностей и обмена веществ.

Цикл Кребса универсален, и представляет собой общий путь одновременного расщепления углеводов, липидов и белков, что значительно облегчает энергообеспечение организма.

После того, как белки, углеводы и жиры проходят свой естественный путь метаболизма и разрушаютися на более мелкие частички, то включается в работу следующая стадия обмена веществ - расщепление этих мелких частей для получения энергии.

Сначала пировиноградная кислота (пируват) превращается в уксусную кислоту, соединение с двумя атомами углерода. Уксусная кислота не получается в свободной форме, но связана с коферментом А, формируя соединение ацетилкофермент А.

Ацетилкофермент А связывается с соединением из 4 атомов углерода (щавелево-уксусная кислота), объединяется с частью воды и образует соединение из 6 атомов углерода, которое называется лимонной кислотой.

Образование лимонной кислоты - фактически первая реакция цикла Кребса.

Через серию реакций она снова превращается в щавелево-уксусную кислоту. В этой реакции выделяются углекислый газ и водород. Высвобожденный водород поглощается молекулой-носителем, который регулирует окислительно-восстановительные реакции в нашем организме и переносит электроны на себе (обычно NAD и превращается в NAD h3), и щавелево-уксусная кислота включается в новый цикл.

Цикл Кребса происходит в митохондриальной матрице.

В присутствии кислорода пировиноградная кислота разлагается на углекислый газ и воду. Это разложение осуществляется циклом Кребса.

Где начинается цикл Кребса

Одна молекула глюкозы в клетке производит две молекулы пировиноградной кислоты и выделяет 4 молекулы энергии - АТФ. Две молекулы идут на восстановление своего первоначального расхода энергии, в результате чего образуются две молекулы АТФ. Окислительные выделения водорода поглощаются молекулой водорода-носителя. Этот процесс завершается принятием NAD водорода и сводится к NAD h3.

 

Конечная судьба пировиноградной кислоты определяется наличием или отсутствием кислорода в среде. В условиях, когда у клетки есть доступ к кислороду, то пировиноградная кислота разлагается на воду и углекислый газ.

При отсутствии кислорода в среде ее можно превратить в различные соединения. Таким образом, в мышечных клетках и у некоторых микроорганизмов пировиноградная кислота превращается в молочную кислоту, у других микроорганизмов она превращается в спирт. Анаэробные процессы распада глюкозы у микроорганизмов называются ферментациями, например преобразование пировиноградной кислоты в молочную кислоту.

Цикл Кребса и энергетический баланс

Энергетический баланс: окисление 1 молекулы ацетата приводит к генерации максимум 12 молекул АТФ, поскольку 3 молекулы АТФ, соответственно, 1 FADh3-2ATP, генерируются из 1 молекулы NADh3, а 1GTP эквивалентен 1ATP.

Значение цикла Кребса

Расщепление углеводов

Поскольку цикл проходит в митохондриях клеток и является строго аэробным, он также известен как «клеточное дыхание». Его главное преимущество, помимо того, что оно является общим для всех элементов включения сахара в цикл, заключается в следующем: гликолиз запускается глюкозой (шесть атомов углерода), которая превращается в пируват (три атома углерода).

Пируват движется в митохондрии. Он превращается в ацетил-КоА и входит в цикл лимонной кислоты.

 

Расщепление белка

При своем ествественном разрушении белки расщепляются цепями аминокислот из составляющих их аминокислот. Углеродный субстрат этих аминокислот может стать источником энергии, превращаясь в ацетил-КоА и вступая в цикл лимонной кислоты.

 

Расщепление жира

Как правило, при распаде жиров триглицериды разлагаются под действием воды, что позволяет метаболическим процессам расщеплять их на жирные кислоты (ЖК), глицерин. В печени глицерин может превращаться в глюкозу путем глюконеогенеза (повторного синтеза глюкозы в нашем организме).

Во многих тканях, особенно в ткани сердца, жирные кислоты расщепляются с помощью процесса, известного как бета-окисление, что приводит к образованию ацетил-КоА, который можно использовать в цикле лимонной кислоты.

Бета-окисление ЖК с нечетным числом метиленовых групп дает пропионил-КоА, который затем превращается в сукцинил-КоА и подается в цикл лимонной кислоты.

 

Цикл лимонной кислоты называется амфиболическим, поскольку он одновременно участвует в анаболизме и катаболизме

Значение цикла Кребса

Промежуточные циклы не являются замкнутыми системами; они постоянно используются в других реакциях и наполнены другими реакциями. Показано, что их участие в других реакциях практически не снижает скорость цикла. Кроме того, вход в цикл также включает ряд вторичных путей расщепления питательных веществ.

