Krebs ciklus - teljes magyarázat + rajzai

A Krebs-ciklus az aerob élőlények által használt energiatermelés.

A kreb-ciklus terméke citromsav formájában egy vegyületet állít elő, így a kreb-ciklust citromsav-ciklusnak is nevezik.

Nézzük meg a következő magyarázatot,

Sejtlégzés a Krebs-ciklusban

Ahogy a neve is mutatja, a krebs-ciklus alapítójának, Sir Hans Adolf Krebs nevéből származik, aki először kezdeményezte a krebs-ciklust vagy a citromsav-ciklust.

Vegyes német és angol nemzetiségű biokémikus, ahol ennek a bonyolult ciklusnak a felfedezésének köszönhetően Krebs és Fritz Lipmann 1953-ban fiziológiai vagy orvosi Nobel-díjat kapott.

A sejtlégzés szakasza a glikolízis folyamatával kezdődik, nevezetesen a glükóz pironsavvá bontásával és oxidatív foszforilezéssel, amelyekből adenotrifoszfát vagy 2 ATP és 2 NADH keletkezik.

Miután a glikolízis során a pironsavmolekulák előállnak, a piroszavsav feldolgozásra kerül, hogy belépjen a Krebs-ciklus szakaszaiba.

A Krebs-ciklus szakaszai

A krebeknek két szakasza van, amelyek fontosak tudni, egyrészt az előkészítési szakaszban, ahol a pironsav oxidatív dekarboxilezési eljárással acetil-Co-Avá alakul.

A második a ciklus azon szakasza, amely a mitokondriális mátrixban fog lejátszódni.

1. Oxidatív dekarboxilezés

A glikolízis során piruvsav formájában kapott vegyület az oxidatív dekarboxilezési szakaszba kerül, amely a test sejtjeinek mitokondriumában helyezkedik el, majd az előkészítő reakcióba lép, mielőtt belépne a Krebs-ciklusba.

A glikolízisből származó piroesav az oxidációs folyamat révén acetil-ko-A-vá alakul. Ezt az oxidációs folyamatot az elektronok felszabadulása okozza, ami a szénatom komponensének csökkenését okozza. Ezt jelzi a piruvinsavban lévő 3 szénatom összetételének 2 szénatomra való redukciója, ez az eredmény acetil-CoA. A szénkomponens redukciójának ezt a folyamatát oxidatív dekarboxilezésnek nevezzük.

Az acetil-CoA termelése mellett az oxidációs folyamat a mitokondriumokban képes elektronok befogásával átalakítani a NAD + -t NADH-vá. Ennek a készítménynek a végeredménye az acetil-CoA, CO₂ és 2NADH.

Az ebben a szakaszban kapott acetil-CoA-t a krebs-ciklus folyamatához használjuk.

2. Krebs ciklus

A krebs-ciklusban nyolc szakasz van, amelyek reakciói az elejétől a végéig folyamatosan fordulnak elő, és többször is előfordulnak,

A teljes ciklusfolyamat a következőképpen történik,

1. A citrátképződés a krebss-ciklusban bekövetkező kezdeti folyamat. Az acetil-CoA oxalacetáttal történő kondenzációs folyamata során citrát képződik a citrát-szintáz enzimmel.
2. Az előző eljárás során előállított citrát az akonitáz enzim segítségével izocitráttá alakul át.
3. Az izocitrát dehidrogénező enzimek a NADH segítségével képesek izocitrátot α-ketoglutaráttá alakítani. Ennek a reakciónak a folyamán egy szén-dioxid molekula szabadul fel.
4. Az alfa-ketoglutarát oxidációs folyamaton megy keresztül, hogy szukcinil-CoA-t képezzen. Ezen oxidáció során a NAD + elfogadja az elektronokat (redukál), hogy NADH + H + legyenek. A reakciót katalizáló enzim az alfa-ketoglutarát-dehidrogenáz.
5. A szukcinil-CoA szukcináttá alakul. A felszabadult energiát a guanozin-difoszfát (GDP) és a foszforilezés (Pi) guanozintrifoszfáttá (GTP) történő átalakítására használják. Ezt a GTP-t aztán fel lehet használni ATP létrehozására.
6. Az előző eljárás során előállított szukcinát fumaráttá oxidálódik. Ezen oxidáció során a FAD elfogadja az elektronokat (redukció) és FADH lesz₂. A szukcinát-dehidrogenáz enzim két hidrogén eltávolítását katalizálja a szukcinátból.
7. Ezután a hidratációs folyamat következik be, ez a folyamat hidrogénatom hozzáadását eredményezi a szénkötéshez (C = C), így egy malát alakú terméket állít elő.
8. A malátot ezután oxidálva oxaloacetátot állítanak elő a malát-dehidrogenáz enzim segítségével. Ez az oxaloacetát befogja az acetil-CoA-t, így a krebs-ciklus folytatódhat. E szakasz végeredménye szintén a NADH.

Krebs ciklus eredményei

A Krebs-ciklusban keletkező energia mennyisége (ATP) 12 ATP

3 NAD + = 9 ATP

1 FAD = 2 ATP

1 ATP = 1 ATP

Nagy vonalakban arra a következtetésre juthatunk, hogy a fenti folyamatok közül a Krebs-ciklus célja az acetil-CoA és H₂O széndioxiddá válik, és nagy energiát termel ATP, NADH és FADH formájában.

Referencia

• Citromsav-ciklus - Khan Akadémia