Цикл трикарбоновых кислот.

Образовавшаяся в результате гликолиза пировиноградная кислота поступает в митохондрии, где осуществляется вторая, аэробная фаза дыхания. Основу этой фазы представляет цикл ди- и трикарбоновых кислот, называемый циклом Кребса.

Еще до вхождения в цикл пировиноградная кислота подвергается окислительному декарбоксилированию, осуществляющемуся с участием КоА и НАД. В процессе указанной реакции от пирорвиноградной кислоты отщепляется молекула СО 2 и 2 атома водорода. При этом образуется НАД·Н2 и ацетил-КоА (Ацетил-кофермент А) (СН3СО содержащий уже макроэргическую связь. Окислительное ~ S-КоА) декарбоксилирование пировиноградной кислоты осуществляет пируватдегидрогеназный ферментный комплекс.

Этот сложный многоступенчатый процесс можно представить следующим суммарным уравнением:

ПВК + КоА – SН + НАД СН3СО ~ S – КоА + СО2 + НАД·Н2 КоА ацетил – КоА Затем ацетил – КоА реагирует со щавелевоуксусной кислотой (ЩУК) и водой.

Образуется лимонная кислота и восстанавливается КоА:

ЩУК + ацетил – КоА + Н2О лимонная кислота + КоА Дальнейшим превращением подвергается не лимонная, а изолимонная кислота, которая образуется через промежуточный этап цис-аконитовой кислоты:

аконитоза лимонная кислота – Н2О цис-аконитовая кислота + Н2О изолимонная кислота Изолимонная кислота окисляется путм дегидрирования до щавелевоянтарной кислоты:

изолимонная к-та + НАДФ щавелевоянтарная к-та + НАДФ·Н2 От щавелевоянтарной кислоты отщепляется молекула СО2 ферментом декарбоксилазой и образуется -кетоглутаровая кислота:

– – –

Кетоглутаровая кислота подвергается окислительному декарбоксилированию и образуется янтарная кислота. В реакции участвует дегидрогеназа a-кетоглутаровой кислоты и КоА:

-кетоглутаровая к-та + Н2О + НАД янтарная к-та + СО2 + НАД·Н2 Янтарная кислота подвергается окислению до фумаровой кислоты. В реакции участвует ФАД:

янтарная кислота + ФАД фумаровая кислота + ФАД·Н2

Фумаровая кислота присоединяет воду и превращается в яблочную:

фумараза фумаровая кислота + Н2О яблочная кислота Яблочная кислота взаимодействует с НАД и окисляется до щавелевоуксусной кислоты:

яблочная кислота + НАД щавелевоуксусная кислота + НАД·Н2 На щавелевоуксусной кислоте цикл Кребса замыкается. Она вновь конденсируется с ацетил-КоА и дает начало лимонной кислоте (рис.).

Рис. Цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса)

Как видно из схемы, при одном обороте цикла образуется три молекулы СО 2, отщепляется пять пар водородных атомов, присоединяются четыре молекулы и отщепляется одна молекула воды. Биологический аспект аэробных превращений пировиноградной кислоты заключается в образование продуктов, способных к реакциям дегидрирования и декарбоксилирования, что в конечном счете обеспечивает распад исходных продуктов до воды и углекислого газа. Кроме этого, образуются промежуточные продукты, служащие материалом для образования аминокислот и кислот жирного ряда.