Krebs Cykelenzymer

av Dr.Catherine Shaffer, Ph. D. Recenserad av Dr. Liji Thomas, MD

Krebs-cykeln, även känd som citronsyracykeln, är en serie enzymatiska reaktioner som frigör energi från lagrade kolhydrater, fetter och proteiner.

bildkredit: 3d_man /

Krebs-cykeln föreslogs först av Hans Adolf Krebs 1937. Cykeln producerar också aminosyraprekursorer och reducerad nikotinamidadenindinukleotid (NADH). Det är den primära metaboliska vägen för alla aeroba processer i djurvävnad. I eukaryoter sker Krebs-cykeln i mitokondriell matris medan den i prokaryoter förekommer i cytosolen.

Krebs cykelsteg

Acetyl-CoA är utgångspunkten för Krebs-cykeln. Under de åtta reaktionerna i cykeln produceras tre molekyler av NADH och en av flavinadenindinukleotid (FAD/FADH2). Följande är stegen i cykeln:

1. Acetyl-CoA kombineras med oxaloacetat med citratsyntas för att bilda en sexkolsmolekyl. Sedan frigörs citronsyramolekylen från enzymkomplexet.
2. en vattenmolekyl avlägsnas från 3′ – positionen på citronsyra och tillsätts tillbaka på 4′ – platsen av enzymet aconitas vilket resulterar i isocitrat.
3. Isocitratdehydrogenas katalyserar oxidation av en 4 ’ -OH-grupp isocitrat för att ge alfa-ketoglutarat. En molekyl av NAD omvandlas till NADH.
4. alfa-ketoglutarat dekarboxyleras och omvandlar en annan molekyl av NAD till NADH med alfa-ketoglutaratdehydrogenas, vilket ger succinyl CoA som är en instabil förening.
5. Succinyl-CoA-syntetas katalyserar tillsatsen av en fri fosfatgrupp till guanosindifosfat (BNP), vilket skapar guanosintrifosfat. I processen frigörs CoA-gruppen från succinyl-CoA. Den resulterande molekylen är succinat.
6. två väten frigörs från succinat när succinatdehydrogenas reducerar FAD till FADH2. Utsignalen från reaktionen är fumarat.
7. Fumaras katalyserar tillsats av an-OH-grupp till fumarat och producerar L-Malat.
8. i den slutliga reaktionen av cykeln regenereras oxaloacetat genom oxidation av L-Malat med malat dehydrogenas. En molekyl av NAD omvandlas till NADH.

Krebs – cykelenzymer

Krebs – cykelenzymerna är membranproteiner som finns i mitokondriernas matris med undantag för succinatdehydrogenas som är ett integrerat membranprotein låst till det inre mitokondriella membranet.

medan NAD är den protetiska gruppen som används för att acceptera protonerna som genereras under de tre stegen av oxidation, används FAD av succinatdehydrogenas. Det ultimata ödet för dessa reducerade koenzymer ska reoxideras genom att komma in i elektrontransportkedjereaktionerna i det inre mitokondriella membranet när ATP genereras.

vissa reaktioner i Krebs-cykeln ligger nära termodynamisk jämvikt och är därför Dubbelriktade. Dessa inkluderar enzymer som omvandlar succinat, fumarat, malat och oxaloacetat. Reversibiliteten av reaktionerna möjliggör generering av prekursorer för glukossyntes, fettsyra-och kolesterolsyntes, aminosyraanabolism, nukleotider och hembiosyntes.

Krebs-cykeln använder ungefär två tredjedelar av det totala syre som konsumeras av kroppen och genererar cirka 1 kg energi. Det spelar en roll i glukoneogenes, transaminering, deaminering och lipogenes. Mycket få genetiska avvikelser i Krebs-cykeln har hittats, möjligen för att det är avgörande för överlevnad.

utveckling av Krebs-cykeln

de flesta enzymer i Krebs-cykeln kodas i kärnan i eukaryoter. Man tror att kärngener förvärvades från förfädernas mitokondriella gener under evolutionen. Under den processen, känd som endosymbios, började celler leva i symbiotiska relationer.

mitokondrion och kloroplast ska ha varit ursprungligen fritt levande celler som så småningom började leva inuti andra celler. Före denna händelse kan Krebs – cykelenzymer ha fungerat endast som isolerade steg i värden och mitokondrier.

olika isoformer av enzymerna i olika cellutrymmen kan ha uppstått som ett resultat av genöverföringshändelser. Processen genom vilken dessa isolerade steg i cykeln samlades för att bilda en komplex, kritisk cykel som är nödvändig för livet är ännu inte förstådd.

Vidare läsning

• allt Biokemiinnehåll
• en introduktion till enzymkinetik
• kiralitet i biokemi
• l-och D-isomerer
• Suzuki-Miyaura Korskopplingsreaktion

skriven av

Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer är en frilansande vetenskap och hälsa författare från Michigan. Hon har skrivit för en mängd olika handels-och konsumentpublikationer om biovetenskapliga ämnen, särskilt inom området läkemedelsupptäckt och utveckling. Hon har en doktorsexamen i Biologisk Kemi och började sin karriär som laboratorieforskare innan hon övergick till science writing. Hon skriver och publicerar också fiktion, och på fritiden tycker hon om yoga, cykling och tar hand om sina husdjur.

citat