Informație

De ce nu poate fi folosit piruvatul direct în ciclul Krebs?


De ce nu se poate utiliza piruvatul direct în ciclul Krebs? De ce trebuie convertit în acetil înainte de a intra în ciclu?

Excluzând motivul pentru care forma piruvatului este diferită de cea a acetilului și, prin urmare, nu s-ar potrivi cu enzimele implicate în ciclul Krebs, care este avantajul transformării piruvatului în acetil?


  1. Decarboxilarea oxidativă a piruvatului în acetil-CoA prin piruvat dehidrogenază este cuplată cu reducerea NAD+, care se poate alimenta în lanțul de transport al electronilor.
  2. CoASH activează acetatul: hidroliza tioesterului este favorabilă termodinamic și conduce reacția catalizată de citrat sintază.
  3. Conversia piruvatului în acetil-CoA îl implică într-un subgrup de posibile destine (inclusiv ciclul acidului tricarboxilic) și, prin urmare, este un pas cheie de reglementare.

Puteți citi mai multe despre acest lucru în majoritatea textelor introductive de biochimie, ca acesta.

De asemenea, rețineți că piruvatul de fapt poate sa intră în ciclul TCA prin carboxilare de către piruvat carboxilază la oxalacetat. Această reacție necesită energie sub formă de ATP și este folosită pentru a regenera intermediarii ciclului TCA, deoarece sunt evacuați pentru căile anabolice.


Oxidarea piruvatului și ciclul acidului citric

Dacă este disponibil oxigen, respirația aerobă va continua. În celulele eucariote, moleculele de piruvat produse la sfârșitul glicolizei sunt transportate în mitocondrii, care sunt locurile respirației celulare. Acolo, piruvatul va fi transformat într-o grupare acetil care va fi preluată și activată de un compus purtător numit coenzima A (CoA). Compusul rezultat se numește acetil CoA. CoA este făcut din vitamina B5, acid pantotenic. Acetil CoA poate fi utilizat într-o varietate de moduri de către celulă, dar funcția sa principală este de a furniza gruparea acetil derivată din piruvat la următoarea etapă a căii în catabolismul glucozei.


Explicați pe scurt ciclul Krebs

Examenul este mâine și trebuie să explicăm pe scurt ciclul Krebs. Iată ce am și vreau doar să mă asigur că este corect:

Piruvatul este oxidat și pierde un carbon, care apoi devine CO2. Alți 2 carboni formează acetil CoA și se combină cu molecule / substanțe din ciclul Krebs. Acei 2 atomi de carbon sunt oxidați în CO2. Produs: NADH, FADH2 și ATP.

Nu sunt instructorul tău, așa că nu pot să spun ce fel de răspuns caută. Îi cunoști mai bine decât mine, așa că mergi cu ceea ce crezi că caută, nu cu ceea ce îți sugerez eu.

Dacă aș pune această întrebare la un examen, aș prefera însă să văd un răspuns care să fie mai explicativ decât să enumere doar intrările și ieșirile moleculare. De exemplu, de ce se numește „ciclu”? În general, ce fel de reacții apar sau cum sunt catalizate? Care este funcția sa generală în metabolismul organismelor? Pentru mine, ceea ce înseamnă & quotexplain & quot. Nu ar trebui să fie greu să atingi toate aceste puncte în câteva propoziții succinte. Răspunsul dvs. ar fi totuși corect pentru aproximativ 80% din puncte.

Iată rezumatul meu yahoo și al respirației celulare de acum 7 ani

1. glicoliză- acest lucru se întâmplă în citoplasmă, glucoza zahărului este luată și printr-o serie de pași defalcați de la un 6 carbon la doi PGAL 3 carbon, apoi degajă o grupare fosfat pentru a face un total de doi piruvati. Acest proces folosește două ATP, dar produce patru, deci produce o rețea de 2 ATP, 2NADH (purtători de electroni) și 2 molecule de apă,

2. Oxidarea piruvatului și ciclul Krebs,
- Oxidarea piruvatului (produs în glicoliză) este faza de pregătire a ciclului Krebs. Înainte ca piruvatul să intre în membrana interioară a mitocondriilor, acesta este transformat în acetil coenzima A (acetil coA), acest proces eliberează 2 NADH și 2 CO2.
-Ciclul Krebs, astfel încât acetil Co A pătrunde în membrana interioară a mitocondriilor și începe ciclul Krebs (cunoscut și sub denumirea de ciclu al acidului citric) unde se leagă de oxaloacetat pentru a forma acid citric și printr-o serie de etape complexe produce 2 ATP 6 NADH 4 CO2 și 2FADH (un alt purtător de electroni) pe moleculă de glucoză (deoarece două acetil CoAs sunt produse din fiecare moleculă de glucoză.)

