Содержание
Цикл трикарбоновых кислот
Ци́кл трикарбо́новых кисло́т (цикл Кре́бса, цитра́тный цикл, цикл лимонной кислоты) — центральная часть общего пути катаболизма, циклический биохимический аэробный процесс, в ходе которого происходит превращение двух- и трёхуглеродных соединений, образующихся как промежуточные продукты в живых организмах при распаде углеводов, жиров и белков, до CO2. При этом освобождённый водород направляется в цепь тканевого дыхания, где в дальнейшем окисляется до воды, принимая непосредственное участие в синтезе универсального источника энергии — АТФ.
Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме. Кроме значительной энергетической роли циклу отводится также и существенная пластическая функция, то есть это важный источник молекул-предшественников, из которых в ходе других биохимических превращений синтезируются такие важные для жизнедеятельности клетки соединения как аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и др.
Цикл превращения лимонной кислоты в живых клетках был открыт и изучен немецким биохимиком Хансом Кребсом, за эту работу он (совместно с Ф. Липманом) был удостоен Нобелевской премии (1953 год).
У эукариот все реакции цикла Кребса протекают внутри митохондрий, причём катализирующие их ферменты, кроме одного, находятся в свободном состоянии в митохондриальном матриксе, исключение составляетсукцинатдегидрогеназа, которая локализуется на внутренней митохондриальной мембране, встраиваясь в липидный бислой. У прокариот реакции цикла протекают в цитоплазме.
Содержание
[убрать]
· 1 Стадии цикла Кребса
· 2 Регуляция цикла
· 3 Функции
· 4 Мнемонические правила
· 5 Примечания
· 6 См. также
· 7 Ссылки
Стадии цикла Кребса[править | править исходный текст]
| Субстраты | Продукты | Фермент | Тип реакции | Комментарий | |
| Оксалоацетат + Ацетил-CoA + H2O | Цитрат + HS-CoA | Цитратсинтаза | Альдольная конденсация | лимитирующая стадия, превращает C4 оксалоацетат в С6 | |
| Цитрат | цис-аконитат + H2O | аконитаза | Дегидратация | обратимая изомеризация | |
| цис-аконитат + H2O | изоцитрат | гидратация | |||
| Изоцитрат + NAD+ | Оксалосукцинат+ NADH + H + | изоцитратдегидрогеназадекарбоксилирующая | Окисление | образуется NADH (эквивалент 2.5 ATP) | |
| Оксалосукцинат | α-кетоглутарат+ CO2 | декарбоксилирование | необратимая стадия, образуется C5 | ||
| α-кетоглутарат+ NAD+ + CoA-SH | сукцинил-CoA + NADH + H+ + CO2 | альфакетоглутаратдегидрогеназный комплекс (3 фермента) | Окислительное декарбоксилирование | образуется NADH (эквивалентно 2.5 АТФ), регенерация C4 цепи (освобождается CoA-SH) | |
| сукцинил-CoA + GDP + Pi | сукцинат + CoA-SH + GTP | сукцинилкофермент А синтетаза | субстратное фосфорилирование | АДФ->ATP,[1] образуется 1 ATP (или 1 GTF) | |
| сукцинат + убихинон (Q) | фумарат + убихинол (QH2) | сукцинатдегидрогеназа | Окисление | используется FAD как простетическая группа (FAD->FADH2 на первой стадии реакции) в ферменте,[2] образуется эквивалент 1.5 ATP | |
| фумарат + H2O | L-малат | фумараза | H2O-присоединение (гидратация) | ||
| L-малат + NAD+ | оксалоацетат + NADH + H+ | малатдегидрогеназа | окисление | образуется NADH (эквивалентно 2.5 ATP) |
Общее уравнение одного оборота цикла Кребса:
Ацетил-КоА + ФАД + 3НАД+ + 2Н2О + Фн + ГДФ → 2CO2 + HS-КоА + 3(НАДН + Н+) + ФАДН2 + ГТФ
Регуляция цикла[править | править исходный текст]
Цикл Кребса регулируется «по механизму отрицательной обратной связи», при наличии большого количества субстратов (ацетил-КоА, оксалоацетат), цикл активно работает, а при избытке продуктов реакции (NADH, ATP) тормозится (принцип Гульдберга—Вааге). Регуляция осуществляется и при помощи гормонов, основным источником ацетил-КоА являетсяглюкоза, поэтому гормоны, способствующие аэробному распаду глюкозы, способствуют работе цикла Кребса. Такими гормонами являются: инсулин и адреналин. Глюкагонстимулирует синтез глюкозы и ингибирует реакции цикла Кребса.
