Кребс циклі

Тағамның негізгі компоненттері өздерінің құрылымындағы химиялық энергияны митохондрияның тыныс алу тізбегіндегі ферменттерге сутегі атомын бере алатын субстраттардың түзілуіне әкелетін катоболитикалық реакцияларда бөліп шығарады. Катоболитикалық процесстерді 2 кезеңге бөлуге болады: Катоболизмнің өзгешелік жолдары – ол әртүрлі қосылыстар(белоктар, майлар, көмірсулар) үшін әртүрлі болады. Катоболизмнің жалпы жолдары-әртүрлі заттар үшін катоболизмнің ортақ жолдары, ол өзгешелік жолдардың жалғасы болып табылады.

Катоболизмнің өзгешелік жолдарына асқазан-ішек жолдарында немесе тканьдерде өтетін белоктар, көмірсулар, липидтердің гидролиз реакциялары, клеткаларда өтетін спирттердің, май қышқылдарының, аминқышқылдарының, моносахаридтердің ыдырау реакциялары жатады. Мұның бәрі ең соңында пирожүзім қышқылының немесе ацетил-KoA түріндегі ацетильді радикалдың түзілуімен аяқталады. Пирожүзім қышқылы(пируват) мен ацетил-КоА катоболизмнің жалпы жолына еніп, су және көмірқышқыл газына ыдырау арқылы митохондрияларға АТФ синтезіне қажетті энергияны жеткізуші метоболиттер болып табылады. Катоболизмнің жалпы жолдарына мынандай метоболитикалық процестер жатады: Пирожүзім қышқылының тотығу декарбоксильденуі Үшкарбонды Кребс циклінде ацетил-КоА-ң айналуы

Пирожүзім қышқылының тотығып декарбоксильденуі Пируваттың тотығып декарбоксильденуі матрикс жағынан митохондриялардың ішкі мембранасында шоғырланған мультиэнзимді пируват-дегидрогеназды комплекспен катализденеді. Пируват-дегидрогеназды комплекс(пирожүзім қышқылының тотықтырушы декарбоксилазасы) 3 ферменттен(E1, E2, E3) және 5 коферменттен тұрады: Е1-пируват декарбаксилаза, коферменті ТПФ(тиамин пирофосфат) Е2-дигидро-липоил-трансацетилаза, коферменті липой қышқылы және кофакторы Е3-дигидролипоил-дегидрогеназа, коферменті ФАД және кофакторы Пируват бұл комплекске матрикстен келіп түседі және пируваттың тотығып декарбоксильденуінің өнімдері-ацетил КоА, СО2 осында шығарады.

Лимон қышқылының циклі(үшкарбонды қышқылдар циклі) Цитратты немесе үшкарбонды қышқылдар циклінде митохондрияның тыныс алу тізбегінде тіккелей тотығуға қажетті әртүрлі субстраттардың түзілуі жүреді. Бұл процесстерді алғаш Альберт Сент-Дьерди зерттей бастаған, ал Ганс Кребс ол зерттеулерді тереңдетіп, оны лимон қышқылының циклі ретінде көрсетіп, 1953 жылы Нобель сыйлығына ие болған. Бұл процесс кезінде ацетил-КоА-ның тотығуы жүреді, ол пируваттың, май қышқылдарының, глицериннің, аминқышқылдарының және т.б. Тотығу кезінде түзіледі.

Сент-Дьерди-Кребстің үшкарбонды қышқылдар циклында сәйкес дегидрогеназалармен субстраттардың дегидрирленуінің 4 реакциясы орын алады: Изоцитратдегидрогеназа, коферменті НАД Альфа-кетоглутаратдегидрогеназа, кофакторы НАД сукцинатдегидрогеназа, коферменті ФАД Малатдегидрогеназа, коферменті НАД Бұл жағдайда НАД-тың үш молекуласы мен ФАД-тың бір молекуласының тотықсыздануы жүреді, олар митохондриалды тыныс алу тізбегіне протондар мен электрондарды тасымалдайды, ал энергия-тотығу фосфорильдену реакциясында АТФ-тың 11 молекуласының синтезі үшін пайдаланылады.