Krebs-Cyclus Enzymen

Door Dr. Catherine Shaffer, D. Ph. Beoordeeld door Dr. Liji Thomas, MD

De Krebs-cyclus, ook wel bekend als de citroenzuurcyclus is een reeks van enzymatische reacties die energie vrijgeven van opgeslagen koolhydraten, vetten en eiwitten.

beeld door: 3d_man /

de Krebs-cyclus werd voor het eerst voorgesteld door Hans Adolf Krebs in 1937. De cyclus produceert ook aminozuurvoorlopers en verminderde nicotinamide adenine dinucleotide (NADH). Het is de primaire metabolische route voor alle aërobe processen in dierlijk weefsel. In eukaryotes, vindt de cyclus Krebs plaats in de mitochondrial matrijs terwijl in prokaryotes, het in cytosol voorkomt.

Krebs-cyclus stappen

Acetyl-CoA is het beginpunt voor de Krebs-cyclus. Door de acht reacties van de cyclus, worden drie molecules van NADH geproduceerd en één van flavinadenine dinucleotide (FAD/FADH2). De volgende zijn de stappen in de cyclus:

1. Acetyl-CoA wordt gecombineerd met oxaloacetaat door citraatsynthase, om een molecuul van zes koolstof te vormen. Dan komt het citroenzuurmolecuul vrij uit het enzymcomplex.
2. een watermolecuul wordt verwijderd uit de 3′ positie op citroenzuur en toegevoegd op de 4′ Locatie door het enzym aconitase wat resulteert in isocitraat.
3. Isocitraatdehydrogenase katalyseert de oxidatie van een 4 ‘ – OH-groep isocitraat tot alfa-ketoglutaraat. Één molecuul van NAD wordt omgezet in NADH.
4. alfa-ketoglutaraat wordt gedecarboxyleerd, waarbij een ander molecuul van NAD wordt omgezet in NADH, door alfa-ketoglutaraat dehydrogenase, waardoor succinylcoa ontstaat, een instabiele verbinding.
5. Succinyl-CoA synthetase katalyseert de toevoeging van een vrije fosfaatgroep aan guanosinedifosfaat (GDP), waardoor guanosinetrifosfaat ontstaat. In het proces, wordt de COA-Groep vrijgegeven van succinyl-CoA. Het resulterende molecuul is succinaat.
6. twee waterstofatomen komen vrij uit succinaat wanneer succinaatdehydrogenase fad reduceert tot FADH2. De output van de reactie is fumaraat.
7. Fumarase katalyseert de toevoeging van an-OH-groep aan fumaraat en produceert L-malaat.
8. in de uiteindelijke reactie van de cyclus wordt oxaloacetaat geregenereerd door oxidatie van L-malaat door malaatdehydrogenase. Één molecuul van NAD wordt omgezet in NADH.

Krebs-cyclusenzymen

de Krebs-cyclusenzymen zijn membraaneiwitten die in de matrix van de mitochondriën worden aangetroffen, met uitzondering van succinaatdehydrogenase, een integraal membraaneiwit dat aan het binnenste mitochondriale membraan is gebonden.

terwijl NAD de prothetische groep is die wordt gebruikt om de protonen te accepteren die tijdens de drie stappen van oxidatie worden gegenereerd, wordt FAD gebruikt door succinaatdehydrogenase. Het uiteindelijke lot van deze verminderde coenzymes moet worden reoxidized door de kettingreacties van het elektronentransport in het binnen mitochondrial membraan in te gaan, wanneer ATP wordt geproduceerd.

sommige reacties van de Krebs-cyclus liggen dicht bij het thermodynamisch evenwicht en zijn daarom bidirectioneel. Die omvatten enzymen die succinaat, fumaraat, malaat, en oxaloacetaat met elkaar verbinden. De omkeerbaarheid van de reacties staat de generatie van voorlopers voor glucosesynthese, vetzuur en cholesterolsynthese, aminozuuranabolisme, nucleotiden, en heme biosynthese toe.

de Krebs-cyclus gebruikt ongeveer twee derde van de totale zuurstof die door het lichaam wordt verbruikt, en genereert ongeveer ⅔ van de energie. Het speelt een rol in gluconeogenesis, transamination, deamination, en lipogenesis. Zeer weinig genetische abnormaliteiten van de cyclus Krebs zijn gevonden, misschien omdat het voor overleving kritiek is.

evolutie van de Krebs-cyclus

de meeste enzymen van de Krebs-cyclus zijn gecodeerd in de kern in eukaryoten. Men gelooft dat nucleaire genen werden verworven van voorouderlijke mitochondriale genen tijdens evolutie. Tijdens dat proces, bekend als endosymbiose, cellen begonnen te leven in symbiotische relaties.

de mitochondrion en het chloroplast zouden oorspronkelijk vrijlevende cellen zijn geweest die uiteindelijk in andere cellen begonnen te leven. Voorafgaand aan deze gebeurtenis, kunnen de cyclusenzymen van Krebs slechts als geà soleerde stappen in de gastheer en mitochondria hebben gewerkt.

verschillende isovormen van de enzymen in verschillende celcompartimenten kunnen ontstaan als gevolg van genoverdracht. Het proces waardoor deze geïsoleerde stappen in de cyclus samenkwamen om een complexe, kritische cyclus te vormen die nodig is voor het leven is nog niet begrepen.

Verder Lezen

• Alle Biochemie Content
• Een Inleiding voor Enzym Kinetiek
• Chiraliteit in de Biochemie
• L-en D-Isomeren
• Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reactie

Geschreven door

Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer is een freelance wetenschap en gezondheid schrijver uit Michigan. Ze heeft geschreven voor een breed scala van handel en consumenten publicaties over life sciences onderwerpen, met name op het gebied van drug discovery en ontwikkeling. Ze heeft een Ph. D. in Biologische Chemie en begon haar carrière als laboratoriumonderzoeker voordat ze overstapte naar wetenschappelijk schrijven. Ze schrijft en publiceert ook fictie, en in haar vrije tijd houdt ze van yoga, fietsen en het verzorgen van haar huisdieren.

citaten