Цитрат превращается в изоцитрат через цис-аконитовую кислоту , фермент – аконитаза: цитрат -Н2 0 [цис-аконитат ] +Н2 0 изоцитрат

3. Изоцитрат подвергается дегидрированию с образование α-кетоглутарата и СО2, фермент - изоцитратдегидрогеназа использует НАД в качестве кофермента:
изоцитрат + НАД → α-кетоглутатат + НАДН + Н+ + СО2.

4.α-кетоглутарат окисляется до сукцината (янтарной кислоты) и СО2, реакцию катализирует α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс, который использует пять кофакторов: тиаминпирофосфат (ТДФ, витамин В1), липоевую кислоту, кофермент-А (содержит вита-мин пантотеновую кислоту), НАД (содержит витамин РР), ФАД (содержит витамин В2 ):
α-кетоглутарат + НАД + HS-KoA → сукцинил S-КоА + СО2+ НАДН+Н+
В результате этой реакции образуется макроэргическое соединение – сукцинил S-КоА.

5. Превращение сукцинил-КоА в сукцинат (янтарную кислоту), фермент сукцинил КоА –синтетеза катализирует реакцию субстратного фосфорилирования:
cукцинил S-KoA + ГДФ + Фн → сукцинат + ГТФ + HS-KoA; ΔG0' = - 0,7 ккал/моль
ГТФ + АДФ ↔ ГДФ + АТФ.

6. Дегидрирование сукцината с образованием фумарата, фермент - сукцинатдегидрогеназа содержит ФАД в качестве простетической группы, а также два железо-серных центра:
сукцинат + Е-ФАД → фумарат + Е-ФАДН2

7. Фумарат присоединяет молекулу воды с образованием малата (яблочной кислоты), фермент - фумарат-гидратаза: фумарат + Н2О ↔ малат

8. Малат дегидрируется с образованием оксалоацетата, фермент - малатдегидрогеназа использует НАД в качестве кофермента:
малат + НАД ↔ оксалоацетат + НАДН+Н+

СУММАРНАЯ РЕАКЦИЯ ЦТК:

Ацетил-КоА + 3НАД+ + ФАД + ГДФ + Фн→ 2СО2 + 3НАДН2 + ФАДН2+ ГТФ + HS-KоА

В ЦТК образуются:

Ø Конечный продукт -СО2, который содержит атом кислорода, ранее входивший в состав органических молекул.

Ø НАДН2 и ФАДН2 являются промежуточными переносчиками водорода в дыхательную цепь, где образуется второй конечный продукт – Н2О и синтезируется АТФ путем окислительного фосфорилирования.

Ø Одна молекула ГТФпутем субстратного фосфорилирования.

Расчет энергетического баланса одного цикла ЦТК:

Окисление одной молекулы НАДН2 в полной дыхательной цепи приводит к образованию 3-х молекул АТФ, окисление одной молекулы ФАДН2 в укороченной дыхательной цепи приводит к образованию 2-х молекул АТФ, одна молекула ГТФ эквивалентна образованию одной молекулы АТФ:

3 НАДН2 → 3 х 3АТФ = 9 АТФ 11 АТФ
ФАДН2 → 2АТФ окислительное фосфорилирование 12 АТФ

ГТФ → 1 АТФ - субстратное фосфорилирование

Биологическая роль ЦТК:

I. Донор атомов водорода для дыхательной цепи.

II. Энергетическая. Окисление одной молекулы ацетил-КоА в ЦТК приводит к образованию 12 молекул АТФ.

III. Амфиболическая (от греч. «amfi» - оба) – выполняет двойную функцию, поскольку является общим этапом катаболизма, поставляющим небольшие молекулы-предшественники для реакций биосинтеза аминокислот, жирных кислот и углеводов.

ВОПРОС 5. Ферменты, принимающие участие в тканевом дыхании.

90% поступившего в организм кислорода восстанавливается до воды в электрон-транспортной (дыхательной) цепи митохондрий: О2 + 4е- + 4Н+ → 2Н2О.

В дыхательную цепь митохондрий входит большое число различных белков, осуществляющих в определенной последовательности перенос электронов от субстратов на кислород. В упрощенном виде последовательность переносчиков электронов в дыхательной цепи можно изобразить следующим образом:

Субстрат→ НАД → Е-ФМН → [Fe-S]n→Ko-Q→[Fe-S]n→ b→ c1→c→aa3→ О2