3. Lanțul de transport al electronilor și fosforilarea oxidativă,
- Lanț de transport de electroni, acum folosim electronii din NADH și FADH produși în pașii anteriori pentru a crea un gradient de protoni între Matricea Mitocondriilor și spațiul intermembranar. electronul este trecut prin proteine ​​integrale din membrana mitocondrială interioară pentru a pompa ioni de hidrogen (protoni) în spațiul intermembranar, aceasta nu produce ATP, dar creează gradientul de protoni necesar pentru fosforilarea oxidativă.
-Fosforilarea oxidativă produce aproximativ 34 ATP utilizând gradientul de protoni pentru a transforma o „turbină” numită ATP sintază pentru a lega un fosfat la ADP pentru a produce ATP.


Unde are loc ciclul Krebs?

Ciclul Krebs are loc numai în matricea mitocondrială. Piruvatul se formează în citosolul celulei, apoi este importat în mitocondrii. Aici, este convertit în acetil CoA și importat în matricea mitocondrială. Matricea mitocondrială este partea cea mai interioară a mitocondriilor. Graficul de mai jos prezintă diferitele părți ale mitocondriilor.

Matricea mitocondrială are enzimele și mediul necesar pentru ca reacțiile complexe ale ciclului Krebs să aibă loc. În plus, produsele ciclului Krebs conduc motorul lanțul de transport de electroni și fosforilarea oxidativă, ambele apar în membrana mitocondrială internă. Purtătorii de electroni își vor arunca electronii și protonii în lanț, ceea ce determină în cele din urmă producția de ATP. Această moleculă este apoi exportată din mitocondrii ca sursă principală de energie pentru celulă.

Mitocondriile se găsesc în aproape toate organismele, în special în organismele multicelulare. Plantele, animalele și ciupercile folosesc toate ciclul Krebs ca parte indispensabilă a respirației aerobe.


6.2: Glicoliză (din grec glico (zahăr) liza (Separare) sau Sugar Breakdown

  • Contribuție de Gerald Bergtrom
  • Profesor emerit (Biosciences) la Universitatea din Wisconsin-Milwaukee

Una dintre proprietățile vieții este că lucrurile vii au nevoie de energie. Căile fluxului de energie prin viață sunt prezentate mai jos.

Pentru început, cel mai frecvent intracelular moneda energetică cu care lucrurile vii &ldquopay&rdquo pentru munca celulara este ATP. Energia pentru a produce ATP pe planeta Pământ vine în cele din urmă de la Soare prin intermediul fotosinteză. Amintiți-vă că energia luminii alimentează formarea de glucoză și O2 din CO2 și apă din plantele verzi, alge, cianobacterii și alte câteva bacterii. Fotosinteza chiar produce niște ATP în mod direct, dar nu suficient pentru a alimenta întreaga creștere și metabolismul celular și organismic. Deci, toate celulele, chiar și celulele vegetale, folosesc fermentaţiesau respiraţie (anaerobsau aerobicprocesele, respectiv) pentru a capta energia fără nutrienți (în mare parte) sub formă de ATP.

ATP se numește a intermediar de înaltă energiedeoarece hidroliza sa eliberează o cantitate mare de energie liberă. În reacțiile de condensare care produc ATP, este nevoie de aproximativ 7,3 Kcal de energie liberă pentru a lega un fosfat de ADP într-un ester fosfat legătură. După ce a captat energia fără nutrienți într-o formă pe care celulele o pot folosi, hidroliza ATP eliberează acea energie liberă pentru a alimenta munca celulară, inclusiv îndoirea cililor, biciuirea flagelilor, contractarea mușchilor, transmiterea informațiilor neuronale, construirea polimerilor din monomeri și multe altele. Energetica hidrolizei și sintezei ATP este rezumată mai jos.

Energia liberă necesară pentru a produce ATP în celulele animale provine exclusiv din nutrienți (zaharuri, grăsimi, proteine). După cum sa menționat, plantele obțin energie gratuită direct din lumina soarelui, dar mobilizează energie fără nutrienți pe care o produc în același mod în care restul dintre noi o obțin din ceea ce mâncăm! Oxidarea glucozei eliberează o cantitate considerabilă de energie liberă, suficientă pentru a sintetiza multe molecule de ATP, așa cum se arată mai jos.

