Regulatorische Enzyme des Zitronensäure-Zyklus

Zitronensäurezyklus wird hauptsächlich als letzte Stufe des Kohlenhydratstoffwechsels bekannt, jedoch ist auch die Endstrecke in Fettsäurekatabolismus und viele Aminosäuren. Es ist ein oxidativen Stoffwechselweg Umwandlung Kohlenstoffatomen zu CO2 und treibt die ATP-Synthese . Der Zitronensäurezyklus findet im Cytosol von Prokaryonten und in den Mitochondrien der Eukaryoten . In Prokaryonten und Eukaryonten , dauert der Zyklus in acht Schritten . Der Zyklus beginnt immer mit Kohlenstoffatomen in Form von Acetyl-Gruppen . Im Falle des Kohlenhydratstoffwechsels , Pyruvat in den Zitronensäurezyklus durch Verwendung Pyruvatdehydrogenase Coenzym A zu einer Acetylgruppe was zu Acetyl- CoA zu übertragen. Die Netto- Gleichung des Zitronensäurezyklus ist : Acetyl-CoA + BIP + Pi + + + 3NAD Q -> 2CO2 + CoA + GTP + + 3NADH QH2 . Citrat -Synthase und Aconitase

Die erste Reaktion der Zitronensäure -Zyklus besteht aus Acetyl-CoA- Kondensation mit Oxalacetat über Citrat -Synthase zu Citrat zu produzieren. Dieser Schritt ist insbesondere exergonische und ist eines der wenigen Enzyme, die die Synthese von Kohlenstoff-Kohlenstoff- Bindung ohne Metallionen - Cofaktor .

Die zweite Reaktion in den Zitronensäure- Zyklus ist eine reversible Isomerisierung . Citrat katalysiert , um über eine Zwischen Molekül namens Aconitat und dem Enzym Aconitase Isocitrat .
Isocitratdehydrogenase und Alpha-Ketoglutarat Dehydrogenase

Die dritte Reaktion beinhaltet Isocitrat zogen oxidative Decarboxylierung über Isocitratdehydrogenase bildenden alpha -Ketoglutarat . Diese Reaktion reduziert auch NAD + zu NADH und gibt einen CO2.

Der vierte Schritt in der Zitronensäure-Zyklus ist eine weitere oxidative Decarboxylierung , gibt eine weitere CO2-Molekül , und reduziert eine weitere NAD + zu NADH . Bei dieser Reaktion bildet Alpha-Ketoglutarat Succinyl -CoA über Alpha-Ketoglutarat -Dehydrogenase .
Succinyl -CoA- Synthetase und Succinat- Dehydrogenase

Der fünfte Schritt des Zitronensäure-Zyklus nutzt Succinyl- CoA-Synthetase zu Succinyl- CoA in Succinat spalten. Während dieser Reaktion eine Phosphatgruppe ersetzt CoA auf Succinyl-CoA , eine Succinyl- Phosphat zu erzeugen. Succinyl -Phosphat spendet dann die Phosphatgruppe an eine His-Rest , der das Produkt Succinat produziert . Die Phosphatgruppe wird von der His-Rest zu einem BIP- Molekül übertragen, um auch ein GTP -Molekül freizugeben.

Die letzten drei Reaktionen Succinat zu dem Ausgangssubstrat Oxalacetat zu konvertieren.

Die sechste Reaktion ist eine reversible Dehydrierung , die Succinat wandelt über Succinat-Dehydrogenase Fumarat . Diese Reaktion auch Decken und FAD in FADH2 .
Fumarase und Malate Dehydrogenase

Die siebte Reaktion Fumarase nutzt , um eine reversible Hydratation von Fumarat zu Malat katalysieren. Diese Reaktion nutzt auch ein Wassermolekül .

Der letzte Schritt des Zitronensäurezyklus regeneriert eine Oxalacetat über Malat -Dehydrogenase aus Malat . Diese letzte Reaktion gibt den Zyklus in seinen ursprünglichen Zustand und gibt ein weiteres NADH aus NAD + .
Insight

Verständnis der einzigartigen Eigenschaften des Zitronensäurezyklus soll klären helfen, den Zweck und das Verfahren der Zyklus . Die Zitronensäure -Zyklus hat drei irreversible Schritte, die als Regulierungspunkte dienen . Die drei irreversible Reaktionen Reaktion einer, drei und vier . Diese drei Schritte zur Regulierung der Frequenz des Zyklus.

Zitronensäure-Zyklus hat auch Zwischenprodukte, die Vorläufer für andere Stoffwechselmoleküleund Funktionen sind , weshalb die Zitronensäurezyklus können nicht nur als katabolen oder anabolen kategorisiert werden soll. Citrat wird für Fettsäure-und Cholesterinsynthese verwendet werden; Alpha-Ketoglutarat für Aminosäure-und Nukleotid- Synthese verwendet ; Succinyl-CoA ist für die Häm -Synthese verwendet ; Malat für die Pyruvat- Synthese verwendet ; Oxalacetat wird für Glukose Synthese verwendet.

Eine weitere wichtige Komponente ist, wie die sechs NADH und zwei QH2 Moleküle oxidiert werden . Die sechs NADH -Moleküle führen zu 18 ATP-Moleküle und die beiden QH2 Moleküle führen zu vier ATP-Moleküle . Dieses Abrechnungssystem wird ein Glukose-Molekül , das zwei Zyklen Zitronensäure verursacht basiert.