Трикарбоновых Кислот Цикл

Цикл лимонной кислоты, цикл Кребса, циклич. Последовательность ферментативных окислит, превращений три- и дикарбоновых к-т. Общий заключит, этап окислит, распада продуктов обмена углеводов, жиров и белков (или аминокислот) до СО2 и Н20. Открыт X. Кребсом и У. Джонсоном в 1937. Широко распространён в клетках животных, растений и у микроорганизмов, является важнейшей стадией дыхания, осн. Процессом, обеспечивающим снабжение клетки энергией в аэробных условиях и поставляющим биохимич. Предшественники для разнообразных биосинтетич. Процессов. Реакции Т. К. Ц. Протекают в митохондриях, где обнаружен полный набор ферментов Т. К. Ц. (нек-рые ферменты Т. К. Ц. Локализованы также в цитоплазме и действуют на др. Путях обмена). Т. К. Ц. Начинается образованием лимонной к-ты при конденсации ацетильной группы ацетил-КоА и щавелевоуксусной к-ты и завершается образованием щавелевоуксусной к-ты, 2 молекул СО2 (продукт «сгорания» ацетильной группы) и восстановленных коферментов (3 НАД-Н + ЗН+ и 1 ФАДН2).

Последние затем окисляются выдыхательной цепи» митохондрий с образованием богатых энергией связей АТФ (см. Окислительное Фосфорилирование). Промежуточные продукты Т. К. Ц.- изолимонная, ?-кетоглутаровая, янтарная и яблочная к-ты - окисляются специфич. Дегидрогеназами, коферментами к-рых являются ФАД (сукцинатдегидрогеназа) и НАД (остальные дегидрогеназы). Энергия, образующаяся при расщеплении возникающего в результате окисления . -кетоглутаровой к-ты богатого энергией сукцинил-КоА, обеспечивает фосфорилирование ГДФ или АДФ (т. Н. Субстратное фосфорилирование). Ацетил-КоА, вступающий в Т. К. Ц., образуется при окислит. Декарбоксилировании пировиноградной к-ты, осуществляемом многоферментным пируватдегидрогеназным комплексом, при окислении жирных к-т, а также в результате ацетил-КоА-синтазной реакции.

При полном окислении молекулы пирувата в Т. К. Ц. До СО2 и Н20 образуется не менее 15 богатых энергией (макроэргических) фосфатных связей, а при полном аэробном окислении глюкозы синтезируется 38 молекул АТФ. Промежуточные продукты и субстраты Т. К. Ц. Являются также субстратами др. Путей обмена веществ и могут выводиться из цикла для использования в разл. Биосинтетич. Процессах. Глюконеогенезе (щавелевоуксусная к-та), синтезе порфиринов (сукцинил-КоА), жирных к-т, стероидов, ацетилхолина, ацетоновых тел (ацетил-КоА). Т. К. Ц.- осн. Источник СО2, необходимого для реакций карбоксилирования (напр., при синтезе жирных к-т, в глюкоиеогенезе, орнитиновом цикле). В клетках существуют анаплеротические («возмещающие») реакции, в к-рых происходит образование промежуточных продуктов Т.

К. Ц. (напр., образование щавелевоуксусной к-ты при карбоксилировании пировиноградной или фосфоенолпировиноградной к-т, яблочной к-ты при карбоксилировании пировиноградной к-ты, а-кетоглутаровой и щавелевоуксусной к-ты при переаминировании глутаминовой и аспарагиновой к-т). Т. О. Функции Т. К. Ц., занимающего ключевое положение в обмене веществ, связаны как с катаболич., так и с анаболич. Процессами. У высших растений и нек-рых микроорганизмов (в частности, у организмов, для к-рых единств, источником углерода служит ацетат) Т. К. Ц. Видоизменён в глиоксилатный цикл. Др. Модифицированной формой Т. К. Ц. Является путь, в к-ром вместо реакций превращения ?-кетоглутаровой к-ты в сукцинил-КоА и янтарную к-ту реализуется альтернативная последовательность реакций.

-кетоглутаровая к-та -> глутаминовая к-та -> ?-аминомасляная к-та -> янтарный полуальдегид -> янтарная к-та. Этот путь (т. Н. -аминобутиратный шунт) имеет особенно большое значение для ткани мозга (ок. 10% глюкозы в мозге подвергается распаду по этому пути), обнаружен также в нек-рых др. Органах животных, у мн. Микроорганизмов и высших растений. (см. Окисление Биологическое). Схема цикла трикарбоиовых кислот. В рамках - субстраты цикла. Реакции катализируются следующими ферментами. Цитратсинтазой (1), аконитазой (2), изоцитратдегидрогеназой (3), ?-кетоглутаратдегидрогеназой (4), сукцинилтиокиназой (5), сукцинатдегидрогеназой (6), фумаразой (7), малатдегидрогеназой (8), пируватдегидрогеназой (9)..