מהו מחזור קרבס:
מחזור קרבס, או מחזור חומצת לימון, מייצר את רוב מובילי האלקטרונים (אנרגיה) שיחוברו בשרשרת הובלת האלקטרונים (CTE) בחלק האחרון של הנשימה התאית של תאים אוקריוטים.
זה ידוע גם כמחזור חומצת לימון מכיוון שהוא שרשרת של חמצון, הפחתה והפיכה של ציטראט.
ציטראט או חומצת לימון הם מבנה בעל שישה פחמן המשלים את המחזור על ידי התחדשות באוקסאלואצטט. Oxaloacetate היא המולקולה הדרושה לייצור חומצת לימון שוב.
מחזור קרבס אפשרי רק בזכות מולקולת הגלוקוז המייצרת את מחזור הקלווין או השלב האפל של הפוטוסינתזה.
גלוקוז, באמצעות גליקוליזה, ייצור את שני הפירובטים שייצרו, במה שנחשב לשלב ההכנה של מחזור קרבס, אצטיל-CoA, הדרוש להשגת ציטראט או חומצת לימון.
התגובות של מחזור קרבס מתרחשות בקרום הפנימי של המיטוכונדריה, במרחב הבין-ממברני שנמצא בין הגבישים לקרום החיצוני.
מחזור זה זקוק לזרז אנזימטי כדי לתפקד, כלומר הוא זקוק לעזרת אנזימים כדי שהמולקולות יוכלו להגיב זו עם זו והוא נחשב למחזור מכיוון שיש שימוש חוזר במולקולות.
שלבי מחזור קרבס
תחילת מחזור קרבס נחשבת בכמה ספרים מהפיכת הגלוקוז שנוצר על ידי גליקוליזה לשני פירובטים.
למרות זאת, אם ניקח בחשבון שימוש חוזר במולקולה כדי לייעד מחזור, מכיוון שהמולקולה מתחדש עם ארבע פחמן אוקסאלואצטט, אנו רואים את השלב שלפני הכנה.
בשלב ההכנה, הגלוקוז המתקבל מגליקוליזה יופרד וליצור שני פירובטים שלושה פחמנים, וייצרו גם ATP אחד ו- NADH לכל פירובט.
כל פירובט יתחמצן למולקולת אצטיל-CoA דו-פחמנית וייצור NADH מ- NAD +.
מחזור קרבס מפעיל כל מחזור פעמיים בו זמנית דרך שני הקואנזימים של אצטיל-CoA המייצרים את שני הפירובטים שצוינו לעיל.
כל מחזור מחולק לתשעה שלבים שבהם יפורטו אנזימי הזרז הרלוונטיים ביותר לוויסות מאזן האנרגיה הדרוש:
צעד ראשון
מולקולת האצטיל-CoA דו פחמנית נקשרת למולקולת האוקסאלו-אצטט בעלת ארבע הפחמן.
קבוצה חופשית CoA.
מייצר ציטראט בעל שש פחמן (חומצת לימון).
שלב שני ושלישי
מולקולת ציטראט עם שישה פחמן מומרת לאיזומר איזוציטרט, תחילה על ידי הסרת מולקולת מים ובשלב הבא, שילובו שוב.
משחרר מולקולת מים.
מייצר איזומיט איזומר ו- H2O.
שלב רביעי
מולקולת האיזוציטראט עם שש הפחמן מחומצנת ל- α-ketoglutarate.
LiberaCO2 (מולקולת פחמן).
מייצר α-ketoglutarate עם חמישה פחמן ו- NADH מ- NADH +.
אנזים רלוונטי: isocitrate dehydrogenase.
שלב חמישי
מולקולת α-ketoglutarate עם חמש פחמן מחומצנת כדי להשיג succinyl-CoA.
משחרר CO2 (מולקולת פחמן).
מייצר succinyl-CoA ארבע פחמן.
אנזים רלוונטי: α-ketoglutarate dehydrogenase.
שלב שישי
מולקולת הסוקסיניל-CoA בעלת ארבע הפחמן מחליפה את קבוצת ה- CoA שלה בקבוצת פוספט, המייצרת סוצינאט.
היא מייצרת סוקצינט בעל ארבע פחמן ו- ATP מ- ADP או GTP מהתוצר.
צעד שביעי
מולקולת הסוקסינט עם ארבע פחמן מחומצנת ויוצרת פומאט.
מייצר ארבעה פומט פומטרים ו- FDA FADH2.
אנזים: מאפשר ל- FADH2 להעביר את האלקטרונים שלו ישירות לשרשרת הובלת האלקטרונים.
צעד שמיני
מולקולת הפומאט ארבע פחמן מתווספת למולקולת המלאט.
שחרר את ח2אוֹ.
מייצר מלאט בעל ארבע פחמן.
צעד תשע
מולקולת המלט בעל ארבע פחמן מחומצנת, ומחדשת את מולקולת האוקסאלואצטט.
מייצר: ארבע פחמן אוקסאלואצטט ו- NADH מ- NAD +.
מוצרי מחזור קרבס
מחזור קרבס מייצר את הרוב המכריע של ה- ATP התיאורטי שמייצרת נשימה תאית.
מחזור קרבס ייחשב מהשילוב של מולקולת ארבע פחמן אוקסאלואצטט או חומצה אוקסלואצטית עם הקואנזים אצטיל-CoA בעל שני פחמן לייצור חומצת לימון או ציטראט בעל שש פחמן.
במובן זה, כל מחזור קרבס מייצר 3 NADH של 3 NADH +, 1 ATP של 1 ADP ו- 1 FADH2 של 1 FAD.
מכיוון שהמחזור מתרחש פעמיים בו זמנית בשל שני האנזימים האצטיל-CoA המיוצרים בשלב הקודם הנקרא חמצון פירובט, עליו להכפיל בשניים, מה שמביא ל:
- 6 NADH שייצר 18 ATP
- 2 ATP
- 2 FADH2 שייצור 4 ATP
הסכום לעיל נותן לנו 24 מתוך 38 ה- ATP העיוניים הנובעים מנשימה תאית.
ה- ATP הנותר יתקבל מגליקוליזה ומחמצון פירובט.
מיטוכונדריה.
סוגי הנשימה.
