The Krebsův cyklus, známý také jako cyklus kyseliny citronové nebo cyklus trikarboxylové kyseliny (TCA), probíhá v mitochondriích eukaryotických organismů. Je to první ze dvou formálních procesů spojených s aerobní dýchání. Druhým je elektronový transportní řetězec (ETC) reakce.
Krebsovu cyklu předchází glykolýza, což je rozklad glukózy na pyruvát, s malým množstvím ATP (adenosintrifosfát, „energetická měna“ buněk) a NADH (redukovaná forma nikotinamidadenindinukleotidu) generovaná v proces. Glykolýza a dva aerobní procesy, které ji následují, představují úplné buněčné dýchání.
Ačkoli je nakonec zaměřen na generování ATP, Krebsův cyklus je nepřímým, i když životně důležitým, přispěvatelem k eventuálnímu vysokému výtěžku ATP aerobního dýchání.
Glykolýza
Výchozí molekulou pro glykolýzu je cukr se šesti uhlíky glukóza, což je v přírodě univerzální molekula živin. Poté, co glukóza vstoupí do buňky, je fosforylována (tj. Je k ní připojena fosfátová skupina), přeskupena, fosforylovány podruhé a rozděleny do dvojice molekul se třemi uhlíky, každá s vlastní fosfátovou skupinou připojený.
Každý člen této dvojice identických molekul prochází další fosforylací. Tato molekula je přeskupena za vzniku pyruvátu v sérii kroků, které generují jeden NADH na molekulu, čtyři fosfátové skupiny (dvě z každé molekuly) jsou použity k vytvoření čtyř ATP. Ale protože první část glykolýzy vyžaduje vstup dvou ATP, čistým výsledkem glukózy jsou dva pyruvát, jeden ATP a dva NADH.
Přehled Krebsova cyklu
Krebsův cyklický diagram je nepostradatelný při pokusu o vizualizaci procesu. Začíná to zavedením acetyl koenzym A (acetyl CoA) do mitochondriální matrice nebo vnitřku organely. Acetyl CoA je molekula se dvěma uhlíky vytvořená z molekul pyruvátu se třemi uhlíky z glykolýzy s CO2 (oxid uhličitý) v procesu.
Acetyl CoA kombinuje s molekulou se čtyřmi uhlíky, aby nastartoval cyklus a vytvořil molekulu se šesti uhlíky. V sérii kroků zahrnujících ztrátu atomů uhlíku jako CO2 a generování některých ATP spolu s některými cennými elektronovými nosiči je šestikarbonová intermediární molekula redukována na molekulu se čtyřmi uhlíky. Ale tady je to, co z toho dělá cyklus: Tento čtyřuhlíkový produkt je stejná molekula, která se na začátku procesu kombinuje s acetyl CoA.
Krebsův cyklus je kolo, které se nikdy nepřestane otáčet, dokud je do něj přiváděn acetyl CoA, aby se to pořád točilo.
Reaktanty podle Krebsova cyklu
Jedinými reaktanty Krebsova cyklu jsou acetyl CoA a výše uvedená molekula se čtyřmi uhlíky, oxaloacetát. Dostupnost acetyl CoA závisí na dostatečném množství přítomného kyslíku, aby vyhovovalo potřebám dané buňky. Pokud majitel buňky intenzivně cvičí, může se buňka spoléhat téměř výlučně na glykolýzu, dokud nebude možné „splácet“ kyslík „při snížené intenzitě cvičení“.
Oxaloacetát kombinovaný s acetyl CoA pod vlivem enzymu citrát syntázy za vzniku citrátnebo ekvivalentně kyselina citronová. Tím se uvolní koenzymová část molekuly acetyl CoA a uvolní se pro použití při předcházejících reakcích buněčného dýchání.
Výrobky Krebsova cyklu
Citrát se postupně převádí na isocitrát, alfa-ketoglutarát, sukcinyl CoA, fumarát a malát před provedením kroku, který znovu generuje oxaloacetát. V procesu dva CO2 molekuly na jednu otáčku cyklu (a tedy čtyři na molekulu glukózy proti proudu) jsou ztraceny do životního prostředí, zatímco energie uvolněná při jejich uvolňování se používá k vytvoření celkem dva ATP, šest NADH a dva FADH2 (elektronový nosič podobný NADH) na molekulu glukózy vstupující do glykolýzy.
Podíváme-li se na něco jiného, úplně odstraníme oxaloacetát ze směsi, když molekula acetyl CoA vstoupí do Krebsova cyklu, čistým výsledkem je nějaká ATP a velké množství elektronových nosičů pro následné ETC reakce v mitochondriích membrána.