Respirația celulară, oxidarea glucozei, începe cu glicoliză. Otto Myerhoff și Archibald V. Hill au împărțit un premiu Nobel pentru fiziologie sau medicină în 1923 pentru izolarea enzimelor metabolismului glucozei din celulele musculare. Datorită eforturilor altora (de exemplu, Gustav Embden, Otto Meyerhof, Otto Warburg, Gerty Cori, Carl Cori), toate enzimele și reacțiile cale glicolitică au fost cunoscute până în 1940, iar calea a devenit cunoscută sub numele de Calea Embden-Myerhoff. După cum vom vedea, glicoliza este o cale biochimică conservată evolutiv, utilizată de toate organismele pentru a capta o cantitate mică de energie fără nutrienți. Pentru mai multe detalii, consultați Fothergill-Gilmore LA [(1986) Evoluția căii glicolitice. Tendințe Biochem. Știință. 11: 47-51]. Calea glicolitică apare în citosolul celulelor unde descompune fiecare moleculă de glucoză (C6H12O6) în două molecule de acid piruvic(piruvat CH3COCOOH). Acest lucru are loc în două etape, captând energia fără nutrienți în două molecule ATP per moleculă de glucoză care intră pe cale.

Reacțiile glicolitice sunt rezumate mai jos, evidențiind cele două etape ale căii.

Etapa 1de glicoliză consumă de fapt ATP. Fosfații sunt transferați din ATP mai întâi în glucoză și apoi în fructoză-6-fosfat, reacții catalizate de hexokinazași fosfofructokinazarespectiv. Deci, acestea Etapa 1 fosforilări a consuma energie gratis. Mai târziu, în Etapa 2de glicoliză, energia fără nutrienți este captată în ATP și NADH(redus nicotinamidă adenină dinucleotidă). NADH se formează în reacții redoxin care NAD+ este redusă pe măsură ce un anumit metabolit este oxidat. În Etapa 2, este gliceraldehidă- 3-fosfat care este oxidat&hellip, dar mai târziu!

De fapt, până la sfârșitul glicolizei, s-au format patru molecule de ATP și două de NADH și o singură moleculă de glucoză inițială a fost împărțită în două molecule de piruvat. Piruvatul va fi metabolizat fie anaerob, fie aerob.

Destinele alternative ale piruvatului sunt rezumate mai jos.

Anaerob(complet) glicolizăeste o cale de fermentare. În glicoliza anaerobă electronii din NADH produși în Etapa 2 de glicoliză sunt utilizate pentru a reduce piruvatul, astfel încât, în final, nu există consum de O2 și nici o oxidare netă a nutrienților (adică glucoză). O cale glicolitică anaerobă familiară este producerea de alcool de către drojdie în absența oxigenului. Un altul este oboseală musculară s-ar putea să fi experimentat după exerciții fizice deosebit de viguroase și prelungite. Aceasta rezultă dintr-o fermentație care produce o acumulare anaerobă de acid lactic în celulele musculare scheletice. În glicoliza anaerobă, reducerea piruvatului poate duce la unul dintre mai multe altele produse finale de fermentare, împreună cu un randament net de două ATP-uri pe glucoză fermentată.

Aerobic (incomplet) glicolizăa produs, de asemenea, două ATP-uri și este primul pas în oxidarea completă a glucozei, respiraţiecalea de oxidare a glucozei la CO2 și H2O, fără a lăsa carbohidrați în urmă. Piruvatul este complet oxidat în mitocondrii. În timp ce ne uităm la reacțiile glicolizei și la ciclul Krebs, urmăriți reacțiile redox în ambele căi.

Pe parcurs, luăm în considerare și noi Gluconeogeneza, o cale care inversează esențial glicoliza și are ca rezultat sinteza glucozei. Gluconeogeneza are loc atât în ​​condiții normale, în timpul dietelor bogate în proteine/sărace în carbohidrați, cât și în timpul postului sau înfometării. Într-un alt capitol, vom analiza transportul de electroni și fosforilarea oxidativă, căile care completează oxidarea glucozei. Aici, începem cu o privire mai atentă asupra glicolizei, concentrându-ne pe reacțiile catalizate de enzime și pe transferurile de energie libere între componentele căii. Vom lua în considerare caracteristicile energetice și enzimatice ale fiecărei reacții.


Progrese recente în studiile RMN în stare solidă ale biomineralizării

Tim W.T. Tsai, Jerry C.C. Chan, în rapoartele anuale privind spectroscopia RMN, 2011

