Щук биохимия расшифровка

Щук биохимия расшифровка

Общее уравнение одного оборота цикла Кребса:

Регуляция цикла

Цикл Кребса регулируется «по механизму отрицательной обратной связи», при наличии большого количества субстратов (ацетил-КоА, оксалоацетат), цикл активно работает, а при избытке продуктов реакции (NADH, ATP) тормозится. Регуляция осуществляется и при помощи гормонов, основным источником ацетил-КоА является глюкоза, поэтому гормоны, способствующие аэробному распаду глюкозы, способствуют работе цикла Кребса. Такими гормонами являются: инсулин и адреналин. Глюкагон стимулирует синтез глюкозы и ингибирует реакции цикла Кребса.

Как правило работа цикла Кребса не прерывается за счёт анаплеротических реакций, которые пополняют цикл субстратами: Пируват + СО2 + АТФ = Оксалоацетат (субстрат Цикла Кребса) + АДФ + Фн.

Функции

  1. Интегративная функция — цикл является связующим звеном между реакциями анаболизма и катаболизма.
  2. Катаболическая функция — превращение различных веществ в субстраты цикла:
    • Жирные кислоты, пируват,Лей,Фен — Ацетил-КоА.
    • Арг, Гис, Глу — α-кетоглутарат.
    • Фен, тир — фумарат.
    • Анаболическая функция — использование субстратов цикла на синтез органических веществ:
      • Оксалацетат — глюкоза, Асп, Асн.
      • Сукцинил-КоА — синтез гема.
      • 2 — реакции карбоксилирования.
      • Водорододонорная функция — цикл Кребса поставляет на дыхательную цепь митохондрий протоны в виде трех НАДН.Н + и одного ФАДН2.
      • Энергетическая функция — 3 НАДН.Н + дает 7.5 моль АТФ, 1 ФАДН2 дает 1.5 моль АТФ на дыхательной цепи. Кроме того в цикле путем субстратного фосфорилирования синтезируется 1 ГТФ, а затем из него синтезируется АТФ посредствам трансфосфорилирования: ГТФ + АДФ = АТФ + ГДФ.

      Мнемонические правила

      Для более легкого запоминания кислот, участвующих в цикле Кребса, существует мнемоническое правило:

      Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед, что соответствует ряду — цитрат, (цис-)аконитат, изоцитрат, (альфа-)кетоглутарат, сукцинил-CoA, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат.

      Существует также следующее мнемоническое стихотворение (его автором является ассистент кафедры биохимии КГМУ Е. В. Паршкова [3] ):

      Щуку ацетил лимонил, Но нарцисса конь боялся, Он над ним изолимонно Альфа-кетоглутарался. Сукцинился коэнзимом, Янтарился фумарово, Яблочек припас на зиму, Обернулся щукой снова.

      (щавелевоуксусная кислота, лимонная кислота, цис-аконитовая кислота, изолимонная кислота, α-кетоглутаровая кислота, сукцинил-KoA, янтарная кислота, фумаровая кислота, яблочная кислота, щавелевоуксусная кислота).

      Другой вариант стихотворения

      ЩУКа съела ацетат, получается цитрат через цис-аконитат будет он изоцитрат водороды отдав НАД, он теряет СО2 этому безмерно рад альфа-кетоглутарат окисление грядет — НАД похитил водород ТДФ, коэнзимА забирают СО2 а энергия едва в сукциниле появилась сразу ГТФ родилась и остался сукцинат вот добрался он до ФАДа — водороды тому надо фумарат воды напился, и в малат он превратился тут к малату НАД пришел, водороды приобрел ЩУКа снова объявилась и тихонько затаилась Караулить ацетат.

      Примечания

      1. Berg JM Biochemistry — 5th Edition. — WH Freeman and Company, 2002. — P. 476. — ISBN 0-7167-4684-0
      2. Berg et al (2002), page 501
      3. К. А. Ефетов, Е. В. Паршкова.Цикл Кребса и мнемоническое правило для запоминания последовательности его реакций (рус.) // Таврический медико-биологический вестник. — 2012. — Т. 15. — № 1 (57). — С. 338-340. — ISSN2070-8092.

