Цитратний цикл: реакції
А. цитратний цикл
Велика частина споживаного в цитратному циклі ацетил-КоА отримує ацетильную залишки, що утворилися в результаті # 946; -Окислення жирних кислот (див. С. 166) і окисного декарбоксилювання пірувату, катализируемого піруватдегідрогенази (див. С. 136). Обидва процеси протікають в матриксі мітохондрій.
Окислення ацетильних залишків включає ряд проміжних стадій, що утворюють цикл: спочатку ацетільная група в реакції, що каталізується цитрат-синтази [1], конденсується з молекулою оксалоацетата з утворенням цитрату (цикл отримав свою назву по продукту цієї реакції). На наступній стадії [2] цитрат изомеризуется в ізоцитрат з перенесенням гідроксильної групи всередині молекули. При цьому проміжний продукт реакції, ненасичений аконітат, залишається під час реакції пов'язаним з ферментом (на схемі не показано). Тому фермент, що каталізує реакцію, називають аконітат-гідратазой [2] ( «аконітаза»).
Властивості аконітат-гідратази забезпечують абсолютну стереоспеціфічность ізомеризації. У той час як цитрат не володіє хиральностью, ізоцитрат містить два асиметричних центру і може існувати в чотирьох ізомерних формах. Однак в цитратному циклі утворюється тільки один з стерео ізомерів, (2R, 3S) -ізоцітрат (див. С. 16).
На наступній стадії ізоцитратдегідрогеназа (3) окисляє гідроксигрупу ізоцитрату в оксогрупу з одночасним відщепленням однієї з карбоксильних груп у вигляді CO2 і утворенням 2-оксоглутарат. Подальшу освіту сукцинил-КоА [4], що включає реакції окислення і декарбоксилювання, каталізується Мультиферментний комплексом, 2-оксоглутаратдегідрогеназой (дегідрогенази кетокислот розглянуті на попередній сторінці). Розщеплення тіолсложноефірной зв'язку сукцинил-КоА з утворенням сукцинату і коферменту А, що каталізує сукцинат-КоА-лігази ( «тіокіназой» (5)], - високоекзоергіческая реакція, енергія якої використовується для синтезу фосфоангідрідной зв'язку ( «субстратного фосфорилювання», див. С. 126 ). у цитратному циклі синтезується АТФ, як в більшості таких реакцій, а гуанозинтрифосфат [ГТФ (GTP)], який легко перетворюється в АТФ нуклеозіддіфосфаткіназой (на схемі не показано).
У наведених реакціях ацетильную залишок повністю окислюється до CO2. Однак одночасно молекула переносника оксалоацетата відновлюється в сукцинат. У трьох наступних реакціях циклу сукцинат знову перетворюється в оксалоацетат. Спочатку сукцинатдегідрогеназа [6] окисляє сукцинат в фумарат. На відміну від інших ферментів циклу сукцинатдегідрогеназа є інтегральним білком внутрішньої мітохондріальної мембрани. Тому її відносять також до комплексу II дихального ланцюга. Сукцинатдегідрогеназа містить ФАД (FAD) в якості простетичної групи, однак фактичним акцептором електронів є убіхінон. Потім до подвійного зв'язку фумарата за допомогою фумарат-гідратази ( «фумарази», [7]) приєднується вода і утворюється хіральний (2S) -малат. На останній стадії циклу малат окислюється малатдегідрогеназа (8) в оксалоацетат з утворенням НАДН + Н +. Ця реакція замикає цитратний цикл.
Загальний баланс цитратного циклу полягає в тому, що з одного ацетильную залишку утворюються 2 CO2. 3 НАДН + Н + і одна молекула відновленого убихинона (QH2). При цьому за рахунок відновлених форм коферментів шляхом окисного фосфорилювання в клітці синтезуються 9, а з урахуванням трансформації однієї молекули ГТФ - 10 молекул АТФ (див. С. 148).