Как правило работа цикла Кребса не прерывается за счёт анаплеротических реакций, которые пополняют цикл субстратами: Пируват + СО2 + АТФ = Оксалоацетат (субстрат Цикла Кребса) + АДФ + Фн.
Функции[править | править исходный текст]
1. Интегративная функция — цикл является связующим звеном между реакциями анаболизма и катаболизма.
2. Катаболическая функция — превращение различных веществ в субстраты цикла:
· Жирные кислоты, пируват,Лей,Фен — Ацетил-КоА.
· Арг, Гис, Глу — α-кетоглутарат.
· Фен, тир — фумарат.
3. Анаболическая функция — использование субстратов цикла на синтез органических веществ:
· Оксалацетат — глюкоза, Асп, Асн.
· Сукцинил-КоА — синтез гема.
· CО2 — реакции карбоксилирования.
4. Водорододонорная функция — цикл Кребса поставляет на дыхательную цепь митохондрий протоны в виде трех НАДН.Н+ и одного ФАДН2.
5. Энергетическая функция — 3 НАДН.Н+ дает 7.5 моль АТФ, 1 ФАДН2 дает 1.5 моль АТФ на дыхательной цепи. Кроме того в цикле путем субстратного фосфорилирования синтезируется 1 ГТФ, а затем из него синтезируется АТФ посредством трансфосфорилирования: ГТФ + АДФ = АТФ + ГДФ.
Мнемонические правила[править | править исходный текст]
Для более легкого запоминания кислот, участвующих в цикле Кребса, существует мнемоническое правило:
Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед, что соответствует ряду — цитрат, (цис-)аконитат, изоцитрат, (альфа-)кетоглутарат, сукцинил-CoA, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат.
Существует также следующее мнемоническое стихотворение (его автором является ассистент кафедры биохимии КГМУ Е. В. Паршкова[3]):
Щуку ацетил лимонил,
Но нарцисса конь боялся,
Он над ним изолимонно
Альфа-кетоглутарался.
Сукцинился коэнзимом,
Янтарился фумарово,
Яблочек припас на зиму,
Обернулся щукой снова.
(щавелевоуксусная кислота, лимонная кислота, цис-аконитовая кислота, изолимонная кислота, α-кетоглутаровая кислота, сукцинил-KoA, янтарная кислота, фумаровая кислота, яблочная кислота, щавелевоуксусная кислота).
Другой вариант стихотворения
ЩУКа съела ацетат, получается цитрат
через цис-аконитат будет он изоцитрат
водороды отдав НАД, он теряет СО2
этому безмерно рад альфа-кетоглутарат
окисление грядет — НАД похитил водород
ТДФ, коэнзимА забирают СО2
а энергия едва в сукциниле появилась
сразу ГТФ родилась и остался сукцинат
вот добрался он до ФАДа — водороды тому надо
фумарат воды напился, и в малат он превратился
тут к малату НАД пришел, водороды приобрел
ЩУКа снова объявилась и тихонько затаилась
Караулить ацетат...
Цветово́й показатель кро́ви (синоним цветно́й показа́тель) — параметр исследования красной крови, выражающий относительное содержание гемоглобина в одном эритроците, выраженное во внесистемных единицах.[1]
цветовой показатель = 3 х Hb(г/л) / три первые цифры числа эритроцитов (в млн.). Пример: гемоглобин 130 г/л, Er 4,70 х10^12/л ЦП = 3х130/470=0,83( норма)
В качестве нормы цветового показателя обычно принимается диапазон 0,80 - 1,05 или близкий к тому (зависит от конкретной лаборатории)