Cykl Krebksa inaczej cykl kwasów trikarboksylowych jest ciągiem reakcji zachodzacym w mitochondriach w wyniku czego reszty acetylowe w postaci aktywnego octanu czyli acetylo-koenzymuA, ulegają końcowemu utlenieniu z uwolnieniem równoważników redukcyjnych(wodorowych) w postaci NADH i FADH2. Te dwa zredukowane nukleotydy są z kolei substratami do łańcucha oddechowego, gdzie w procesie fosforylacji oksydacyjnej wytwarzane sa duże ilości ATP.

Zasadnicza rola cyklu polega na działaniu jako wspólnego szlaku metabolicznego utleniania węglowodanów, lipidów i aminokwasów.

Nie ma możliwości, aby jaki kolwiek związaek został zredukowany do CO2 i wody z pominięciem cyklu Krebsa!!!

Wynika to z faktu, że glukoza, kwasy tłuczowe oraz niektóre aminokwasy są metabolizowane do acetylokoenzymuA lub związków(metabolitów) pośrednich cyklu Krebsa. Przemiany metaboliczne zachodzace w cyklu Krebsa oraz związane z nim gromadzenie energii w łańcuchu oddechowym w postaci ATP są ostatnią fazą procesów katabolicznych komórki, czyli w tym przypadku są ostatnią faza utleniania acetylo-koenzymuA, to właśnie acetylo-koenzymA ulega całkowitemu utlenieniu w cyklu Krebsa. Cykl Krebsa odgrywa również istotną rolę w takich procesach jak glukogeogeneza, czyli syntéza glukozy z substratów niecukrowych, głównie aminokwasów, dalej w transaminacji, deaminacji oraz syntezie kwasów tłuszczowych.

Musimy pozbyć się 2 WĘGLÓW(-li?)

Jeżeli dawcą H+ jest NADH powstają 3ATP

Powstaje kwas cytrynowy ulega odwodnieniu przy pomocy dehydrogenazie powstaje cisakonitowy(cisakonitan) ->kwas izocytrynianowy(izocytrynian) -> szczawiobursztynian(6C) -> 2-oksoglutarowy(1at. C stracony) ----dekarboksylacja i odwodoro-> subcynylokoenzymA ---(odbudowanie szczawiooctanu) kwas bursztynowy –odwodorowanie- fumaran - owodnienie! jabłczan -> kwas szczawiowo-octowy

I ważna: Odwodorowanie izocytrynianiu, gdzie NAD ulega redukcji do NADH
!! dekarboksylacja oksydacyjne kwasu 2-oksoglutarowego, który powstał z kwasu szczawiowo bursztynowego, w wyniku tej dekarobksylacji oksydacyjnej, następna cząsteczka NAD ulega redukcji do NADH, który to poprzednie jak poprzednią, przekazuje wodory na łańcuch oddechowy i znów powstają następne 3 cząsteczki ATP.

Oprócz NADH w wyniku dekrboksylacji oksydacyjnej 2-okso... powstaje subcynylokoenzym A(aktywny kwas bursztynowy – bursztynylokoenzym A) który posiada wiązanie wysoko energetyczne. w następnej reakcji subcynylokoenzymA(bursztynylokoenzymA) ulega przemianie do kwasu bursztynowego a wiązanie wysokoenergetyczne przekazywane jest na GDP(duanozynodifosforan) tworzy sie cząsteczka GTP. GTP przy udziale kinazy przekazuje wiazanie wysokoenergetyczne na ADP i tworzy się czasteczka ATP.

Jest to jedyna reakcja w cyklu krebsa, której bezpośrednio w cyklu powstaje cząsteczka ATP! – JEST to FOSFORYLACJA SUBSTRATOWA!

Od tego momentu reakcje cyklu krebsa reakcje priwadza do odbudowy acetylokA

bursztyniana ulega odwodorowaniu przy udziale dehydrogenazy, której jest coś tam chuj wiem FAD i powstaje FADH2 i to przekazuje wodory(powstają 2 cząsteczki ATP)
powstaje kwas fumaranowy i ulega uwodorowaniu(?) powstaje jabłczan

ostatnią reakcją cyklu jest przekształcenie jabłczanu w szczawiooctan przy udziale dehydrogenazy jabłczanowej i następna cząsteczka NAD w tej reakcji ulega redukcji, powstaje NADH, który przekazuje protony, elektrony na łańcuch oddechowy, powstają w tym łańcuchu kolejne 3 cząsteczki ATP.

Efekt energetyczny utlenienia w samym cykluy powstaje tylko 1 cząsteczk ATP a pozostałe a jest ich 11 powstają w łańcuchu oddechowym w procesie fosforylacji oksydacyjnej po utlenieniu NADH i FADH2, które powstają w cyklu.