Все это - многогранное использование, множество различных реакций, связь с основными процессами и питательными веществами и создание единой «линии» для всех возможных расщеплений питательных веществ -  делает цикл лимонной кислоты критическим для жизнедеятельности и незаменимым для преобразования энергии и клеточного обмена и метаболизма.

Как было уже отмечено, цикл Кребса проходит в митохондриальной матрице, он только аэробный и происходит только в присутствии кислорода. Поэтому он существует только в аэробных клетках. Клетки, такие как эритроциты, не имеют митохондрий, и поэтому цикл Кребса там отсутствует.


Интересно, что некоторые ядовитые растения из Африки, Австралии и Бразилии содержат фторацетат калия, который нарушает цикл Кребса и приводит к смерти.

medicine-simply.ru

Восстановительный цикл трикарбоновых кислот — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Обра́тный цикл Кре́бса, также известный как обра́тный цикл трикарбо́новых кисло́т, или цикл А́рнона — последовательность химических реакций, которую некоторые бактерии используют для синтеза органических соединений из диоксида углерода и воды.

Фактически это обращённый цикл трикарбоновых кислот (ЦТК, цикл Кребса): там, где в цикле Кребса органические вещества в форме сахаров окисляются до CO2 и воды, обратный цикл использует CO2 и воду для синтеза новых соединений. Цикл используется анаэробными зелёными серобактериями и аэробами рода Hydrogenobacter для синтеза органических веществ, а водород, сульфид или тиосульфат выступают в качестве донора электронов[1][2]. Цикл также был обнаружен у археи Pyrobaculum islandicum[3]. Примечательно, что у одного и того же вида было показано наличие как восстановительного, так и окислительного ЦТК: Thermoproteus tenax, Desulfobacter hydrogenophilus[en] и Pyrobaculum islandicum[4][5][6].

Поступали сообщения, что цикл может присутствовать у эукариотического организма Chlamydomonas reinhardtii, однако анализ генома не подтвердил его наличие. В настоящий момент нет достоверных сведений о наличии цикла Арнона у эукариотических организмов[3].

Этот цикл был открыт в 1966 году учёными Эвансом, Бью́кененом и Арноном (англ. Evans, Buchanan and Arnon)[1].

Цикл Арнона. Пунктиром обозначены альтернативные пути реакции.

Считается, что три реакции цикла Кребса необратимы, а значит, в цикле Арнона эти реакции должны осуществляться другими ферментами, чтобы сделать цикл обратимым: так, сукцинатдегидрогеназа заменена на фумаратредуктазу, НАД+-зависимая α-кетоглутаратдегидрогеназа на ферредоксин-зависимую α-кетоглутаратсинтазу, а цитратсинтаза на АТФ-цитратлиазу. Эти три фермента обычно считаются характерными для данного цикла[6].

Большинство бактерий, которые используют этот цикл — мезофилы, однако представители филума Aquificae растут при температуре 70 °C и выше (Aquifex aeolicus вплоть до 95 °C). При таких условия термически неустойчивый сукцинил-CoA[en] распадается на сукцинат и коэнзим А, что сопровождается потерей энергии и делает невозможным его дальнейшее использование в цикле. Aquificae (как было показано на Hydrogenobacter thermophilus[en][6]) решают эту проблему, тратя дополнительный АТФ на превращение α-кетоглутарата в изоцитрат совместным действием биотин-зависимой α-кетоглутараткарбоксилазы и недекарбоксилирующей изоцитратдегидрогеназы, что делает процесс необратимым при повышенной температуре[6].

У некоторых видов основной путь цикла может иметь некоторые отличия. Так вместо АТФ-цитратлиазы расщепление цитрата могут осуществлять два других фермента: цитрил-CoA синтаза и цитрил-CoA лиаза[en]. Однако, оба эти фермента филогенетически близки к АТФ-цитратлиазе. Их обнаружили у представителей Aquificaceae (но не у других Aquificae). Более того, некоторые протеобактерии (например, Magnetococcus sp. штамм MC-1), вероятно, обладают новым типом АТФ-цитратлиазы[6].

На конечном этапе цикла ключевой фермент цикла АТФ-цитратлиаза разрушает цитрат на оксалоацетат и ацетил-CoA, используя энергию одной АТФ. Далее происходят следующие реакции[7]:

  1. Ацетил~CoA + CO2 + ФдH2 → Пируват + Фд
  2. Пируват + АТФ → ФЕП + АДФ + Фн
  3. ФЕП + АТФ + 2H+ → глицеральдегид-3-фосфат + АМФ + ФФн

Полученный глицеральдегид-3-фосфат используется для синтеза материалов клетки. Общее уравнение ассимиляции имеет вид:

3CO2 + 2ФдH2 + 2НАДФН·H+ + ФАДH2 + НАДН·Н+ + 5АТФ→ глицеральдегид-3-фосфат

Ассимиляция углекислого газа идёт с большой затратой АТФ и восстановительных эквивалентов. В целом цикл считается анаэробным, поскольку включает много ферментов и восстановителей (Fe4S4 бактериальных ферредоксинов), которые чувствительны к кислороду (из аэробных бактерий такой цикл обнаружен только у Hydrogenobacter)[7].

