Цикл - лимонная кислота
Cтраница 1
 |
Схематическое представление гексозомонофосфатного шунта. [1] |
Цикл лимонной кислоты, известный также под названием цикла трикар. Он важен также как источник интермедиатов, используемых для биосинтеза аминокислот ( разд. [2]
Цикл лимонной кислоты ( синоним: цикл трикарбоновых кислот), часто связываемый с именем Кребса г - это, образно говоря, та главная ось, вокруг которой вертится метаболизм почти всех существующих клеток. [3]
Цикл лимонной кислоты, связанный с накоплением энергии ( АТФ), не может функционировать непрерывно. В организме должны иметься регулирующие механизмы, позволяющие функционировать циклу только там и только тогда, когда это необходимо. Один из этих регулирующих механизмов связан с природой некоторых коферментов, участвующих в цикле лимонной кислоты. [4]
Цикл лимонной кислоты ( цикл Кребса) протекает в митохондриях. [5]
Цикл лимонной кислоты занимает центральное место в многочисленных биосинтетических процессах. Большинство живых организмов синтезирует углеводы из ди - и трикарбоновых кислот, образовавшихся в цикле Кребса, или из соединений, которые могут превращаться в промежуточные продукты этого цикла ( биосинтез углеводов см. стр. [6]
Цикл лимонной кислоты - замкнутая цепь ферментативных реакций окисления ацетильных остатков до С02, первым этапом которой является образование лимонной кислоты. [7]
Цикл лимонной кислоты называют также циклом трикарбоновых кислот Это второе название появилось в связи с тем, что в течение нескольких лет после того, как Кребс постулировал существование цикла, не было полной уверенности в том, какая именно из трикарбоновых кислот ( лимонная или, например, изоли-монная) является первым продуктом конденсации пирувата с оксалоацетатом. Эта неопределенность, как мы увидим ниже, теперь устранена. В настоящее время точно известно, что первой из трикарбоновых кислот образуется именно лимонная кислота. [9]
Цикл лимонной кислоты протекает в митохондриях. Он начинается реакцией, в которой цитрат-синтаза катализирует конденсацию ацетил - СоА и оксалоацетата, в результате чего образуется цитрат. В присутствии аконитазы цитрат в обратимой реакции превращается в изоци-трат, который затем дегидрируется с образованием ос-кетоглутарата и СО2 с помощью NAD - и NADP-зависимых изоцитратдегидрогеназ. Сукцинил - СоА взаимодействует при участии сукцинил - СоА - син-тетазы с GDP и фосфатом, в результате чего образуется свободный сукцинат, а также GTP, который затем передает свою концевую фосфатную группу на ADP. Сукцинат окисляется до фумарата под действием одного из флавинсодер-жащих ферментов - сукцинатдегидроге-назы. Фумарат обратимо гидратируется фумаразой с образованием L-малата, который затем окисляется NAD-зависимой L-малатдегидрогеназой. В результате окисления малата регенерирует одна молекула оксалоацетата. Эта молекула может теперь соединиться с новой молекулой ацетил - СоА и тем самым начать новый оборот цикла. Опыты с изотопной меткой, в которых изотопами углерода были помечены молекулы топлива или промежуточные продукты, убедительно доказали, что цикл лимонной кислоты представляет собой главный путь окисления углеводов в животных клетках. Общая скорость функционирования цикла в печени определяется скоростью превращения пирувата в ацетил - СоА, а также скоростью реакции, в ходе которой из ацетил - СоА образуется цитрат. Эта реакция катализируется цитрат-синтазой, ал-лостерическим ферментом, на который оказывают ингибирующее действие сук-цинил - СоА и некоторые другие вещества, играющие роль отрицательных модуляторов. [10]
Цикл лимонной кислоты в его современной форме приведен на рис. 14.8. ( Возможно, этот цикл требует некоторых уточнений. Каждая из стадий превращения катализируется особым ферментом, а некоторые стадии сопровождаются побочными реакциями, лишь немногие из которых здесь показаны. Некоторые стадии приводят к превращению АДФ в АТФ. Ацетил-SKoA, который вступает в цикл, может происходить из полисахаридов, жирных кислот или аминокислот. [11]
Разновидность цикла лимонной кислоты, используемая бактериями и рядом растительных клеток для превращения ацетата в сукцинат и в конечном итоге в новый углевод. [12]
От цикла лимонной кислоты берут свое начало многие биосинтетические реакции, в силу чего ему принадлежит центральная роль также и в этой сфере метаболизма ( фиг. Следует особо подчеркнуть, что, когда какие-нибудь промежуточные продукты уходят из цикла, их недостаток должен быть восполнен с помощью тех или иных анаплеротических реакций, иначе стационарное состояние цикла будет нарушено. [13]
Между циклом лимонной кислоты и орнитиновым циклом мочевино-образования имеются сложные связи, определяющие в известной степени скорость реакций, зависимую от энергетических потребностей клетки и концентраций конечных продуктов метаболизма. Как было показано ( см. главу 12), фумаровая кислота образуется в процессе распада аргинино-янтарной кислоты, синтез которой в свою очередь требует наличия аминокислоты аспартата. [14]
Итак, цикл лимонной кислоты - это каталитический механизм, при помощи которого осуществляется полное сгорание не только ацетил - КоА и всех соединений, способных его образовать, но также любого компонента цикла или любого соединения, способного превратиться в один из компонентов цикла. Как же работает этот механизм. Ясно, что реакции 2 - 7 или 2 - 8 ( см. фиг. Проблема, следовательно, сводится к тому, как получить ацетил - КоА из малата или оксалоацетата. [15]
Страницы: 1 2 3 4