4.2 OCP încorporat cu succinat

Studiile biochimice anterioare au raportat că ciclul Krebs în mitocondrii este strâns asociat cu precipitarea intramitocondrială a granulelor minerale dense în electroni, 138 care au fost sugerate ca ACP conținând componente OCP-carboxilat. 139 Studiile anterioare au arătat că ionii succinat (OOCC2H4COO 2−) poate fi încorporat în rețeaua OCP, 139-142, ducând la formarea compusului OCP-succinat (OCPS). 139 În consecință, OCPS a pregătit in vitro ar putea servi drept sistem model pentru a imita procesul de biomineralizare în mitocondrii. Modelele XRD ale OCPS și OCP sunt foarte similare, cu excepția faptului că vârful caracteristic al OCP la 2θ egal cu 4.751 este deplasat la 4.181 în OCPS, care este interpretat ca alungirea lui d-spatierea planului (100) de la 1,86 la 2,13 nm. După cum sa descris anterior pentru OCP, 102.105 PO4 Grupurile 3− din siturile P2 și P4 pot avea o tendință puternică de a reacționa cu molecula de apă vecină pentru a forma HPO4 2−. Adică, numărul grupelor de hidrogen fosfat este mai mare decât ceea ce este implicat în formula chimică a OCP din cauza modificării parametrilor spectroscopici ai speciilor de fosfor la P4 și/sau P2. Nu este surprinzător că același fenomen este observat și pentru OCPS, ceea ce implică faptul că pierderea apei cristaline în timpul formării OCPS ar fi putut provoca o schimbare a mediului de legare a hidrogenului din alte situri de fosfor. 143 În special, asemănarea lor τCP valorile sugerează că P1 „excesiv” poate proveni din P2 și/sau P4. În orice caz, este fără îndoială că ocuparea amplasamentului la P5 este semnificativ redusă la încorporarea succinatului. Din literatura de specialitate, 99 se știe că fiecare unitate celulară a OCP conține două unități de formulă de Ca8(HPO4)2(PO4)4⋅ 5H2O. În consecință, structura OCPS poate fi descrisă calitativ ca un compus care cuprinde o moleculă de succinat per unitate de celulă de OCPS, în care unul dintre cei doi P5 va fi înlocuit cu ioni de succinat. 143 O astfel de înlocuire este însoțită de o pierdere semnificativă de apă structurală. Legăturile de hidrogen ale P5 rămase cu moleculele de apă ar fi slăbită considerabil, așa cum este indicat de creșterea semnificativă a intervalului său de schimbare chimică. O astfel de încorporare a ionilor succinate trebuie să fie condusă de câștigul entalpiei anumitor interacțiuni bine definite, ducând la o schimbare uniformă a periodicității dimensiunii celulare.

Spectrul 31 P MAS al OCPS a fost atribuit prin spectroscopie DQ homonucleară 31 P. Pe baza datelor deconvoluției spectrului MAS 31 P și a rezultatelor analizei termogravimetrice, formula moleculară a OCPS a fost determinată ca fiind Ca7.81(HPO4)1.82(PO4)3.61(succinat)0.56zH2O, unde z ≤ 0,5. 143 Când ionii de succinat sunt încorporați pentru a forma rețeaua OCPS, în special speciile de fosfor de la locul P5 vor fi deplasate. Stabilitatea OCPS este semnificativ mai mare decât OCP în ceea ce privește reacția de hidroliză în condiții de pH ridicat. Aparent, ionii succinate vor diminua considerabil dinamica moleculelor de apă din stratul de hidratare, ceea ce va face foarte dificilă mutarea ionilor fosfat din stratul de hidratare. Anterior, s-a demonstrat că transformarea OCP în HAp după o creștere a pH-ului se realizează prin rearanjarea structurală în stratul de hidratare, urmată de concatenarea sublatelelor HAp astfel formate. 104 Împreună cu rezultatele OCPS, se arată clar că structura stratului de hidratare al OCP este destul de versatilă și joacă rolul cheie în transformarea structurală a OCP. Remarcăm în trecere că unele molecule organice, cum ar fi ionii de citrat, pot fi, de asemenea, încorporate în calcitul sintetic prin coprecipitare. 144


Fosforilarea oxidativă și randamentul ATP

Reamintim, fosforilarea la nivel de substrat a fost introdusă în Tutorialul 22. Generarea de ATP din chemiosmoză este denumită fosforilarea oxidativă deoarece proprietatea oxidativă a oxigenului permite ca o cantitate mare de energie liberă să fie pusă la dispoziție pentru sinteza ATP.

Această figură subliniază câteva concepte importante despre respirația celulară. În primul rând, rețineți locațiile glicolizei, ciclul Krebs și lanțul de transport de electroni și fosforilarea oxidativă. În al doilea rând, rețineți cum transportatorii de electroni transportă electronii către lanțul de transport și cantitatea netă de ATP generată la fiecare pas. În special, comparați cantitatea de ATP generată de fosforilarea oxidativă cu cantitatea generată de fosforilarea la nivel de substrat. Randamentul net maxim de 38 ATP pe moleculă de glucoză este doar o estimare. O mare parte din energia legată într-o moleculă de glucoză se pierde de fapt ca căldură în timpul metabolismului. În timp ce această căldură este de fapt un produs rezidual, homeotermele (animale cu sânge cald) valorifică aceste deșeuri și le folosesc pentru a menține temperaturile corporale constante.


