The Krebsi tsükkel, tuntud ka kui sidrunhappetsükkel või trikarboksüülhappe (TCA) tsükkel, toimub eukarüootsete organismide mitokondrites. See on esimene kahest seotud ametlikust protsessist aeroobne hingamine. Teine on elektronide transpordiahel (ETC) reaktsioonid.
Krebsi tsüklile eelneb glükolüüs, mis on glükoosi lagundamine püruvaadiks koos väikese koguse ATP-ga (adenosiinitrifosfaat, rakkude "energiavaluuta") ja NADH (nikotiinamiid-adeniin-dinukleotiidi redutseeritud vorm) protsess. Glükolüüs ja sellele järgnevad kaks aeroobset protsessi esindavad rakulist täielikku hingamist.
Ehkki lõppkokkuvõttes on see suunatud ATP genereerimisele, on Krebsi tsükkel kaudne, ehkki elutähtis, aeroobse hingamise võimaliku kõrge ATP-saagise kaudne tegur.
Glükolüüs
Glükolüüsi lähtemolekul on kuue süsinikuga suhkur glükoos, mis on oma olemuselt universaalne toitainemolekul. Pärast glükoosi sisenemist rakku fosforüülitakse (st sellele on kinnitatud fosfaatrühm), korraldatakse ümber, fosforüüliti teist korda ja jagati kolmeks süsinikmolekuliks, millel mõlemal oma fosfaatrühm lisatud.
Selle identsete molekulide paari iga liige läbib teise fosforüülimise. See molekul korraldatakse ümber püruvaadi moodustamiseks mitmel etapil, mis tekitavad ühe NADH molekuli kohta, nelja ATP loomiseks kasutatakse nelja fosfaatrühma (kaks igast molekulist). Kuid kuna glükolüüsi esimene osa nõuab kahe ATP sisestamist, glükoosi puhastulemuseks on kaks püruvaati, üks ATP ja kaks NADH.
Krebsi tsükli ülevaade
Krebsi tsükliskeem on protsessi visualiseerimisel hädavajalik. See algab atsetüülkoensüüm A (atsetüül CoA) mitokondriaalse maatriksi või organelli sisemusse. Atsetüül CoA on kahe süsinikuga molekul, mis on loodud glükolüüsi teel saadud kolme süsinikuga püruvaadi molekulidest koos CO2 (süsinikdioksiid).
Atsetüül CoA ühendab tsükli käivitamiseks nelja süsiniku molekuliga, luues kuue süsiniku molekuliga. Mitmete etappidena, mis hõlmavad süsinikuaatomite kadu CO2 ja mõne ATP genereerimine koos mõne väärtusliku elektronkandjaga redutseeritakse kuue süsinikuga vahemolekul nelja süsiniku molekuliks. Kuid see teeb sellest tsükli: see nelja süsinikuga toode on sama molekul, mis protsessi alguses ühendub atsetüül CoA-ga.
Krebsi tsükkel on ratas, mis ei peatu kunagi pöörlemist seni, kuni atsetüül-CoA on sellesse sisse viidud, et see pidevalt ringi käiks.
Krebsi tsükli reaktiivid
Ainukesed Krebsi tsükli reaktandid on atsetüül CoA ja ülalmainitud nelja süsiniku molekul, oksaloatsetaat. Atsetüül-CoA kättesaadavus sõltub piisavast hapnikukogusest, mis vastab antud raku vajadustele. Kui raku omanik tegutseb jõuliselt, võib rakk osutuda peaaegu eranditult glükolüüsiks, kuni vähendatud koormuse intensiivsuse ajal saab hapniku "võla" maksta.
Oksaloatsetaat koos atsetüül-CoA-ga ensüümi tsitraat-süntaasi toimel moodustunud tsitraatvõi samaväärselt sidrunhape. See vabastab atsetüül-CoA molekuli koensüümiosa, vabastades selle kasutamiseks rakuhingamise ülesvoolu reaktsioonides.
Krebsi tsüklitooted
Tsitraat muundatakse järjestikku isotsitraat, alfa-ketoglutaraat, suktsinüül CoA, fumaraat ja malaat enne kui toimub oksaloatsetaadi uuesti genereeriv etapp. Selle käigus kaks CO2 molekulid tsükli pöörde kohta (ja seega neli ülesvoolu glükoosi molekuli kohta) lähevad keskkonda kaduma, samal ajal kui nende vabastamisel vabanenud energiat kasutatakse kokku kaks ATP-d, kuus NADH-i ja kaks FADH-i2 (NADH-ga sarnane elektronkandja) glükolüüsi siseneva glükoosi molekuli kohta.
Kui atsetüül-CoA molekul siseneb Krebsi tsüklisse, siis vaadeldakse teistmoodi, võttes oksaloatsetaadi segust täielikult välja. puhastulemuseks on mõned ATP-d ja palju elektronkandjaid järgnevate ETC-reaktsioonide jaoks mitokondris membraan.