AMFIBOLICZNY CHARAKTER CYKLU KREBSA

METABOLITY CYKLU KREBSA PEŁNIĄ NIE TYLKO ROLĘ w utlenianiu (proces kataboliczny)acetylokoenzymuA, ale moga służyć również do syntezy innych związków i są to procesy anaboliczne. 3 główne amfiboliczne metabolity(biorące udział w degradacji i syntezie związków): jabłczan(kwas jabłkowy) – jeden z głównych metabolitów glukogeogenezy, cytrynian, który moze być dawcą acetylokoenzymuA do syntezy kwasów tłusszczowych(pośrednio lipidów) oraz subcynylokoenzymA, który jest prekursorem w syntezie pierścienia porfirynowego czyli m.in. w syntezie hemu.

POZA TYM szczawiooctan i 2-oksoglutaran biora udział w procesach transaminacji, gdzie powstają odpowiendio ze szczwiooctanu, kwas asparaginowy a z ?-nu kwas glutaminowy

ROLA CYKLU KREBSA W SYNTEZIE KWASÓW TŁUSZCZOWYCH – ZDJĘCIE!!!

W zależności od stanu energetycznego komórki , czyli inaczej mówiąc, od zawartości ATP w komórce cykle krebsa zachodzi intensywnie bądź ulega zatrzymaniu , ponieważ błona mitochondrialna(cykl w matrix) jest przepuszczalna tylko dla 2 metabolitów cyklu: dla jabłczanu i cytrynianiu, mogą one swobodnie migrować do cytozolu.

Jabłcza bierze udział w glukogeogenezie, natomiast cytrynian, po opuszczeniu mitochodnrium , ulega odwrotnej reakcji niż w cyklu krebsa, czyli działa na niego liaza cytrynianowa i w wyniku tej reakcji powstaje szczawiooctan i acetylokoenzymA.

AcetylokoenzymA wykorzystywany jest jako substrat w syntezie kwasów tłuszczowych, sytuacja taka ma miejsce jeżeli w komórce jest nadmiar ATPW PORÓWNANIU do potrzeb energetycznych komórki, dlatego potencjalna energia, która moze być wykorzystana przez komórkę w innych warunkach metabolicznych(w momencie większego zapotrzebowania na ATP) ta potencjalna energia przechowywana jest w postaci na początku kwasóów tłuszczowych, a później lipidów(estry kwasów tłuszcowych i jakiegoś alkoholu) tak wygląda tycie.

Regulacja cyklu krebsa

CYkl krebsa stanowi ważne ogniwo w przemianie materii, łącząc różnorodne przemiany kataboliczne i anaboliczne.

Dzięki wytworzeniu sie tu wspólnych metabolitów, takich jak acetylokoenzymA, szczawiooctan, 2-oksoglutaran, w tym cyklu zbiegają się procesy rozpadu tłuszczu cukrów i białek. niektóre przemiany metabolczine kończa się na określonych związkach pośrednich cyklu a inne sie od tych zwiazków rozpoczynają. Odgrywa on wiec rolę w procesach oksydacyjnych, takich jak utlenianie, czyli sa to procesy kataboliczne oraz syntez, czyli procesów anabolicznych, dlatego posiada, charakter amfiboliczny.

ZNACZENIE CYKLU KREBSA – ZDJĘCIE!!!

Do punktu 3 ze zdjęcia.

Po pierwsze 2-oksoglutaron, szczawiooctan, i fumaran zużywane są do biosyntézy aminokwasów.

Subcynynylokeonzym A w biosyntezie porfiryn, oraz w syntezie glukozy u przeżuwaczy

Cytrynian, jabłczan, napisaliśmy

PODSUMOWANIE: W tkankach, gdzie zasadnicza rola cyklu sprowadza sie do dostaraczania energii, jego aktywność regulowana jest przez łańcuch oddechowy i fosforylację oksydacyjną. Jest to tzw. kontrola oddechowa Aktywność cyklu uzależniona jest od podaży utlenionych koenzymu NAD i FAD, z kolei ta podaż tych koenzymów uzależniona jest od dostępności ADP oraz szybkosci zużywania ATP przez komórkę. To jest nadrzedna kontrola aktywnosci cyklu krebsa, ale jego regulacja moze być również kontrolowana na poziomie samego cyklu i tak, w mógzu zachodzi ona na etapie regulacji aktywności dehydrogenazy pirogronianowej(dekarboksylującej), jest to enzym który w wyniku dekarboksylacji oksydacyjnej pirogronianu przekształca ten związek w acetylokoenzymA. Enzym ten reguluje podaż acetylokoenzymuA do cyklu krebsa.

