구연산주기가 설명되었습니다

핵심 개념

트리 카르 복실 산 사이클 또는 KREBS 사이클로도 알려진 구연산주기는 살아있는 유기체가 ATP를 생성하는 데 사용하는 이화물에 호기성 과정입니다. 이 기사에서는 구연산주기의 8 가지 반응, 반응이 어떻게 작동하는지, 그리고 관련된 제품 및 반응물을 배우게됩니다. 기사 전체에서 구연산 사이클, 트리 카르 복실 산 사이클 (TCA) 및 KREBS 사이클이라는 용어는 상호 교환 적으로 사용됩니다.

다른 기사에서 다루는 주제

당화 분해
산화 및 환원
응축 반응
광합성
e2

어휘

호기성 호흡- 산소가있는 경우 탄수화물로부터 에너지를 생성하는 데 사용되는 화학 공정.
데카르 복실화 - 카르 복실 그룹의 제거 및 나중에 Co 2 의 방출 .
탈수소 효소- 전자의 전달
물 분자의 수화 조정

제품

3 nadh
2 Co ₂
1 Fadh ₂
1gtp

참고 :각 포도당은 아세틸 CoA의 두 분자를 생성합니다. 따라서 나열된 제품에 2를 곱해야합니다. 예를 들어, 두 개의 포도당 분자가 다음을 생성합니다.

12 nadh
8 Co ₂
4 fadh ₂
4 gtp

이 예는 생화학 및 세포 생물학 과정에서 일반적인 시험 질문입니다 .

기판

아세틸 코아
시트 레이트
isocitrate
알파-케토 글 루타 레이트
숙시 닐 -CoA
숙시 네이트
fumarate
malate
옥살로 아세테이트

효소

시트 레이트 신타 제
아코 니타 제
이소 시트 레이트 탈수소 효소
a-ketoglutarate 탈수소 효소
숙시 닐 -CoA 합성 효소
숙시 네이트 탈수소 효소
fumarase
Malate dehydrogenase

Krebs 사이클 소개

시트르산 사이클의 목적은 아세틸 -CoA를 이산화탄소로 산화시켜 에너지를 생성하고 다른 생합성 반응의 전구체로서 작용하는 것이다. 이 과정은 미토콘드리아의 매트릭스에서 발생합니다. 그것은 아세틸 -CoA의 티올 에스테르 결합에 저장된 에너지를 포착하고 나중에이를 NADH의 에너지 패킷으로 보존합니다. 산소는 소비되지 않지만 NADH와 FADH ₂ 이후주기는 호기성입니다. 전자를 산소 의존적 경로로 옮깁니다.

피루 베이트 탈수소 효소 복합체 - 제조 단계

피루 베이트는 피루 베이트 탈수소 효소 복합체를 통해 아세틸 -CoA로 합성된다. 따라서이 다 효소 복합체는 당화를 Krebs 사이클과 연결합니다. PDH 복합체는 피루 베이트 데 하이드로게나 제 (E1), 디 하이드로 리포 일 트랜스 아세틸 라제 (E2) 및 디 하이드로 리소일 데 하이드로게나 제 (E3) 인 3 개의 효소 활성 서브 유닛을 갖는다. 중요하게도, 피루 베이트 탈수소 효소는 알로 스테 릭 부위를 가지고 있으며, 결과적으로 ATP 또는 NADH로 조절 될 수있다. 분명히,이 단계는 살아있는 유기체가 ATP 및 AMP 수준을 평가할 수 있도록하는 중요한 형태의 규제입니다.

개요

A. E1의 도움으로, 피루 베이트는 효소 보조 인자 인 티아민 피로 포스페이트 (TPP)와 결합하여이어서 데카르 복실화를 겪습니다. 따라서 이것은 하이드 록시 에틸 -TPP 중간체의 형성을 초래합니다.

B. TPP의 하이드 록시 에틸 그룹은 E2의 리포 아미드 황화물 그룹을 공격하고 TPP 유도체를 제거한다. 일단 TPP 유도체가 방출되면, 하이드 록시 에틸 카바이온은 아세틸기로 산화된다. 이 단계는 미래의 피루 베이트 감소를 위해 TPP를 재생성합니다.