Figura 5. Prezentare generală a respirației celulare. (Faceți clic pentru a mări)


Piruvatul este oxidat în ciclul Krebs sau înainte de acesta?

Care este produsul oxidării piruvatului? Dacă acest produs nu este încă format, cum ar putea intra în ciclul kreb?
Ciclul kreb nu începe întotdeauna cu acetil CoA?

Raspuns rapid

Discuții aferente

  • Explicați soarta lactatului în urma unui sprint.
  • Respirație aerobică
  • Respiraţie
  • NAD în glicoliză în respirația aerobă
  • ATP
  • Nivelul A2 - Întrebare legată de respirația aerobă
  • În ce etapă piruvatul acționează ca acceptor de hidrogen în condiții aerobe și anaerobe
  • Întrebare Bio AQA pentru oameni deștepți
  • ATP derivă dintr-o nucleotidă ADN sau ARN?
  • respiratie anaeroba
  • arată încă 10
  • Explicați soarta lactatului în urma unui sprint.
  • acid lactic in timpul exercitiului ??
  • cantitatea de atp produsă dintr-o moleculă de glucoză
  • Biochimie
  • Reacția de legătură în respirație
  • Ajutor la întrebările GCSE PE
  • Respirație celulară
  • produs al glicolizei
  • Te rog ajuta-ma!! :(
  • Care este reacția legăturilor ??

Articole similare

Hopa, nimeni nu a postatîn ultimele ore.

De ce să nu reîncepi conversația?

  • Reacții negative la 'vechiul' TSR
  • altcineva găsește chimia la nivel cel mai ușor nivel?
  • Fir plictisitor Haz & # 039s.
  • Teach First 2022 Applications
  • ce fac ?
  • a prins pe cineva inselandu-si bf-ul
  • Ce carieră - Predare primară sau marketing digital?
  • Chiar sunt băieții răi mai atrăgători?
  • Credite mici pentru studenți
  • TSR & # 039s One Album a Day Club
  • Octombrie 2020 ca biologie
  • Câți copii vrei?
  • Ultima persoană care a postat aici câștigă (Partea 42)
  • Au dreptate părinții și prietenii mei?
  • bărbierit și epilare cu ceară
  • [Adultery Trigger] Cum pot continua să dorm cu ea?
  • Viața plictisitoare a lui Bexjw, călătoria către medicină și tot ce există între ele
  • Scape Bloomsbury - anul 2
  • Dacă ai avea mulți bani, ce ai face?
  • London*Met - Test online de limba engleză

Hopa, nimeni nu răspunde la postări.

De ce să nu răspunzi la un fir fără răspuns?

  • modul în care un ateriol poate reduce fluxul sanguin în capilare
  • AS Biologie Celulele și nucleul
  • Biologia Ca examene Inima
  • Ce este pe o schemă de nivel 2 pentru biologie 2020
  • Descrieți cum se formează MARN-ul prin transcripție la eucariote
  • Biologie examinează mitoza
  • Biologie Aminoacizi
  • Dimensiunea biologică a celulei vegetale
  • Profunzimea AS 2020 în lucrarea de biologie 2
  • Ca biologie ocr 2020/1
  • A * OCR A Level Biology notes
  • OCR O biologie și chimie 2020
  • Întrebare de biologie urgentă
  • AQA A-level Biology Paper 2 2020 Neoficial Markscheme
  • Biologie PAG 4.1 grafice?
  • aqa a level biology 2020 UNOFICIAL MARKSCHEME
  • Ca Potometru de Biologie
  • Întrebare pentru examenul de nivel 2020 pentru biologie
  • A Level biology AQA 2020 lucrări schemă neoficială de notă
  • AQA A-level Biology Exam de toamnă 7402 Lucrare 1,2,3 12/16/20 oct.2020 - Discuție la examen

Vedeți mai multe despre ceea ce vă placeCamera studentului

Puteți personaliza ceea ce vedeți pe TSR. Spuneți-ne puțin despre dvs. pentru a începe.

Ai vazut.

Y12#039s - Ați început să planificați ce doriți să faceți după Y13?

Subiecte urmărite

Spotlight

Hopa, nimeni nu a postatîn ultimele ore.

De ce să nu reîncepi conversația?

Hopa, nimeni nu răspunde la postări.

De ce să nu răspunzi la un fir fără răspuns?

Vedeți mai multe despre ceea ce vă placeCamera studentului

Puteți personaliza ceea ce vedeți pe TSR. Spuneți-ne puțin despre dvs. pentru a începe.

