Слайд 2
Цикл ЦТК являє собою послідовність восьми реакцій, що
протікають в матриксі мітохондрій. Схематично цей процес можна записати
наступним чином:
ЦТК починається з взаємодії ацетил -КоА з четирьохвуглеводною ді- карбоновою кислотою - оксалоацетатом , в результаті чого утворюється перша шестивуглеводна трикарбонова кислота - цитрат . Далі йде серія реакцій, в процесі яких відбувається вивільнення двох молекул СО, і регенерація оксалоацетата . Характеристика ферментів ЦТК наведена у наступнiй таблицi:
Слайд 4
Перша реакція циклу ЦТК - це необоротна реакція
конденсації ацетил-КоА з оксалоацетатом , каталізується ферментом цитратсинтазою .
У результаті реакції відбувається синтез цитрату :
Слайд 5
Друга реакція це ізомеризація цитрата в ізоцитрат, у
процесі якої відбувається перенесення гідроксигрупи до іншого атому вуглевода,
катізується ферментом аконітазою.цис- аконітата проміжний продукт вуглеводу.
Слайд 6
Третя реакція , подібно першiй – незворотня.
У ній відбуваеться окиснювальне де карбоксилювання ізоцитрату: Гидроксигрупа ізоцитрату
окислюється до карбонільної за допомогою НАД + і одночасно відщеплюется карбоксильна група в положенні. Проміжний продукт реакції - оксалосукцінат. Це перша реакція циклу, в якій відновюється НАД+ - кофермент ферменту ізоцитратдегідрогінази:
Слайд 7
Четверта реакцiя циклу-окиснювальне дикарбоксилювання а-кетоглутарата до високоенергiйного зєднання
сукциніл -КоА. Механізм цієї реакції подібний з реакцією окислювального
декарбоксилювання пірувату до ацетіл -КоА, а а- кетоглутарат де гідрогеназний комплекс нагадує за своєю структурою піруватдегідрогеназний комплекс . Як в одному, так і в іншому випадку в ході реакції беруть участь п'ять коферментів і три фермента : а- кетоглутаратдегідрогіназа (кофермент ТПФ), дегідроліпоілтранссукцінілаза (кофермент ліпоєва кислота), дегідроліподегідрогеназа (кофермент ФАД ), а також KoA і НАД+:
Слайд 8
П'ята реакція є єдиною в циклі реакцією
субстратного фосфорилювання, каталізується ферментом сукциніл -КоА - синтетазой. У
цій реакції сукциніл -КоА за участю ГДФ і неорганічного фосфату перетворюється в сукцинат . Одночасно відбувається перетворення високоєнергіного фосфатного зв'язку ГТФ за рахунок високоенергічного тіоефірного зв'язку сукциніл -КоА. Вона протікає в дві стадії:
Слайд 9
Розщеплення шляхом фосфороліза тіоефірного зв'язку в сукцинил -КоА:
Слайд 10
2. Активована фосфорильна група сукцинілфосфата переноситься на
ГДФ з утворенням ГТФ і сукцинату:
Слайд 11
Сумарне рівняння для двох сполучених реакцій має наступний
вигляд:
Слайд 12
У шостій реакції відбувається дегідрирування сукцината до фумарату.
Вона каталізується ферментом сукцинатдегідрогеназою, в молекулі якого з апобілком
ковалентно пов'язаний кофермент ФАД
Слайд 13
У ході сьомої реакції здійснюється гідратація фумарату до
L -малата. Вона каталізується стереоспецефічним ферментом фумаразою:
Слайд 14
У восьмій, заключній реакції ЦТК відбувається регенерація оксалоацетата.
Під дією Н АД + залежної малатдегідрогенази L- малат
дегідрується і перетворюється у оксалоацетат:
Слайд 15
Сумарне рівняння циклу трикарбонових кислот можна представити в
наступному вигляді:
Слайд 16
Далi наведена схема реакцій циклу трикарбонових кислот. Як
видно зі схеми стехіометричного рівняння ЦТК , у цьому
процесі відновлюются три молекули НАД • Н+ [ реакції ( 3 ) , ( 4 ) , ( 8 )] і одна молекула ФАДН , [ реакція ( 6 ) 1 . Відомо , що при кисневозалежному окисленні цих молекул в ланцюзі перенесення електронів в процесі окисного фосфоролювання утворюється при окисленні однієї молекули НАДН • Н - ЗАТФ , ФАДН2 - , - 2АТФ . Одна молекула ГТФ ( рівнозначно АТФ ) утворюється в реакції субстратного фосфорилювання [ реакція ( 5 )
Всього це складе : ЗАТФ • 3 + 2АТФ + АТФ = 12АТФ .
Слайд 18
Таким чином, за один оборот циклу ТКК утворюється
12 молекул АТФ, з них 11 макроергів - шляхом
окисного фосфорилювання і один - на субстратному рівні.
Слід звернути увагу, що відновлені в цитоплазмі у процесi реакції глiколiтичної редукції дві молекули НАДН можуть при окисленні в мітохондріях давати не шість молекул АТФ, а тільки чотири . Це пояснюється тим, що для НАДН внутрішня мембрана мітохондрій непроникна і вони можуть включатися у дихальний ланцюг за допомогою так званого гліцеролфосфатного човникового (челночного) механізму.
Слайд 20
У клітинах печінки, серцевого м'яза і інших функціонує
так звана малат - аспартатна човникова система перенесення відновлювальних
еквівалентів від цитоплазматичного НАДН в мітохондріальний матрикс . Цей механізм відбувається без витрати енергії, оскільки відновлювальні еквівалети цитоплазматичного НАДН в мітохондріях відновлюється також НАДН, окислення якого у дихальному ланцюзi призводить до синтезу трьох молекул АТФ, і сумарний баланс АТФ при повному окисленні однієї молекули глюкози в цьому випадку складе 38 АТФ.
Слайд 21
ВИСНОВОК
Цикл трикарбонових кислот слід розглядати як універсальний механізм
окислення ацетильной групи в аеробних умовах, оскільки практично він
виявлений у всіх видах аеробнодихальних організмів: у тварин, рослин і мiкроорганізмах.
Оцінюючи значення ЦТК як процесу катаболічних перетворень ацетiла , необхідно відзначити його анаболічні функції. Отже, ЦТК відноситься до амфіболічних шляхів метаболізму, тобто виконує не тільки функції окислювального катаболізму , але і пов'язаний з анаболічними процесами: поставляє проміжні метаболіти для реакцій біосинтезу, наприклад сукциніл -КоА - для синтезу гема, а- кетоглутарат - глутамінової кислоти та ін.
