5.2. Цикл трикарбоновых кислот (цикл г. Кребса)

Ацетил-КоА окисляется в цикле трикарбоновых кислот - цикле Кребса.

5.2.1. Химизм цикла Кребса (цикла трикарбоновых кислот)

В данном цикле происходит полное окисление ацетил-КоА. Цикл начинается с взаимодействия ацетил-КоА с щавелевоуксусной кислотой (ЩУК), а заканчивается образованием щавелевоуксусной кислоты. Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) протекает внутри митохондрий.

5.2.2. Биологическое значение цикла Кребса

Энергетическая функция. Энергетическая эффективность выражается количеством молекул АТФ

В цикле Кребса выделяют 3 реакции, идущие с образованием НАДН₂ по схеме:

RH₂ + НАД→ R + НАДН₂.

Их катализируют ферменты изоцитратдегидрогеназа, кетоглютаратдегидрогеназный комплекс, малатдегтдрогеназа.

Образовавшиеся в ЦТК 3 молекулы НАДН₂ в последующем окисляются в длинной ЦПЭ с образованием 9 молекул АТФ (при окислении каждой НАДН₂ синтезируется 3 молекулы АТФ).

В ЦТК одна реакция (сукцинатдегидрогеназная) протекает по схеме:

RН₂ + ФАД→ R + ФАДН₂

Образовавшийся в ЦТК ФАДН₂ окисляется в короткой ЦПЭ, давая энергию для синтеза 2 молекул АТФ.

В сукцинилтиокиокиназной реакции ЦТК непосредственно образуется 1 макроэрг – ГТФ (1 ГТФ = 1 АТФ).

В целом общая энергетическая эффективность ЦТК составляет 12 молекул АТФ.

Анаболическая функция заключается в том, что некоторые метаболиты цикла Кребса не окисляются в нём, а используются для синтеза новых веществ.

Например, α - кетоглютаровая используется на синтез глютаминовой кислоты. Сукцинил-КоА используется на синтез гема. Ацетил КоА идёт на синтез жирных кислот, холестерина. Щавелевоуксусная кислота может участвовать в синтезе аспарагиновой кислоты.

Взаимосвязь обмена белков, жиров, углеводов.

5.2.3. Регуляция активности цикла трикарбоновых кислот

Ключевыми ферментами ЦТК являются цитратсинтаза и изоцитратдегидрогеназа. Они ингибируются высокой концентрацией АТФ и НАДН₂. Активаторами этих ферментов являются АДФ и НАД окисленный.

Лимитирующим фактором цикла Кребса являются запасы щавелевоуксусной кислоты. Запасы щавелевоуксусной кислоты могут пополняться 2 путями:

А) дезаминированием аспарагиновой кислоты по схеме:

аспарагиновая кислота - NН₃ + Н₂О → ЩУК;

Б) карбоксилированием пировиноградной кислоты по схеме:

ПВК + СО₂ → ЩУК.

6. Обмен и функции углеводов

Термин «углеводы» связан с тем, что большинство веществ этого класса соответствуют формуле С_n(H₂O)m.

6.1. Содержание углеводов в организме и их биологические функции

Содержание углеводов в организме человека в среднем составляет около 2%. Наиболее высоко содержание углеводов в печени, соединительной ткани.

Углеводы выполняют в организме многочисленные функции.

1. Энергетическая: при окислении 1 грамма углеводов образуется 4,1 – 4,2 ккал.

2. Структурная функция: входят в состав клеточных мембран, рецепторов, межклеточного вещества, соединительной ткани.

3. Входят в состав других важных для организма веществ (нуклеиновые кислоты, АТФ, НАД, ФАД и др.).

4. Вместе с белками в составе гликопротеидов выполняют специфические функции:

   • иммунная функция (иммуноглобулины);

   • транспортная функция (например, трансферрин, церулоплазмин);

   • ферментативная функция (например,холинэстераза);

   • рецепторная функция;

   • коммуникативная функция (межклеточные взаимодействия).