      Ссылки

      Wikimedia Foundation . 2010 .

      Смотреть что такое "Цикл трикарбоновых кислот" в других словарях:

      цикл трикарбоновых кислот — • цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) цикл кребса, цикл лимонной кислоты – важнейший биохим. механизм, обеспечивающий энергетический и конструктивный метаболизм всех живых клеток. Открыт X. Кребсом и У. Джонсоном в 1937 г. У эукариот полный набор… … Словарь микробиологии

      цикл трикарбоновых кислот — цикл Кребса Важнейшая циклическая последовательность метаболических реакций у аэробных организмов (эу и прокариот), в результате которых происходит последовательное окислительно восстановительное превращение ди и трикарбоновых кислот,… … Справочник технического переводчика

      цикл трикарбоновых кислот — цикл трикарбоновых кислот. См. цикл Кребса. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

      цикл трикарбоновых кислот — trikarboksirūgščių ciklas statusas T sritis chemija apibrėžtis Baltymų, riebalų ir angliavandenių oksidacinio skaidymo organizme ciklas. atitikmenys: angl. citric acid cycle; Krebs cycle; tricarboxylic acid cycle rus. цикл Кребса; цикл лимонной… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

      ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ — цикл трикарбоновых кислот, метаболический цикл Кребса, циклический ферментативный процесс, являющийся основным путём конечного распада белков, жиров и углеводов в организме. В Ц. т. к. продукт окислительного декарбоксилирования пировиноградной… … Ветеринарный энциклопедический словарь

      цикл трикарбоновых кислот — (син.: Кребса цикл, лимоннокислый цикл) совокупность ферментативных реакций, приводящих к полному окислению активированной уксусной кислоты до воды и двуокиси углерода, чем завершается распад углеводов, жиров и белков в живом организме;… … Большой медицинский словарь

      Читайте также:  Чем обрабатывают обувь от грибка

      ЦИКЛ КРЕБСА (цикл трикарбоновых кислот — цикл лимонной кислоты) сложный циклический ферментативный процесс, при котором в организме происходит окисление пировиноградной кислоты с образованием углекислого газа, воды и энергии в виде АТФ; занимает центральное положение в общей системе… … Словарь ботанических терминов

      трикарбоновых кислот цикл — (Кребса цикл, лимонной кислоты цикл), циклический ферментативный процесс полного окисления в живых организмах активированной уксусной кислоты до СО2 и Н2О; общий конечный путь, которым завершается распад углеводов, жиров и белков в организме. При … Энциклопедический словарь

      Трикарбоновых кислот цикл — цикл лимонной кислоты, цикл Кребса, широко представленный в организмах животных, растений и микробов путь окислительных превращений ди и трикарбоновых кислот, образующихся в качестве промежуточных продуктов при распаде белков, жиров и… … Большая советская энциклопедия

      ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ ЦИКЛ — (Кребса цикл лимонной кислоты цикл), циклический ферментативный процесс полного окисления в живых организмах активированной уксусной кислоты до СО2 и Н2О; общий конечный путь, которым завершается распад углеводов, жиров и белков в организме. При… … Большой Энциклопедический словарь

      Цикл трикарбоновых кислот впервые был открыт английским биохимиком Г. Кребсом. Он первым постулировал значение данного цикла для полного сгорания пирувата, главным источником которого является гликолитическое превращение углеводов. В дальнейшем было показано, что цикл трикарбо-новых кислот является тем центром, в котором сходятся практически все метаболические пути. Таким образом, цикл Кребса – общий конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые превращается в процессе катаболизма большая часть органических молекул, играющих роль «клеточного топлива»: углеводов, жирных кислот и аминокислот.

