KREBSOV CIKLUS Dinic Aleksandra Mihajlovic Ana Terzic Jelena

KREBSOV CIKLUS Dinic Aleksandra Mihajlovic Ana Terzic Jelena IV 1

Krebsov ciklus se drugacije naziva ciklus limunske kiseline ili ciklus trikarboksilnih kiselina. To je jedan od osnovnih metabolickih procesa kod celija koje koriste kiseonik u procesu celijskog disanja. Ciklus nosi ime po Hansu Adolfu Krebsu, britanskom biologu, koji je otkrio kljucne elemente ciklusa I za to dobio Nobelovu nagradu za medicinu 1953.

Krebsov cilkus se odvija u mitohondrijama eukariotskih celija I u citoplazmi prokariotskih celija. Krajnji proizvod druge faze katabolizma ugljenih hidrata, masnih kiselina I veceg broja amino kiselina je acetil. Co. A. To je molekul sastavljen od jedne acetilne grupe vezane za Co. A. Acetil. Co. A je osnovni supstrat Krebsovog ciklusa.

Dva molekula acetil-Co. A oslobadjaju svoje acetilne grupe koje se spajaju sa oksalacetatom I formiraju limunsku kiselinu. Limunska kiselina prolazi kroz niz metabolickih procesa, oslobadja dva molekula ugljen dioksida (CO 2) I ponovo se regenerise u oksalacetat koji je spreman za sledeci ciklus.

Najbitnije reakcije u energetskom smislu su formiranje molekula GTP (guanozin tri fosfata), proizvodnja tri molekula NADH (nikotinamid adenin dinukleotid) I jednog molekula FADH 2 (flavin adenin dinukleotid). -Konacna stehiometrijska formula svih reakcija je:

Energija koja se dobija od potpune razgradnje jednog molekula glukoze kroz tri faze celijskog disanja (glikoliza, Krebsov ciklus I oksidativna fosforilacija) je 36 molekula ATP-a. U stvari, proizvede se 38 molekula ATP-a ali se dva molekula koriste za aktivni transport dva molekula NADH kroz membranu mitohondrija.

Faza 1: U prvoj fazi dolazi do kondenzacije acetil-Co. A sa oksalacetatom uz pomoc enzima citrat sintetaze pri cemu nastaje limunska kiselina odnosno citrat. -Jednacina reakcije: Acetil-Co. A + oksakacetat + H 2 O → citrat + Cо. А + H+

Faza 2: U drugoj fazi citrat procesom dehidratacije prelazi u cis-akonitat. -Jednacina reakcije: citrat → cis-akonitat + H 2 O

Faza 3: Cis-akonitat sprecificnom hidratacijom daje izocitrat. -Jednacina reakcije: cis-akonitat + H 2 O → izocitrat

Faza 4: Oksidacijom hidroksilne grupe na C 2 I dekarboksilacijom karboksilne grupe na C 3 atomu iz izocitrata nastaje α-ketoglutarat I oslobadja se jedan molekul CO 2. U ovoj fazi se prvi put stvara I molekul NADH. -Jednacina reakcije: izocitrat + NAD+ →α-ketoglutarat + CO 2

Faza 5: Oksidativnom dekarboksilacijom αketoglutarata nastaje sukcinil-Co. A jedinjenje bogato energijom I jedan molekul NADH. -Jednacina reakcije: α-ketoglutarat + NAD+ + Cо. А-SH → sukcinil Cо. А + CO 2 + NADH + H+

Faza 6: Energija iz sukcinil-Co. A se koristi u procesu fosforilacije GDP I Pn do GTPa I pri tome nastaje sukcinat. -Jednacina reakcije: sukcinat-Cо. А + Pi + GDP → sukcinat + GTP + Cо. А-SH

Faza 7: Nastali sukcinat se oksiduje pod dejstvom enzima sukcinat dehidrogenaze do fumarata. U toj reakciji nastaje I FADH 2. -Jednacina reakcije: sukcinat+ FAD → fumarat + FADH 2

Faza 8: Uz pomoc enzima fumaraze glumarat se hidratise u L-malat. -Jednacina reakcije: fumarat + H 2 O → malat

Faza 9: Poslednja reakcija Krebsovog ciklusa je oksidacija malata u oksal acetat. Time se oksal acetat regenerise I ulazi u novi ciklus. -Jednacina reakcije: malat + NAD+ → oksalacetat + NADH + H+

U ciklusu se odigravaju cetiri oksidoredukcione reakcije pri kojima se na koenzime prenose cetiri para vodonikovih atoma sa njihovim elektronima I to tri para na NAD+ I jedan par na FAD. Redukovani koenzimi predaju atome vodonika odgovarajucim enzimima pri cemu se reoksiduju I time omogucavaju nesmetano odvijanje Krebsovog ciklusa.

Respiratorni niz I oksidativno fosforilovanje Respiratorni niz predstavlja skup enzima I koenzima, koji prihvataju atome H I njihove elektrone sa redukovanih koenzima, nastalih u 2. ili 3. etapi katabolizma I prenose ih do krajnjeg primaoca-molekulskog O, pri cemu nastaje voda. Proces katalizovan ovim enzimima zove se transport elektrona ili tkivno disanje. Enzimi respiratornog niza smesteni su kod visih organizama u unutrasnjim membranama mitohondrija, a kod bakterija u unutrasnjoj membrani celije.

Prvi clan respiratornog niza je dehidrogenaza koja kao koenzim sadrzi FMN. Ovaj flavoprotein prima 2 elektrona od svih dehidrogenaza koje sadrze NADH, pri cemu dolazi do oksido-redukcije. Redukovani koenzim flavoproteina se zatim reoksiduje predajuci vodonikove atome koenzimu Q.

Do koenzima Q u respiratornom nizu se odvija proces atoma H I njihovih elektrona, a pocev od redukovanog koenzima Q do molekulskog O se odvija prenosenje elektrona. Naime, koenzim Q reagije sa 2 molekula citohroma b, predajuci im 2 elektrona, a 2 protona se otpustaju u spoljasnju sredinu. Primajuci elektron, trovalentno gvozdje se redukuje u dvovaletno, a koenzim Q se oksiduje.

Elektroni se zatim prenose preko citohroma c 1, c I a do citohroma a 3, ciji redukovani oblik konacno predaje elektrone molekulskom kiseoniku. Nepostojana jonska vrsta O 2 - trenutno reaguje sa 2 protona dajuci vodu kao krajnji proizvod respiracije. 2 H + O 2 - → H 2 O Zbirna j-na respiratornog niza je: NADH +H + ½ O 2 → NAD + H 2 O

Energija se postepeno oslobadja prilikom toka elektrona duz respiratornog niza, pri cemu se jedan deo te energije koristi za sintezu ATP iz ADP I neorganskog fosfata: ADP + Pn → ATP + H 2 O Ovaj proces se zove oksidativno fosforilovanje. Pri prenosenju elektrona postoje 3 reakcije koje su pracene dovoljno velikom promenom standardne slobodne energije da se moze nagraditi po 1 molekul ATP.