Ekofiziologija (skripta) - Ishrana bilja

32
“Gorivo” Krebsovog ciklusa (u čast Hansa Krebsa) je aceti-CoA (2C) koji se
kondenzira s oksaloctenom kiselinom (4C, krajnji produkt jednog ciklusa) u
limunsku kiselinu (kiselina s 3 karboksilne grupe i 6C atoma) kroz niz egzergonih
enzimatski kontroliranih reakcija u matriksu mitohondrija, uz pomoć reducirajućih
koenzima (NAD + i FAD) i fosforiliranja ATP-om (supstrat fosforilacija)
što rezultira potpunom oksidacijom organske tvari.
1) Acetil-CoA se lako reagira pa 2C atoma acetilne grupe s 4C oksaloctene
kiseline grade 6C limunsku kiselinu,
2) Limunska kiselina se izomerizira do izolimunske kiseline,
3) Izolimunska kiselina gubi CO 2 te 5C α-ketoglutarna kiselina se oksidira
uz NAD + koji se reducira do NADH,
4) Multienzimski kompleks katalizira odvajanje CO 2 uz oksidaciju preostale
C4 sukcinilne (jantarne) kiseline (uz sukcinil-CoA) i redukciju NAD + do
NADH,
5) Supstrat fosforilacija (u nizu reakcija) prvo dovodi do odvajanja sukcinil-
CoA od sukcinilne kiseline, fosfatna grupa veže se na GDP i nastaje GTP
koji prenosi fosfatnu grupu na ADP gradeći ATP,
6) Sukcinilna kiselina se oksidira do fumarne kiseline uz redukciju FAD
(2H + se prenose na FAD te nastaje FADH 2 , a reakciju katalizira dehidrogenaza
vezana na unutrašnju mitohondrijalnu membranu čiji je kofaktor
FAD),
7) Fumarna kiselina veže vodu uz rearanžiranje kemijskih veza, tako da
nastaje maleinska (jabučna) kiselina,
8) Jabučna kiselina se oksidira uz redukciju NAD do NADH i konačno
nastaje, zapravo se regenerira oksaloctena kiselina.
Sumarno, Krebsov ciklus je niz reakcija koje dovode do potpune oksidacije
supstrata, od acetil-CoA (piruvat se transformira u acetat, acetat u Acetil-CoA,
a acetil-CoA ulazi u Krebsov ciklus) koji ulazi u ciklus i veže se s 4C oksalacetatom
gradeći 6C citrat, zatim se postupno obavlja dekarboksilacija i u nizu
reakcija izdvaja se CO 2 uz sintezu 1ATP, 3NADH i 1FADH 2 te preostaje oksalacetat
koji reagira s novim acetil-CoA.
5.5. Elektronski transportni sustav
Krebsov ciklus
Krebsov ciklus odvija se u slijedećim koracima:
-
Citokromi u kristama mitohondrija cijepaju vodikov atom: H ⇒ H
+ + e te
elektroni otpuštaju višak slobodne energije u više koraka uz pomoć četiri kompleksna
proteina integrirana u membrane mitohondrija. Istovremeno se
prenose elektroni i protoni kojji grade vodu u posljednjoj (terminalnoj) fazi prijenosa
pri čemu se koristi njihov protok iz matriksa u unutrašnji membranski
prostor uz sintezu ATP. Protoni se “pumpaju” u unutarnji membranski prostor
pomoću kompleksa NADH hidrogenaze, citokrom c reduktaze i citokrom c
oksidaze, a u prosjeku na svaka 3 protona u suprotnom smjeru prebacuje se
jedan par elektrona. Stoga je 9H + potrebno za redukciju NADH, a samo 6H + za
32