Этот цикл является возможным кандидатом в реакции, которые могли протекать на Земле в добиологических условиях, и, по этой причине, изучение этого цикла представляет интерес для понимания происхождения жизни. Принципиально, что данный цикл является автокаталитическим — в нём, в отличие от окислительного ЦТК в результате одного оборота цикла количество реагентов, в том числе акцепторов СО2, увеличивается, а не уменьшается, как в цикле Кребса. Так же, было доказано, что некоторые из реакций можно катализировать, используя обычные минералы, в частности пять реакций протекает в присутствии ZnS (сфалерит) на свету[8].

  1. 1 2 Evans M. C., Buchanan B. B., Arnon D. I. A new ferredoxin-dependent carbon reduction cycle in a photosynthetic bacterium. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1966. — Vol. 55, no. 4. — P. 928—934. — PMID 5219700. [исправить]
  2. Buchanan B. B., Arnon D. I. A reverse KREBS cycle in photosynthesis: consensus at last. (англ.) // Photosynthesis research. — 1990. — Vol. 24. — P. 47—53. — PMID 11540925. [исправить]
  3. 1 2 Julian J. Eaton-Rye, Baishnab C Tripathy, Thomas D. Sharkey. Photosynthesis: Plastid Biology, Energy Conversion and Carbon Assimilation.. — 2012. — P. 654. — 856 p.
  4. Siebers B., Tjaden B., Michalke K., Dörr C., Ahmed H., Zaparty M., Gordon P., Sensen C. W., Zibat A., Klenk H. P., Schuster S. C., Hensel R. Reconstruction of the central carbohydrate metabolism of Thermoproteus tenax by use of genomic and biochemical data. (англ.) // Journal of bacteriology. — 2004. — Vol. 186, no. 7. — P. 2179—2194. — PMID 15028704. [исправить]
  5. Hu Y., Holden J. F. Citric acid cycle in the hyperthermophilic archaeon Pyrobaculum islandicum grown autotrophically, heterotrophically, and mixotrophically with acetate. (англ.) // Journal of bacteriology. — 2006. — Vol. 188, no. 12. — P. 4350—4355. — doi:10.1128/JB.00138-06. — PMID 16740941. [исправить]
  6. 1 2 3 4 5 Berg I. A. Ecological aspects of the distribution of different autotrophic CO2 fixation pathways. (англ.) // Applied and environmental microbiology. — 2011. — Vol. 77, no. 6. — P. 1925—1936. — doi:10.1128/AEM.02473-10. — PMID 21216907. [исправить]
  7. 1 2 Нетрусов, Котова, 2012, с. 202.
  8. Zhang X. V., Martin S. T. Driving parts of Krebs cycle in reverse through mineral photochemistry. (англ.) // Journal of the American Chemical Society. — 2006. — Vol. 128, no. 50. — P. 16032—16033. — doi:10.1021/ja066103k. — PMID 17165745. [исправить]
  • Нетрусов А. И., Котова И. Б. Микробиология. — 4-е изд., перераб. и доп.. — М.: Издательский центр «Академия», 2012. — С. 202. — 384 с. — ISBN 978-5-7695-7979-0.

ru.wikipedia.org

Цикл Кребса - это... Что такое Цикл Кребса?

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса, цитратный цикл) — центральная часть общего пути катаболизма, циклический биохимический аэробный процесс, в ходе которого происходит превращение двух- и трёхуглеродных соединений, образующихся как промежуточные продукты в живых организмах при распаде углеводов, жиров и белков, до CO2. При этом освобождённый водород направляется в цепь тканевого дыхания, где в дальнейшем окисляется до воды, принимая непосредственное участие в синтезе универсального источника энергии — АТФ.

Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме. Кроме значительной энергетической роли циклу отводится также и существенная пластическая функция, то есть это важный источник молекул-предшественников, из которых в ходе других биохимических превращений синтезируются такие важные для жизнедеятельности клетки соединения как аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и др.

Цикл превращения лимонной кислоты в живых клетках был открыт и изучен немецким биохимиком Гансом Кребсом, за эту свою работу он (совместно с Ф. Липманом) был удостоен Нобелевской премии (1953).

У эукариотов все реакции цикла Кребса протекают внутри митохондрий, причём катализирующие их ферменты, кроме одного, находятся в свободном состоянии в митохондриальном матриксе, исключение составляет сукцинатдегидрогеназа, которая локализуется на внутренней митохондриальной мембране, встраиваясь в липидный бислой. У прокариот реакции цикла протекают в цитоплазме.