Echipa de suport TSR

  • cărbune
  • Domnul M
  • RDKGames
  • TheConfusedMedic
  • Lemur14
  • brainzistheword
  • Labrador99
  • încolțit absolut
  • Eimmanuel
  • Sinnoh
  • _gcx
  • barror1
  • Tolgash
  • Hazelly
  • PetitePanda
  • _Mia101
  • jduxie4414
  • Starlight15
  • bamtutor

Incepe

Folosind TSR

Grupul TSR

Conectează-te cu TSR

& copia Copyright The Student Room 2017 toate drepturile rezervate

Camera studenților, revizuită și marcată de profesori sunt nume comerciale ale The Student Room Group Ltd.

Număr de înregistrare: 04666380 (Anglia și Țara Galilor), TVA nr. 806 8067 22 Sediul social: International House, Queens Road, Brighton, BN1 3XE


Fosforilarea oxidativă

Fosforilarea oxidativă este etapa finală a respirației celulare aerobe. Există două subetape ale fosforilării oxidative, lanțul de transport al electronilor și chimiozmoza. În aceste etape, energia din NADH și FADH2, care rezultă din etapele anterioare ale respirației celulare, este utilizat pentru a crea ATP.

Figura (PageIndex<8>): Fosforilarea oxidativă: lanțul de transport de electroni și chemiosmoza.

Lanțul de transport al electronilor (ETC)

În această etapă, electronii de înaltă energie sunt eliberați din NADH și FADH2și se mișcă de-a lungul lanțurilor de transport de electroni găsite în membrana interioară a mitocondriei. Un lanț de transport al electronilor este o serie de molecule care transferă electroni de la moleculă la moleculă prin reacții chimice. Aceste molecule se găsesc formând cele trei complexe ale lanțului de transport al electronilor (structuri roșii din membrana interioară din Figura ( PageIndex <8> )). Pe măsură ce electronii curg prin aceste molecule, o parte din energia din electroni este utilizată pentru a pompa ioni de hidrogen (H +) peste membrana interioară, din matrice în spațiul intermembranar. Acest transfer de ioni creează un gradient electrochimic care conduce sinteza ATP. Electronii din proteina finală a ETC sunt câștigați de molecula de oxigen și este redus la apă în matricea mitocondriei.

Chimiosmoza

Pomparea ionilor de hidrogen peste membrana interioară creează o concentrație mai mare a acestor ioni în spațiul intermembranar decât în ​​matrice și ndash producând un gradient electrochimic. Acest gradient face ca ionii să curgă înapoi prin membrană în matrice, unde concentrația lor este mai mică. Fluxul acestor ioni are loc printr-un complex proteic, cunoscut sub numele de complex ATP sintază (vezi structura albastră din membrana interioară din Figura ( PageIndex <8> ). ATP sintază acționează ca o proteină canal, ajutând ionii de hidrogen de-a lungul membranei.Fluxul de protoni prin ATP sintaza este considerat chemiosmoză.ATP sintetaza acționează și ca o enzimă, formând ATP din ADP și fosfat anorganic.Este fluxul ionilor de hidrogen prin ATP sintaza care dă energia pentru sinteza ATP.După trecând prin lanțul de transport al electronilor, electronii cu energie redusă se combină cu oxigenul pentru a forma apă.


Biologie 171

Până la sfârșitul acestei secțiuni, veți putea face următoarele:

  • Explicați modul în care o cale circulară, cum ar fi ciclul acidului citric, diferă fundamental de o cale biochimică liniară, cum ar fi glicoliza
  • Descrieți modul în care piruvatul, produsul glicolizei, este pregătit pentru intrarea în ciclul acidului citric

Dacă este disponibil oxigen, respirația aerobă va continua. În celulele eucariote, moleculele de piruvat produse la sfârșitul glicolizei sunt transportate în mitocondrii, care sunt locurile respirației celulare. Acolo, piruvatul este transformat într-o grupare acetil care va fi preluată și activată de un compus purtător numit coenzima A (CoA). Compusul rezultat se numește acetil CoA. CoA este derivat din vitamina B5, acid pantotenic. Acetil CoA poate fi utilizat într-o varietate de moduri de către celulă, dar funcția sa principală este de a furniza gruparea acetil derivată din piruvat la următoarea etapă a căii în catabolismul glucozei.

Defalcarea Piruvatului

Pentru ca piruvatul, produsul glicolizei, să intre pe următoarea cale, acesta trebuie să sufere mai multe modificări. Conversia este un proces în trei etape ((Figura)).

Pasul 1. O grupare carboxil este îndepărtată din piruvat, eliberând o moleculă de dioxid de carbon în mediul înconjurător. Această reacție creează o grupare hidroxietil cu două atomi de carbon legată de enzimă (piruvat dehidrogenază). Ar trebui să reținem că acesta este primul dintre cei șase atomi de carbon din molecula originală de glucoză care trebuie îndepărtat. (Acest pas continuă de două ori pentru că există Două molecule de piruvat produse la sfârșitul glicolzei pentru fiecare moleculă de glucoză metabolizată anaerob, astfel, doi dintre cei șase atomi de carbon vor fi îndepărtați la sfârșitul ambelor etape.)

