2. SZENT-GYÖRGYI – KREBS CIKLUS(citrát-kör)

LÉNYEGE:

FUNKCIÓJA:

Az acetilcsoportok elégetése CO2 és redukált koenzimek (NADH+H+, FADH2) képződése közben, miközben némi energia is felszabadul és elraktározódik egy ATP (vagy GTP) formájában. Az égéstermékek tehát egyelőre CO2 és NADH+H+ (és FADH2).

A terminális oxidáció számára e--donor: NADH+H+ és FADH2 előállítása, ill. kiindulási vegyületek biztosítása különböző felépítő folyamatokhoz. (Nagy anyagelosztó központ!)

HELYE: A mitokondrium mátrixa

!A továbbiakban a mitokondrium, a sejt „erőműve” végzi a lebontás folyamatait.

Tartalomhoz

oxálecetsav

citromsav

izocitromsav

α-ketoglutársav

szukcinil-KoA

borostyánkősav

fumársav

almasav

cisz-akonitsav

acetil-KoA

Pi

(+H 2O)

i

Itt valójában nem lép be víz, mert a glikolízis 7. reakciójához hasonlóan a szervetlen foszfát egyik oxigénje marad a –COOH csoport része. Mégis, az így keletkező ATP hidrolízisekor egy (vagyis glükózonként két) molekula víz el fog használódni előbb-utóbb, így „pótlódik” a szervetlen foszfát borostyánkősavon hagyott oxigénje. A végső anyagmérlegből is átható lesz, hogy a terminális oxidációban keletkező vízmolekulák mindegyikével csak úgy tudunk elszámolni, ha a citrát-körben körönként 3 H2O felhasználódásával számolunk, holott szigorúan véve csak 2 molekula víz vesz részt a reakciókban.

1

2

3

piroszőlősav + NAD+ NADH+H+

+ KoA

4

56

7

8

9

A négy szénatomos (C4) oxálecetsavhoz hozzáépül az acetilcsoport (C2), és létre jön a citromsav (C6). Erről kapta nevét a körfolyamat.

(Katalizáló enzim: citrát szintetáz)

Az oxidációs reakciók előkészítéseként átrendeződések mennek végbe a molekulán.

Katalizáló enzim: akonitáz)

(Katalizáló enzim: akonitáz; ugyanaz, mint az előző lépésben)

Egy szénatom CO2 formájában távozik, mint égéstermék. Oxidációs reakció ez, melyben az elektron-akceptor (oxidálószer) NAD+ koenzim.A termék α-ketoglutársav (C5).

(Katalizáló enzim: izocitrát dehidrogenáz )

Egy másik karbocilcsoport szénatomja és két oxigénje is eltávozik CO2 formájában. A termék szukcinil (C4)-KoA

Ezzel el is távozott a beérkezett acetilcsoport 2 C-atomjának megfelelő szénmennyiség.

(Katalizáló enzim: α-ketoglutarát dehidrogenáz)

A kötésátrendeződések következtében felszabadult energiát a szukcinát (borostyánkősav) és a KoA molekula nagy energiájú kötése raktározza. Ez ATP előállítására fordítható ADP és inorganikus foszfát felhasználásával (növényekben. Állatokban GTP). Ez a citrát-kör energianyewresége. (Körönként egy, kiindulási glükózonként 2 ATP).Termék: borostyánkősav (szukcinát)

(Katalizáló enzim: szukcinil-KoA szintetáz)

A molekula további oxidációjával újabb redukált koenzim (FADH2) , és fumársav (C4) jön létre.

(Katalizáló enzim: szukcinát dehidrogenáz)

Vízfelvétel történik, és almasav (C4) jön létre.(Katalizáló enzim: fumaráz)

Az utolsó oxidációs lépéssel visszaalakul az oxálecetsav (C4) és redukált koenzim (NADH+H+) is képződik.(Katalizáló enzim: almasav dehidrogenáz)

információért kattints a reakció melletti számra

akonitázcitrát szintetáz

izocitrát dehidrogenáz

α-ketoglutarát

dehidrogenázszukcinil-KoA

szintetáz

szukcinát dehidrogenáz

fumaráz

almasav dehidrogenáz

Tartalomhoz

oxálecetsav citromsav

izocitromsav

α-ketoglutársav

Szukcinil-KoA

boro

styán

kősa

v

fumársav

almasav

A citrát-kör anyag- és energiamérlege 1 glükózra:

2 Ac-KoA + 6 H2O + 6 NAD++ FAD + 2ADP + 2Pi

4 CO2 + 2KoA + 6NADH+H+ + 2FADH2 + 2ATP

Tartalomhoz

Az alábbi animáció megmutatja, hogy bár nem pont azok a szénatomok távoznak el a citrát-ciklus egy körében, mint amelyek a kör elején beléptek az acetilcsoporttal, azért előbb utóbb minden szénatomra sor kerül. (Már persze ha a felépítő anyagcsere nem vonja el valamelyik molekulát.)

Az animáció a funkciógombra kattintva átugorható.

Tartalomhoz

oxálecetsav

citromsav

izocitromsav

α-ketoglutársav

szukcinil-KoA

borostyánkősav

fumársav

almasav

cisz-akonitsav

acetil-KoA

!

!

!!

!

!

!

!

!!!

Az acetil-KoenzimA-val érzekő, kékkel jelölt szénatomok sorsát követjük az

animációval a citrát-körben.

Az animáció átugrása

Az acetilcsoport csatlakozásától

számított 4. körben tehát távozik a második

szénatom is. De a lényeges az, hogy

minden körben összesen 2 szénatom csatlakozik,

és ennyi is távozik, miközben.

Tartalomhoz

Tartalomhoz