      Образовавшийся в результате окислительного декарбоксилирования пирувата в митохондриях ацетил-КоА вступает в цикл Кребса. Данный цикл происходит в матриксе митохондрий и состоит из восьми последовательных реакций (рис. 10.9). Начинается цикл с присоединения ацетил-КоА к оксалоацетату и образования лимонной кислоты (цитрата). Затем лимонная кислота (шестиуглеродное соединение) путем ряда дегидрирований (отнятие водорода) и двух декарбоксилирований (отщепление СО2) теряет два углеродных атома и снова в цикле Кребса превращается в оксалоацетат (четырехуглеродное соединение), т.е. в результате полного оборота цикла одна молекула ацетил-КоА сгорает до СО2 и Н2О, а молекула окса-лоацетата регенерируется. Рассмотрим все восемь последовательных реакций (этапов) цикла Кребса.

      Первая реакция катализируется ферментом цит-рат-синтазой, при этом ацетильная группа ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом, в результате чего образуется лимонная кислота:

      По-видимому, в данной реакции в качестве промежуточного продукта образуется связанный с ферментом цитрил-КоА. Затем последний самопроизвольно и необратимо гидролизуется с образованием цитрата и HS-KoA.

      В результате второй реакции образовавшаяся лимонная кислота подвергается дегидратированию с образованием цис-аконитовой кислоты, которая, присоединяя молекулу воды, переходит в изолимонную кислоту (изоцитрат). Катализирует эти обратимые реакции гидратации–дегидратации фермент аконитатгидратаза (аконитаза). В результате происходит взаимоперемещение Н и ОН в молекуле цитрата:

      Третья реакция, по-видимому, лимитирует скорость цикла Кребса. Изолимонная кислота дегидрируется в присутствии НАД-зависимой изо-цитратдегидрогеназы.

      В ходе изоцитратдегидрогеназной реакции изолимонная кислота одновременно декарбоксилируется. НАД-зависимая изоцитратдегидрогеназа является аллостерическим ферментом, которому в качестве специфического активатора необходим АДФ. Кроме того, фермент для проявления своей активности нуждается в ионах Mg 2+ или Мn 2+ .

      Во время четвертой реакции происходит окислительное декарбокси-лирование α-кетоглутаровой кислоты с образованием высокоэнергетического соединения сукцинил-КоА. Механизм этой реакции сходен с таковым реакции окислительного декарбоксилирования пирувата до ацетил-КоА, α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс напоминает по своей структуре пируватдегидрогеназный комплекс. Как в одном, так и в другом случае в реакции принимают участие 5 коферментов: ТПФ, амид липоевой кислоты, HS-KoA, ФАД и НАД + .

      Пятая реакция катализируется ферментом сукцинил-КоА-синтета-зой. В ходе этой реакции сукцинил-КоА при участии ГТФ и неорганического фосфата превращается в янтарную кислоту (сукцинат). Одновременно происходит образование высокоэргической фосфатной связи ГТФ за счет высокоэргической тиоэфирной связи сукцинил-КоА:

      В результате шестой реакции сукцинат дегидрируется в фумаровую кислоту. Окисление сукцината катализируется сукцинатдегидрогеназой, в молекуле которой с белком прочно (ковалентно) связан кофермент ФАД. В свою очередь сукцинатдегидрогеназа прочно связана с внутренней ми-тохондриальной мембраной:

      Седьмая реакция осуществляется под влиянием фермента фума-ратгидратазы (фумаразы). Образовавшаяся при этом фумаровая кислота гидратируется, продуктом реакции является яблочная кислота (малат). Следует отметить, что фумаратгидратаза обладает стереоспецифичностью (см. главу 4) – в ходе реакции образуется L-яблочная кислота:

      Наконец, в ходе восьмой реакции цикла трикарбоновых кислот под влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы происходит окисление L-малата в оксалоацетат:

      Как видно, за один оборот цикла, состоящего из восьми ферментативных реакций, происходит полное окисление («сгорание») одной молекулы ацетил-КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление в систему ацетил-КоА, а коферменты (НАД + и ФАД), перешедшие в восстановленное состояние, должны снова и снова окисляться. Это окисление осуществляется в системе переносчиков электронов в дыхательной цепи (в цепи дыхательных ферментов), локализованной в мембране митохондрий. Образовавшийся ФАДН2 прочно связан с СДГ, поэтому он передает атомы водорода через KoQ. Освобождающаяся в результате окисления ацетил-КоА энергия в значительной мере сосредоточивается в макроэргических фосфатных связях АТФ. Из 4 пар атомов водорода 3 пары переносят НАДН на систему транспорта электронов; при этом в расчете на каждую пару в системе биологического окисления образуется 3 молекулы АТФ (в процессе сопряженного окислительного фосфорилирования), а всего, следовательно, 9 молекул АТФ (см. главу 9). Одна пара атомов от сукцинатдегидрогеназы-ФАДН2 попадает в систему транспорта электронов через KoQ, в результате образуется только 2 молекулы АТФ. В ходе цикла Кребса синтезируется также одна молекула ГТФ (субстратное фосфорилирование), что равносильно одной молекуле АТФ. Итак, при окислении одной молекулы ацетил-КоА в цикле Кребса и системе окислительного фосфорилирования может образоваться 12 молекул АТФ.

      Читайте также:  Сушки без яиц рецепт

      Если подсчитать полный энергетический эффект гликолитического расщепления глюкозы и последующего окисления двух образовавшихся молекул пирувата до СО2 и Н2О, то он окажется значительно большим.

      Как отмечалось, одна молекула НАДН (3 молекулы АТФ) образуется при окислительном декарбоксилировании пирувата в ацетил-КоА. При расщеплении одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы пирувата, а при окислении их до 2 молекул ацетил-КоА и последующих 2 оборотов цикла трикарбоновых кислот синтезируется 30 молекул АТФ (следовательно, окисление молекулы пирувата до СО2 и Н2О дает 15 молекул АТФ). К этому количеству надо добавить 2 молекулы АТФ, образующиеся при аэробном гликолизе, и 6 молекул АТФ, синтезирующихся за счет окисления 2 молекул внемитохондриального НАДН, которые образуются при окислении 2 молекул глицеральдегид-3-фосфата в дегидрогеназной реакции гликолиза. Следовательно, при расщеплении в тканях одной молекулы глюкозы по уравнению С6Н12О6 + 6О2 —> 6СО2 + 6Н2О синтезируется 38 молекул АТФ. Несомненно, что в энергетическом отношении полное расщепление глюкозы является более эффективным процессом, чем анаэробный гликолиз.

      Необходимо отметить, что образовавшиеся в процессе превращения глицеральдегид-3-фосфата 2 молекулы НАДН в дальнейшем при окислении могут давать не 6 молекул АТФ, а только 4. Дело в том, что сами молекулы внемитохондриального НАДН не способны проникать через мембрану внутрь митохондрий. Однако отдаваемые ими электроны могут включаться в митохондриальную цепь биологического окисления с помощью так называемого глицеролфосфатного челночного механизма (рис. 10.10). Ци-топлазматический НАДН сначала реагирует с цитоплазматическим ди-гидроксиацетонфосфатом, образуя глицерол-3-фосфат. Реакция катализи-

      Рис. 10.10. Глицеролфосфатный челночный механизм. Объяснение в тексте.

      руется НАД-зависимой цитоплазматической глицерол-3-фосфат-дегидроге-назой:

      Дигидроксиацетонфосфат + НАДН + Н + Глицерол-3-фосфат + НАД + .

      Образовавшийся глицерол-3-фосфат легко проникает через митохонд-риальную мембрану. Внутри митохондрии другая (митохондриальная) глицерол-3-фосфат-дегидрогеназа (флавиновый фермент) снова окисляет глицерол-3-фосфат до диоксиацетонфосфата:

      Глицерол-3-фосфат + ФАД Диоксиацетонфосфат + ФАДН2.

      Восстановленный флавопротеин (фермент-ФАДН2) вводит на уровне KoQ приобретенные им электроны в цепь биологического окисления и сопряженного с ним окислительного фосфорилирования, а диоксиаце-тонфосфат выходит из митохондрий в цитоплазму и может вновь взаимодействовать с цитоплазматическим НАДН + Н + . Таким образом, пара электронов (из одной молекулы цитоплазматического НАДН + Н + ), вводимая в дыхательную цепь с помощью глицеролфосфатного челночного механизма, дает не 3, а 2 АТФ.