C. 트랜스스터 화의 결과로, 아세틸기는 아세틸 -CoA를 생산하기 위해 COA로 옮겨진다.

D. E3 디 하이드로 리포 아미드를 다시 산화시켜 E2의 원래 리포 아미드 그룹을 재생성합니다.

E. 환원 반응에서 전자의 이득이 있으며 산화에는 전자 손실이 있음을 기억하십시오. 이 반응에서 E3에서 손실 된 전자는 NADH의 생산을 지원하며, 이는 전자 수송 체인 동안 ATP의 생산에 도움이된다. 분명한 바와 같이, 피루 베이트 탈수소 효소 복합체는 ATP를 직접 생성하지 않습니다.

시트르산 사이클 1 단계 :시트 레이트 신타 제/산-염기 반응

구연산염 신타 제는 나중에 시트 레이트를 형성하기 위해 옥 살로 아세테이트와 아세틸 -CoA 사이의 반응을 촉매한다. 메커니즘은 Aldol 응축 반응으로 시작하여 Thioester 결합의 가수 분해로 끝납니다. 그러나, 반응이 발생하기 전에 히스티딘의 274 및 320은 합성 효소를 양성자 화 해야하는 반면, 아스 파르 테이트 375는 휴식시 탈로 톤화된다.

메커니즘

시트르산 사이클 반응 2 :아코 니타 제/탈수-불발 반응

아코 니타 타제는 시스-아코 니타 타제를 통해 이성질체 인 이소 시트 레이트로 구연산염을 상호 연결하는 철-황산 효소이다. 이것은 물의 첨가 및 나중에 제거를 포함하는 2 단계 메커니즘입니다.

메커니즘

시트르산 사이클 반응 3 :이소 시트 레이트 탈수소 효소/ 산화 데카르 복실 화

이소 시트 레이트 탈수소 효소는 이성질체의 이성질체 알파-케토 글 루타 레이트에 이소 시트 레이트의 산화성 데카르 복실화를 촉매하는 효소이다. 주요 속도 제한 단계 일뿐 만 아니라 NADH 및 CO ₂를 방출하는주기의 첫 단계이기도합니다. . Mghelps는 에놀 레이트 중간체의 카르 보닐을 안정화시키고, 결국 알파-케토 글 루타 레이트로 전환시킨다. 중요하게도,이 단계는 NADH 또는 ATP의 존재를 감안할 때 이후에 조절 될 수 있습니다.

메커니즘

시트르산 사이클 반응 4 :알파-케토 글 루타 레이트 탈수소 효소

알파-케토 글 루타 레이트 탈수소 효소는 산화성 데 카르 복 실화를 통해 알파-케토 글 루타 레이트를 숙시 닐 -CoA로 전환시키는 다 효소 복합체이다. 또한,이 효소는 제 2 NADH 및 Co ₂를 생성한다 Krebs 사이클의. 또한, 알파-케토 글 루타 레이트 탈수소 효소 복합 메커니즘은 피루 베이트 탈수소 효소의 것과 유사하다.

메커니즘

시트르산 사이클 반응 5 :숙시 닐 -COA 합성 효소-하시 스트레이트 수준 인산화.

숙시 닐 -CoA 합성 효소는 숙시 닐 -CoA의 고 에너지 티올 에스테르를 절단하여 석회 네이트를 형성한다. 숙시 닐 -CoA의 티오 에스테르 결합으로부터 방출 된 에너지는 GTP를 생성하는데 사용 된 다음, 인산염을 ADP로 옮기기 위해 ATP를 생성 할 수있다. 그러나, 포스페이트는 숙시 닐-포스페이트로부터 GTP로 직접 전달되지 않고, 합성 효소의 히스티딘 잔기를 통해

메커니즘

시트르산 사이클 반응 6 :숙시 네이트 탈수소 효소/ 입체 특이 적 탈수

숙시 네이트 탈수소 효소는 푸마 레이트에 대한 숙시 네이트의 탈수 소화 반응을 촉매한다. 이 효소는 보철 그룹 인 FAD를 함유하며, 이는 히스티딘 잔기를 통해 공유 적으로 연결됩니다. 숙시 네이트가 산화 될 때, 2 개의 수소 원자가 FAD로 옮겨져 FADH ₂를 생성합니다. . 숙시 네이트 탈수소 효소는 트리 카르 복실 산 사이클의 유일한 막-결합 효소이며 전자 수송 사슬에 직접 연결되어있다.