Стадии цикла Кребса

Субстраты Продукты Фермент Тип реакции Комментарий
1 Оксалоацетат +
Ацетил-CoA +
H2O
Цитрат +
CoA-SH
Цитратсинтаза Альдольная конденсация лимитирующая стадия,
превращает C4 оксалоацетат в С6
2 Цитрат цис-акониат +
H2O
аконитаза Дегидратация обратимая изомеризация
3 цис-акониат +
H2O
изоцитрат гидратация
4 Изоцитрат +
NADH + H +
изоцитратдегидрогеназа Окисление образуется NADH (эквивалент 2.5 ATP)
5 Оксалосукцинат α-кетоглутарат +
CO2
декарбоксилирование обратимая стадия,
образуется C5
6 α-кетоглутарат +
NAD+ +
CoA-SH
сукцинил-CoA +
NADH + H+ +
CO2
альфакетоглутаратдегидрогеназа Окислительное декарбоксилирование образуется NADH (эквивалентно 2.5 ATP),
регенерация C4 пути (освобождается CoA)
7 сукцинил-CoA +
GDP + Pi
сукцинат +
CoA-SH +
GTP
сукцинилкофермент А синтетаза субстратное фосфорилирование или ADP->ATP,[1]
образуется 1 ATP
8 сукцинат +
убихинон (Q)
фумарат +
убихинол (QH2)
сукцинатдегидрогеназа Окисление используется FAD как простетическая группа (FAD->FADH2 на первой стадии реакции) в ферменте,[1]
образуется эквивалент 1.5 ATP
9 фумарат +
H2O
L-малат фумараза H2O-присоединение
(гидратация)
10 L-малат +
NAD+
оксалоацетат +
NADH + H+
малатдегидрогеназа окисление образуется NADH (эквивалетно 2.5 ATP)

Общее уравнение одного оборота цикла Кребса:

Ацетил-КоА → 2CO2 + КоА + 8e

Примечания

  1. 1 2 JM Berg Biochemistry - 5th Edition. — WH Freeman and Company, 2002. — С. 476. — ISBN 0-7167-4684-0

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

ЦИКЛ КРЕБСА - это... Что такое ЦИКЛ КРЕБСА?

  • Цикл Кребса — Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса, цитратный цикл) центральная часть общего пути катаболизма, циклический биохимический аэробный процесс, в ходе которого происходит превращение двух и трёхуглеродных соединений, образующихся как промежуточные …   Википедия

  • цикл Кребса — Цикл трикарбоновых кислот, цикл последовательных реакций в клетках аэробных организмов, в результате которых происходит синтез молекул АТФ [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN Krebs cycle …   Справочник технического переводчика

  • цикл кребса — – метаболитический путь, приводящий к полному разрушению ацетил КоА до конечных продуктов – CO2 и h3O …   Краткий словарь биохимических терминов

  • цикл Кребса — trikarboksirūgščių ciklas statusas T sritis chemija apibrėžtis Baltymų, riebalų ir angliavandenių oksidacinio skaidymo organizme ciklas. atitikmenys: angl. citric acid cycle; Krebs cycle; tricarboxylic acid cycle rus. цикл Кребса; цикл лимонной… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • цикл Кребса — tricarboxylic acid (Krebs, citric acid) cycle цикл трикарбоновых кислот, цикл Кребса. Важнейшая циклическая последовательность метаболических реакций у аэробных организмов (эу и прокариот), в результате которых происходит последовательное… …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • ЦИКЛ КРЕБСА — то же, что трикарбоновых кислот цикл …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Цикл Кребса (Krebs Cycle), Цикл Лимонной Кислоты (Citric Acid Cycle) — сложный цикл реакций, где в качестве катализаторов выступают ферменты; эти реакции проходят в клетках всех животных и заключаются в разложении ацетата в присутствии кислорода с выделением энергии в виде АТФ (по цепи передачи электронов) и… …   Медицинские термины

  • ЦИКЛ КРЕБСА, ЦИКЛ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ — (citric acid cycle) сложный цикл реакций, где в качестве катализаторов выступают ферменты; эти реакции проходят в клетках всех животных и заключаются в разложении ацетата в присутствии кислорода с выделением энергии в виде АТФ (по цепи передачи… …   Толковый словарь по медицине

  • ЦИКЛ КРЕБСА (цикл трикарбоновых кислот — цикл лимонной кислоты) сложный циклический ферментативный процесс, при котором в организме происходит окисление пировиноградной кислоты с образованием углекислого газа, воды и энергии в виде АТФ; занимает центральное положение в общей системе… …   Словарь ботанических терминов

  • Цикл трикарбоновых кислот — Цик …   Википедия

  • dic.academic.ru


    Смотрите также



    © 2011-
    www.mirstiha.ru
    Карта сайта, XML.