Pasul 2. Gruparea hidroxietil este oxidată la o grupare acetil, iar electronii sunt preluați de NAD +, formând NADH. Electronii cu energie ridicată de la NADH vor fi utilizați mai târziu pentru a genera ATP.

Pasul 3. Gruparea acetil legată de enzimă este transferată în CoA, producând o moleculă de acetil CoA.


Rețineți că în timpul celei de-a doua etape a metabolismului glucozei, ori de câte ori un atom de carbon este îndepărtat, acesta este legat de doi atomi de oxigen, producând dioxid de carbon, unul dintre produsele finale majore ale respirației celulare.

Acetil CoA la CO2

În prezența oxigenului, acetil CoA își livrează gruparea acetil (2C) la o moleculă cu patru atomi de carbon, oxaloacetat, pentru a forma citrat, o moleculă cu șase atomi de carbon cu trei grupe carboxil, această cale va recolta restul energiei extractibile din ceea ce a început. ca moleculă de glucoză și eliberează restul de patru CO2 molecule. Această cale unică este denumită prin denumiri diferite: ciclul acidului citric (pentru primul intermediar format - acidul citric sau citratul - când acetatul se alătură oxaloacetatului), ciclul TCA (deoarece acidul citric sau citratul și izocitratul sunt acizi tricarboxilici), și ciclul Krebs, după Hans Krebs, care a identificat mai întâi pașii de pe cale în anii 1930 în mușchii zborului porumbelului.

Ciclul acidului citric

Ca și conversia piruvatului în acetil CoA, ciclul acidului citric are loc în matricea mitocondriilor. Aproape toate enzimele ciclului acidului citric sunt solubile, cu singura excepție a enzimei succinat dehidrogenază, care este încorporată în membrana interioară a mitocondriei. Spre deosebire de glicoliză, ciclul acidului citric este o buclă închisă: ultima parte a căii regenerează compusul utilizat în prima etapă. Cele opt etape ale ciclului sunt o serie de reacții redox, deshidratare, hidratare și decarboxilare care produc două molecule de dioxid de carbon, una GTP / ATP și purtătorii reduși NADH și FADH2 ((Figura)). Aceasta este considerată o cale aerobă, deoarece NADH și FADH2 produse trebuie să-și transfere electronii pe următoarea cale din sistem, care va folosi oxigen. Dacă acest transfer nu are loc, etapele de oxidare ale ciclului acidului citric nu au loc. Rețineți că ciclul acidului citric produce foarte puțin ATP direct și nu consumă direct oxigen.


Etape în ciclul acidului citric

Pasul 1. Înainte de prima etapă, are loc o fază de tranziție în timpul căreia acidul piruvic este transformat în acetil CoA. Apoi, începe prima etapă a ciclului: această etapă de condensare combină gruparea acetil cu doi carbon cu o moleculă de oxaloacetat de patru carbon pentru a forma o moleculă de șase carbon de citrat. CoA este legat de o grupare sulfhidril (-SH) și se difuzează pentru a se combina în cele din urmă cu o altă grupare acetil. Acest pas este ireversibil, deoarece este extrem de exergonic. Rata acestei reacții este controlată de feedback negativ și cantitatea de ATP disponibilă. Dacă nivelul de ATP crește, viteza acestei reacții scade. Dacă ATP este în cantitate redusă, rata crește.

Pasul 2. În pasul doi, citratul pierde o moleculă de apă și câștigă alta pe măsură ce citratul este transformat în izomerul său, izocitrat.

Pasul 3. În pasul trei, izocitratul este oxidat, producând o moleculă cu cinci atomi de carbon, α-cetoglutarat, împreună cu o moleculă de CO2 și doi electroni, care reduc NAD + la NADH. Acest pas este, de asemenea, reglementat de feedback-ul negativ de la ATP și NADH și un efect pozitiv al ADP.

Pasul 4. Etapele trei și patru sunt ambele etape de oxidare și decarboxilare, care, după cum am văzut, eliberează electroni care reduc NAD + la NADH și eliberează grupări carboxil care formează CO2 molecule. Alfa-cetoglutaratul este produsul etapei a treia, iar o grupare succinil este produsul etapei a patra. CoA se leagă cu gruparea succinil pentru a forma succinil CoA. Enzima care catalizează pasul patru este reglată de inhibarea prin feedback a ATP, succinil CoA și NADH.

