úvod
Glykolýza rozloží glukózu len na pyruvát a väčšina energie v ňom ešte zostáva. S kyslíkom pyruvát vstúpi do mitochondrie, kde ho čaká Krebsov cyklus, nazývaný aj citrátový cyklus alebo cyklus kyseliny citrónovej. Opísal ho v roku 1937 Hans Krebs a dostal zaň Nobelovu cenu.
teória
Príprava: pyruvát na acetyl-CoA
Najprv sa z pyruvátu (C₃) odštiepi oxid uhličitý a zvyšný acetyl (C₂) sa naviaže na koenzým A:
pyruvát + NAD⁺ + CoA → acetyl-CoA + CO₂ + NADH
Acetyl-CoA vzniká aj z mastných kyselín a mnohých aminokyselín. Preto sa v Krebsovom cykle stretávajú všetky živiny.
teória
Kolo ôsmich krokov
- Acetyl-CoA (C₂) sa spojí s oxalacetátom (C₄) na citrát (C₆).
- Citrát sa prestaví na izocitrát.
- Izocitrát stratí CO₂ a vznikne α-ketoglutarát (C₅) a NADH.
- α-Ketoglutarát stratí ďalší CO₂, vznikne sukcinyl-CoA (C₄) a NADH.
- Zo sukcinyl-CoA vznikne sukcinát a GTP, ktoré sa ľahko zmení na ATP.
- Sukcinát sa oxiduje na fumarát, vznikne FADH₂.
- Fumarát pridá vodu a zmení sa na malát.
- Malát sa oxiduje na oxalacetát, vznikne NADH. Kruh sa uzavrel.
vyskúšaj si
Citrátový cyklus
Krok 1 z 8: acetyl-CoA + oxalacetát → citrát. Enzým: citrátsyntáza. Čo sa pri tomto kroku deje?
0 / 0Kde prebieha Krebsov cyklus?
0 / 0teória
Účet
| Na 1 acetyl-CoA | Na 1 glukózu | |
|---|---|---|
| NADH | 3 | 6 |
| FADH₂ | 1 | 2 |
| GTP (ATP) | 1 | 2 |
| CO₂ | 2 | 4 |
Spolu s prípravným krokom tak všetkých 6 uhlíkov glukózy odíde ako CO₂. Energia však neodišla s ním, je uložená v NADH a FADH₂, ktoré ju odovzdajú dýchaciemu reťazcu.
Zapamätaj si: Krebsov cyklus prebieha v mitochondrii. Spracúva acetyl-CoA vzniknutý z glukózy, tukov aj bielkovín. Uhlík z neho odchádza ako oxid uhličitý, ktorý vydýchame. Energia sa uloží do prenášačov NADH a FADH₂ a z nich v ďalšom kroku vznikne väčšina ATP.
Prečo cyklus
Oxalacetát sa na konci každej otáčky obnoví. Malé množstvo oxalacetátu tak spracuje obrovské množstvo acetyl-CoA, podobne ako katalyzátor. Keď však bunka oxalacetát odčerpá na iné účely, napríklad na tvorbu glukózy pri hladovaní, cyklus sa spomalí a acetyl-CoA sa hromadí. Z neho potom pečeň tvorí ketolátky.
Regulácia
Cyklus sa riadi podľa potreby energie. Brzdí ho veľa NADH a ATP, zrýchľuje ho ADP a vápenaté ióny, ktorých pribudne pri sťahu svalov. Hlavnými regulačnými enzýmami sú citrátsyntáza, izocitrátdehydrogenáza a α-ketoglutarátdehydrogenáza.
Cyklus aj pre syntézy
Z medziproduktov cyklu bunka stavia iné látky: z α-ketoglutarátu a oxalacetátu aminokyseliny, zo sukcinyl-CoA hém pre hemoglobín, z citrátu mastné kyseliny. Cyklus je tak katabolický aj anabolický zároveň, hovorí sa mu amfibolický.
rozšírenie Kyselina citrónová z plesne
Citrát je anión kyseliny citrónovej, ktorú poznáme z citrónov. Priemyselne sa ale nevyrába z ovocia. Pleseň Aspergillus niger sa pestuje v sladkom roztoku a v podmienkach, ktoré zabrzdia jej Krebsov cyklus za citrátom, ho vylučuje do roztoku. Takto sa ročne vyrobia milióny ton kyseliny citrónovej do nápojov, cukríkov a čistiacich prostriedkov.
teória
Časté chyby
- „Do Krebsovho cyklu vstupuje glukóza.“ Vstupuje acetyl-CoA. Glukóza sa najprv rozloží glykolýzou.
- „Krebsov cyklus tvorí najviac ATP.“ Priamo tvorí len 1 GTP na otáčku. Väčšina ATP vznikne až v dýchacom reťazci.
- „Krebsov cyklus spotrebúva kyslík.“ Kyslík priamo nespotrebúva, ale bez dýchacieho reťazca by mu chýbalo NAD⁺.
- „Oxalacetát sa v cykle spotrebuje.“ Na konci každej otáčky sa obnoví.
Kam NADH a FADH₂ odnesú svoje elektróny, ukáže lekcia Dýchací reťazec a oxidačná fosforylácia.