      Рис. 10.11. Малат-аспартатная челночная система для переноса восстанавливающих эквивалентов от цитозольного НАДН в митохондриальный матрикс. Объяснение в тексте.

      В дальнейшем было показано, что с помощью данного челночного механизма лишь в скелетных мышцах и мозге осуществляется перенос восстановленных эквивалентов от цитозольного НАДН + Н + в митохондрии.

      В клетках печени, почек и сердца действует более сложная малат-ас-партатная челночная система. Действие такого челночного механизма становится возможным благодаря присутствию малатдегидрогеназы и ас-партатаминотрансферазы как в цитозоле, так и в митохондриях.

      Установлено, что от цитозольного НАДН + Н + восстановленные эквиваленты сначала при участии фермента малатдегидрогеназы (рис. 10.11) переносятся на цитозольный оксалоацетат. В результате образуется малат, который с помощью системы, транспортирующей дикарбоновые кислоты, проходит через внутреннюю мембрану митохондрии в матрикс. Здесь малат окисляется в оксалоацетат, а матриксный НАД + восстанавливается в НАДН + Н + , который может теперь передавать свои электроны в цепь дыхательных ферментов, локализованную на внутренней мембране митохондрии. В свою очередь образовавшийся оксалоацетат в присутствии глутамата и фермента АсАТ вступает в реакцию трансаминирования. Образующиеся аспарат и α-кетоглутарат с помощью специальных транспортных систем способны проходить через мембрану митохондрий.

      Транспортирование в цитозоле регенерирует оксалоацетат, что вызывает к действию следующий цикл. В целом процесс включает легкообратимые реакции, происходит без потребления энергии, «движущей силой» его является постоянное восстановление НАД + в цитозоле гли-церальдегид-3-фосфатом, образующимся при катаболизме глюкозы.

      Читайте также:  Поза на вершине горы

      Итак, если функционирует малат-аспартатный механизм, то в результате полного окисления одной молекулы глюкозы может образоваться не 36, а 38 молекул АТФ (табл. 10.1).

      В табл. 10.1 приведены реакции, в которых происходит образование высокоэргических фосфатных связей в ходе катаболизма глюкозы, с указанием эффективности процесса в аэробных и анаэробных условиях.

      Цикл Кребса? Что это такое?

      Если вы не в курсе, то это — цикл трикарбоновых кислот. Понятнее?

      Если нет, то это — ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород. Кстати, за открытие этого цикла Ганс Кребс получил Нобелевскую премию.

      Вообщем, как вы поняли, эта штука очень важная, особенно для биохимиков. Именно им интересен вопрос «Как быстро запомнить цикл Кребса?»

      Вот как он выглядит:

      По сути Цикл Кребса описывает этапы превращения лимонной кислоты. Их и нужно запомнить.

      1. Конденсация ацетил-коэнзима А со щавелевоуксусной кислотой приводит к образованию лимонной кислоты.
      2. Лимонная кислота превращается в изолимонную через цисаконитовую.
      3. Изолимонная кислота дегидрируется с образованием альфа-кетоглутаровой и углекислого газа.
      4. Альфа-кетоглутаровая кислота дегидрируется с образованием сукцинил-коэнзима А и углекислого газа.
      5. Сукцинил-коэнзим А превращается в янтарную кислоту.
      6. Янтарная кислота дегидрируется с образованием фумаровой.
      7. Фумаровая кислота гидратируется с образованием яблочной.
      8. Яблочная кислота дегидрируется с образованием щавелевоуксусной. При этом цикл замыкается. В первую реакцию следующего цикла вступает новая молекула ацетил-коэнзима А.

      Я, на самом деле, не всё понял. Мне больше интересно про то, а как это запомнить.

      Как запомнить Цикл Кребса? Стих!

      Есть замечательный стих, который позволяет запомнить этот цикл. Автор данного стиха бывшая студентка КГМУ, сочинила его ещё в 1996 году.

      ЩУК у АЦЕТИЛ ЛИМОНил,
      Но нарЦИСсА КОНь боялся,
      Он над ним ИЗОЛИМОННо
      АЛЬФА-КЕТОГЛУТАРался.

