2. SZENT-GYÖRGYI – KREBS CIKLUS (citrát-kör) LÉNYEGE: Az acetilcsoportok elégetése CO2 és redukált koenzimek (NADH+H+, FADH2) képződése közben, miközben némi energia is felszabadul és elraktározódik egy ATP (vagy GTP) formájában. Az égéstermékek tehát egyelőre CO2 és NADH+H+ (és FADH2). FUNKCIÓJA: A terminális oxidáció számára e--donor: NADH+H+ és FADH2 előállítása, ill. kiindulási vegyületek biztosítása különböző felépítő folyamatokhoz. (Nagy anyagelosztó központ!) HELYE: A mitokondrium mátrixa ! A továbbiakban a mitokondrium, a sejt „erőműve” végzi a lebontás folyamatait. Tartalomhoz

i szukcinil-KoA piroszőlősav + NAD+  NADH+H+ + KoA acetil-KoA információért kattints a reakció melletti számra A négy szénatomos (C4) oxálecetsavhoz hozzáépül az acetilcsoport (C2), és létre jön a citromsav (C6). Erről kapta nevét a körfolyamat. (Katalizáló enzim: citrát szintetáz) piroszőlősav + NAD+  NADH+H+ + KoA Az oxidációs reakciók előkészítéseként átrendeződések mennek végbe a molekulán. Katalizáló enzim: akonitáz) acetil-KoA 1 almasav dehidrogenáz akonitáz citrát szintetáz 9 oxálecetsav 2 citromsav A kötésátrendeződések következtében felszabadult energiát a szukcinát (borostyánkősav) és a KoA molekula nagy energiájú kötése raktározza. Ez ATP előállítására fordítható ADP és inorganikus foszfát felhasználásával (növényekben. Állatokban GTP). Ez a citrát-kör energianyewresége. (Körönként egy, kiindulási glükózonként 2 ATP). Termék: borostyánkősav (szukcinát) (Katalizáló enzim: szukcinil-KoA szintetáz) (Katalizáló enzim: akonitáz; ugyanaz, mint az előző lépésben) almasav fumaráz cisz-akonitsav 8 3 Egy szénatom CO2 formájában távozik, mint égéstermék. Oxidációs reakció ez, melyben az elektron-akceptor (oxidálószer) NAD+ koenzim. A termék α-ketoglutársav (C5). (Katalizáló enzim: izocitrát dehidrogenáz ) Vízfelvétel történik, és almasav (C4) jön létre. (Katalizáló enzim: fumaráz) A molekula további oxidációjával újabb redukált koenzim (FADH2) , és fumársav (C4) jön létre. (Katalizáló enzim: szukcinát dehidrogenáz) Az utolsó oxidációs lépéssel visszaalakul az oxálecetsav (C4) és redukált koenzim (NADH+H+) is képződik. (Katalizáló enzim: almasav dehidrogenáz) Itt valójában nem lép be víz, mert a glikolízis 7. reakciójához hasonlóan a szervetlen foszfát egyik oxigénje marad a –COOH csoport része. Mégis, az így keletkező ATP hidrolízisekor egy (vagyis glükózonként két) molekula víz el fog használódni előbb-utóbb, így „pótlódik” a szervetlen foszfát borostyánkősavon hagyott oxigénje. A végső anyagmérlegből is átható lesz, hogy a terminális oxidációban keletkező vízmolekulák mindegyikével csak úgy tudunk elszámolni, ha a citrát-körben körönként 3 H2O felhasználódásával számolunk, holott szigorúan véve csak 2 molekula víz vesz részt a reakciókban. fumársav α-ketoglutarát dehidrogenáz izocitromsav Egy másik karbocilcsoport szénatomja és két oxigénje is eltávozik CO2 formájában. A termék szukcinil (C4)-KoA Ezzel el is távozott a beérkezett acetilcsoport 2 C-atomjának megfelelő szénmennyiség. (Katalizáló enzim: α-ketoglutarát dehidrogenáz) izocitrát dehidrogenáz szukcinil-KoA szintetáz 4 7 szukcinát dehidrogenáz 6 5 borostyánkősav Pi α-ketoglutársav i (+H 2O) szukcinil-KoA Tartalomhoz

energiamérlege 1 glükózra: 2 Ac-KoA + 6 H2O + 6 NAD++ FAD + 2ADP + 2Pi A citrát-kör anyag- és energiamérlege 1 glükózra: 2 Ac-KoA + 6 H2O + 6 NAD++ FAD + 2ADP + 2Pi oxálecetsav citromsav izocitromsav 4 CO2 + 2KoA + 6NADH+H+ + 2FADH2 + 2ATP almasav α-ketoglutársav borostyánkősav fumársav Szukcinil-KoA Tartalomhoz

Az animáció a funkciógombra kattintva átugorható. Az alábbi animáció megmutatja, hogy bár nem pont azok a szénatomok távoznak el a citrát-ciklus egy körében, mint amelyek a kör elején beléptek az acetilcsoporttal, azért előbb utóbb minden szénatomra sor kerül. (Már persze ha a felépítő anyagcsere nem vonja el valamelyik molekulát.) Az animáció a funkciógombra kattintva átugorható. Tartalomhoz

! ! ! !! ! !!! ! ! acetil-KoA oxálecetsav citromsav almasav Az acetil-KoenzimA-val érzekő, kékkel jelölt szénatomok sorsát követjük az animációval a citrát-körben. acetil-KoA Az animáció átugrása oxálecetsav citromsav almasav cisz-akonitsav fumársav izocitromsav Az acetilcsoport csatlakozásától számított 4. körben tehát távozik a második szénatom is. De a lényeges az, hogy minden körben összesen 2 szénatom csatlakozik, és ennyi is távozik, miközben. ! ! ! !! borostyánkősav ! !!! ! ! α-ketoglutársav szukcinil-KoA Tartalomhoz

Tartalomhoz