Pasul 5. În pasul cinci, o grupare fosfat este înlocuită cu coenzima A și se formează o legătură de înaltă energie. Această energie este utilizată în fosforilarea la nivel de substrat (în timpul conversiei grupei succinil în succinat) pentru a forma fie trifosfat de guanină (GTP), fie ATP. Există două forme ale enzimei, numite izoenzime, pentru această etapă, în funcție de tipul de țesut animal în care se găsesc. O formă se găsește în țesuturile care utilizează cantități mari de ATP, cum ar fi inima și mușchii scheletici. Această formă produce ATP. A doua formă a enzimei se găsește în țesuturile care au un număr mare de căi anabolice, cum ar fi ficatul. Acest formular produce GTP. GTP este echivalent din punct de vedere energetic cu ATP, însă utilizarea sa este mai limitată. În special, sinteza proteinelor folosește în principal GTP.

Pasul 6. Pasul șase este un proces de deshidratare care transformă succinatul în fumarat. Doi atomi de hidrogen sunt transferați în FAD, reducându-l la FADH2. (Notă: energia conținută în electronii acestor hidrogeni este insuficientă pentru a reduce NAD +, dar adecvată pentru a reduce FAD.) Spre deosebire de NADH, acest purtător rămâne atașat de enzimă și transferă electronii direct în lanțul de transport de electroni. Acest proces este posibil prin localizarea enzimei care catalizează această etapă în interiorul membranei interioare a mitocondriei.

Pasul 7. Apa este adăugată prin hidroliză la fumarat în timpul etapei șapte și se produce malat. Ultima etapă a ciclului acidului citric regenerează oxaloacetat prin oxidarea malatului. O altă moleculă de NADH este apoi produsă în acest proces.

Produse ale ciclului acidului citric

Doi atomi de carbon intră în ciclul acidului citric din fiecare grupă acetil, reprezentând patru din cei șase atomi de carbon ai unei molecule de glucoză. Două molecule de dioxid de carbon sunt eliberate la fiecare tură a ciclului, însă acestea nu conțin neapărat cei mai noi atomi de carbon adăugați. Cei doi atomi de carbon acetilici vor fi eliberați în cele din urmă la virajele ulterioare ale ciclului, astfel, toți cei șase atomi de carbon din molecula originală de glucoză sunt încorporați în cele din urmă în dioxidul de carbon. Fiecare rundă a ciclului formează trei molecule NADH și o FADH2 moleculă. Acești purtători se vor conecta cu ultima porțiune a respirației aerobe, lanțul de transport al electronilor, pentru a produce molecule de ATP. În fiecare ciclu se face și un GTP sau ATP. Mai mulți dintre compușii intermediari din ciclul acidului citric pot fi utilizați în sintetizarea aminoacizilor neesențiali, prin urmare, ciclul este amfibolic (atât catabolic, cât și anabolic).

Rezumatul secțiunii

În prezența oxigenului, piruvatul este transformat într-o grupare acetil atașată la o moleculă purtătoare a coenzimei A. Acetilul CoA rezultat poate intra în mai multe căi, dar cel mai adesea, gruparea acetil este livrată ciclului acidului citric pentru catabolism ulterior. În timpul conversiei piruvatului în grupul acetil, o moleculă de dioxid de carbon și doi electroni cu energie mare sunt îndepărtați. Dioxidul de carbon reprezintă doi (conversia a două molecule de piruvat) din cei șase atomi de carbon ai moleculei originale de glucoză. Electronii sunt preluați de NAD +, iar NADH transportă electronii către o cale ulterioară pentru producția de ATP. În acest moment, molecula de glucoză care a intrat inițial în respirația celulară a fost complet oxidată. Energia potențială chimică stocată în molecula de glucoză a fost transferată la purtătorii de electroni sau a fost folosită pentru a sintetiza câțiva ATP.

Ciclul acidului citric este o serie de reacții redox și de decarboxilare care îndepărtează electronii de mare energie și dioxidul de carbon. Electronii, stocați temporar în molecule de NADH și FADH2, sunt utilizate pentru a genera ATP într-o cale ulterioară. O moleculă fie de GTP, fie de ATP este produsă prin fosforilarea la nivel de substrat la fiecare tură a ciclului. Nu există nicio comparație a căii ciclice cu una liniară.

Răspuns gratuit

Care este diferența principală între o cale circulară și o cale liniară?

Într-o cale circulară, produsul final al reacției este, de asemenea, reactantul inițial. Calea se autoperpetuează, atâta timp cât este furnizat oricare dintre intermediarii căii. Căile circulare pot găzdui mai multe puncte de intrare și ieșire, fiind astfel deosebit de potrivite pentru căile amfibolice. Într-o cale liniară, o călătorie prin cale completează calea, iar o a doua călătorie ar fi un eveniment independent.

Glosar


Priveste filmarea: Nunta Ourence 2021 Albert si Denisa (Ianuarie 2022).