W samym cyklu enzymy są wrażliwe na stosunek ADP:ATP. Kluczowy enzym cyklu to syntetaza cytrynianowa, jest hamowana allosterycznie, przez ATP, ale równiez długołańcuchowe aktywne kwasy tłuszczowe.

Z kolei dehydrogenáza izocytrynianowa aktywowana jest przez ADP a hamowana jest przez ATP i NADH.

Kompleks dehydrogenazy alfaketoglutaranowej hamowany jest przez produkty reakcji przeprowadzanej przez ten enzym, czyli subcynylokoenzymA i NADH.

Kompleks ten składa się z 3 enzymów. Kompleks tworza powatarzalne kopie dehydrogenazy 2-oksoglutaranowej, transferazy subcynylodihydrolipoNIAnowej oraz dehydrogenazy dihydroliponianowej.

Dehydrogenaza bursztynianowa hamowana jest przez szczawiooctan, a dostępność szczwiooctanu kontrolowana jest przez dehydrogenazę jabłczanową i zależy od stosunku NADH:NAD.

GLIKOLIZA

Substraty pokarmowe wykorzystywane sa przez organizm zwierzecy w nastepującej kolejności. Po pierwsze, najszybciej wykorzystywane są łatwostrawne węglowodany, czyli glukoza(ze skrobii czy glikogenu powstaje w przypadku zwierząt), w drugiej kolejności lipidy, a gdy nie ma wcześniejszych to moga być utlenianie białka(przemiany kataboliczne).

Po określonynych przemianach, np. hydrolizie wielocukrów, glukoza musi być przetransportowana do komórek docelowych, gdzie ulegnie utlenieniu w procesie glikolizy do dwóch cząsteczek kwasu pirogronowego. W warunkach tlenowych powstaje ten kwas pirogronowy. Bądź do dwóch czasteczek kwasu mlekowego w warunkach beztlenowych powstającego. Ale tylko warunki tlenowe dają możliwość całkowitego utlenienia glukozy.

Niektóre procesy transportu substratów ie zależą bezpośrednio od energii wyzwalanej w czasie hydrolizy ATP. W przypadku glukozy jej transport zależy od gradientu stężeń jonów sodowych po obu stronach błony komórkowej.

Jeżeli stężenie jonów sodowych utrzymywane aktywnością pompy sodowo-potasowej(pompa zależy od ilosci ATP) wewnątrz komórki jest małe, a na zewnątrz duże, powoduje to napływ tych jonów do wnętrza komórkizgodnie z gradientem stężen(musi dojśc do wyrównania po obu stronach błony). Sytuacvja ta wyzwala enegię potrzebną do wpompowania glukozy do komórki. Jony sodowe i glukoza wiążą się w obrębie błony ze specyficznym białekiem nośnikowym i wnikają do wewnątrz i w taki sposób(kotransport) w komórce dochodzi do uwolnienia glukozy a jony sodowe dzięki aktywności pompmy sodowo-potasowej wyrzucane sa na zewnątrz.

Najprostsza przemianą kataboliczną jest glikoliza! za proste na egzamin – dlatego nie ma.

glikoliza zachodzi w cytpolaźmie komórkowej, moze zachodzić w warunkach tlenowych i beztlenowych, a jej zasadniczą funkcją jest utlenienie glukozy. Ale jest to pierwszy etap utlenienia glukozy. Drugi w cyklu krebsa. Trzeci w łańcuchu oddechowym. W wyniku całkowitego utlenienia jednej cząsteczki glukozy, otrzymujemy zisk energetyczny w postaci 38 cząsteczek ATP. jeżeli glukoza pochodzi bezpośrednio z glikogenu to mamy 39 czasteczek. Do całkowitego utlenienia potrzebne sa warunki tlenowe.

W glikolizie wystepują 2 reakcji fosforylacji subtratowej.

1: przekształcene 1,3-bisfosfoglicerynianu w 3-fosfoglicerynian(fosforylacja subtsratowa)
2: przekształcenie fosfoenylopirogronianiu w pirogronian.

funkcja sprzężenie koenzymatycznego w glikolizie. W przekształcenie gliceraldehydo-3-fosforanu w 1-bisfosfoglicerynian, bierze udział dehydrogenaza aldehydo-3-fosforanowa. Koenzymem tego enzymu jest NAD, który ulega redukcji do NADH. W warunkach tlenowych NADH transportuje protony, elektrony na łańcuch oddechowy, tworzą sie 3 cząsteczki ATP. W warunkach beztlenowych atomy wodoru ze zredukowanego NADH wykorzystywane są do redukcji pirogronianu do melczanu.