ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) открыт английским биохимиком Хансом Кребсом, получившим за это выдающееся открытие в 1953 г. Нобелевскую премию.

Цикл Кребса - путь окисления молекул ацетил-KoA, в которые превращается в процессе катаболизма большая часть углеводов, жирных кислот и аминокислот.

Цикл трикарбоновых кислот проходит в матриксе митохондрий. Его стадии:

1. Реакция конденсации ацетил-KoA с оксалоацетатом при участии цитрат-синтазы с образованием лимонной кислоты:

2. Реакция дегидратации лимонной кислоты с образованием цис-аконитовой кислоты, которая присоединяет молекулу воды и переходит в изолимонную кислоту (изоцитрат). Процесс катализирует аконитат-гидратаза:

3. Реакция дегидрирования и декарбоксилирования изолимонной кислоты в присутствии НАД-зависимой изоцитратдегидрогеназы. Это лимитирующая стадия цикла Кребса, в результате которой образуется a-кетоглутарат. НАД-зависимая изоцитратдегидрогеназа активируется АДФ и ионами Mg²⁺:

4. Окислительное декарбоксилирование a-кетоглутаровой кислоты с образованием макроэрга сукцинил-KoA при участии a-кетоглутаратде-гидрогеназного комплекса, включающего пять коферментов: тиаминпирофосфат, липоевую кислоту, кофермент А, ФАД и НАД:

5. Сукцинил-KoA при участии ГДФ и неорганического фосфата превращается в сукцинат (янтарная кислота). Одновременно образуется ГТФ за счет макроэргической тиоэфирной связи сукцинил-KoA. Реакцию катализирует сукцинил-KoA-синтетаза:

ГТФ + АДФ ® АТФ + ГДФ.

6. Реакция дегидрирования сукцината в фумаровую кислоту при участии сукцинаидегидрогеназы (включает кофермент ФАД), связанной с внутренней мембраной митохондрии:

7. Реакция гидратации фумаровой кислоты в яблочную (L-малат) при участии фумаразы:

8. Под влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы L-малат окисляется в оксалоацетат и, тем самым, цикл Кребса замыкается:

В цикле Кребса образуется:

3 молекулы НАДН (реакции 3, 4, 8) следовательно, в цепи передачи электронов синтезируется 3х3=9 молекул АТФ;

1 молекула ФАДН₂ (реакция 6) - 2 молекулы АТФ в дыхательной цепи;

1 молекула АТФ из ГТФ (реакция 5) в результате реакции перефосфорилирования;

ИТОГО: 9 АТФ + 2 АТФ + 1 АТФ = 12 АТФ.

 

Суммарно в общем пути катаболизма образуется:

3 АТФ (окислительное декарбоксилирование ПВК) + 12 АТФ (цикл Кребса) = 15 АТФ.