      СУКЦИНИЛся КОЭНЗИМом,
      ЯНТАРился ФУМАРОВо,
      ЯБЛОЧек припас на зиму,
      Обернулся ЩУКой снова.

      Здесь последовательно зашифрованы субстраты реакций цикла трикарбоновых кислот:

      • ЩУК (щавелевоуксусная кислота)
      • АЦЕТИЛ-коэнзим А
      • ЛИМОНная кислота
      • ЦИСАКОНитовая кислота
      • ИЗОЛИМОННая кислота
      • АЛЬФА-КЕТОГЛУТАРовая кислота
      • СУКЦИНИЛ-КОЭНЗИМ A
      • ЯНТАРная кислота
      • ФУМАРОВая кислота
      • ЯБЛОЧная кислота
      • ЩУК (щавелевоуксусная кислота)

      Ещё один стих для запоминания цикла трикарбоновых кислот:

      ЩУКа съела ацетат, получается цитрaт,
      Через цисaконитaт будет он изоцитрaт.

      Вoдoрoды отдaв НАД, oн теряет СО2,
      Этoму безмернo рaд aльфa-кетоглутaрaт.

      Окисление грядет — НАД похитил вoдoрoд,
      ТДФ, коэнзим А забирают СО2.

      А энергия едва в сукциниле пoявилась,
      Сразу АТФ рoдилась и oстался сукцинат.

      Вот дoбрался он дo ФАДа — вoдoрoды тому надo,
      Фумарат воды напился, и в малат oн превратился.

      Тут к малату НАД пришел, вoдoрoды приобрел,
      ЩУКа снoва oбъявилась и тихoнькo затаилась.

      Стих — это неплохо. Его, конечно, еще запомнить надо, тогда вопрос: «Как запомнить цикл Кребса» волновать студентов не будет.

      Как запомнить Цикл Кребса? История!

      Я вдобавок предлагаю вот какую штуку — каждую из этих стадий (кислоту) преобразовать в образы и картинки:

      ЩУКА — щавелевоуксусная кислота
      АЦтек сражается с ЕТИ — ацетил-коэнзим А
      ЛИМОН — лимонная кислота
      ЦИСтерна с КОНями — цисаконитовая
      Рисованный на холсте (ИЗО) ЛИМОН — изолимонная кислота
      АЛЬФ держит ГЛУбокую ТАРу — альфа-кетоглутаровая кислота
      на СУКу сидит и пилит его ЦИНИк — сукцинил-коэнзим А
      ЯНТАРЬ — янтарная кислота
      в ФУражке МАРля — фумаровая кислота
      ЯБЛОКО — яблочная кислота

      Добавил картинок, которые могут вызвать сомнения, чтобы вы уж знали наверняка кто есть кто:

      Возле широкой реки ЩУКИ стали выпрыгивать из воды и нападать на АЦтека и ЕТИ, которые из без низ сражались друг с другом. Закидав их ЛИМОНами ацтек и ети сели на цистерну с конями и побыстрее стали убираться с этого места. Они не заметили как врезались в ворота, на которых был изображен(ИЗО) ЛИМОН. Изнутри ворота им открыл АЛЬФ, держащий стеклянную ГЛУбокую ТАРу. В это время сидящий на СУКу ЦИНИк стал забрасывать их ЯНТАРНыми камнями. Прикрываясь ФУражками с МАРлей наши герои спрятались за огромные ЯБЛОКи. Но оказывается ЩУКи оказались хитрыми и поджидали их за яблоками.

      Фууф, наконец-то дописал эту историю. Дело в том, что придумать такую историю в голове — очень быстро. Буквально 1-2 минуты. А вот изложить её текстом, да ещё так, чтобы поняли окружающие это совсем другое.

      Запоминание цикла Кребса акронимом

      Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед, что соответствует— цитрат, цис-аконитат, изоцитрат, (альфа-)кетоглутарат, сукцинил-CoA, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат.

      Надеюсь, теперь вам понятно, как можно запомнить Цикл Кребса.

      Ссылка на основную публикацию
      Adblock detector