साइट्रिक एसिड चक्र (क्रेब्स चक्र)

साइट्रिक एसिड चक्र, जिसे क्रेब्स चक्र या ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र भी कहा जाता है, ऑक्सीडेटिव चयापचय का केंद्रीय माइटोकॉन्ड्रियल केंद्र है। यह एसिटाइल-कोए (acetyl-CoA) के दो-कार्बन एसिटाइल समूह को स्वीकार करता है, इसे पूरी तरह से कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत करता है, और ऐसा करने में कोएंजाइम NAD+ और FAD को कम करता है जो श्वसन श्रृंखला में इलेक्ट्रॉनों को भेजते हैं।

Definition

साइट्रिक एसिड चक्र चक्रीय, आठ-प्रतिक्रिया वाला माइटोकॉन्ड्रियल मार्ग है जिसमें एसिटाइल-कोए का एसिटाइल समूह ऑक्सैलोएसिटेट के साथ संघनित होता है और CO2 के दो अणुओं में ऑक्सीकृत होता है, जिससे ऑक्सैलोएसिटेट का पुनर्जनन होता है जबकि कम किए गए कोएंजाइम (NADH और FADH2) और प्रति मोड़ एक उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट का उत्पादन होता है।

Scope

यह प्रविष्टि साइट्रेट संश्लेषण से ऑक्सैलोएसिटेट पुनर्जनन तक आठ-चरणीय चक्रीय अनुक्रम, इसके उत्पादों (कम किए गए कोएंजाइम, जीटीपी/एटीपी, और CO2), ऊर्जा उत्पादन और जैवसंश्लेषण दोनों में इसकी दोहरी भूमिका, और इसके विनियमन को शामिल करती है। यह चक्र को जैव रसायन में एक चयापचय विषय के रूप में मानता है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन के रूप में।

Core questions

• एसिटाइल-कोए का एसिटाइल समूह कार्बन डाइऑक्साइड में कैसे ऑक्सीकृत होता है?
• चक्र के एक मोड़ के ऊर्जा-उत्पादक उत्पाद क्या हैं?
• चक्र इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला से कैसे जुड़ता है?
• चक्र कैटाबॉलिक और जैवसंश्लेषक दोनों भूमिकाओं को कैसे पूरा करता है?

Key concepts

• प्रवेश अणु के रूप में एसिटाइल-कोए
• साइट्रेट बनाने के लिए ऑक्सैलोएसिटेट के साथ संघनन
• CO2 जारी करने वाले दो डीकार्बोक्सिलेशन चरण
• प्रति मोड़ NADH, FADH2, और GTP/ATP का उत्पादन
• ऑक्सैलोएसिटेट का पुनर्जनन (चक्रीय प्रकृति)
• अपचय और जैवसंश्लेषण में एम्फिबोलिक कार्य
• मध्यवर्ती को फिर से भरने वाली एनाप्लेरोटिक प्रतिक्रियाएं

Mechanisms

प्रत्येक मोड़ तब शुरू होता है जब एसिटाइल-कोए का दो-कार्बन एसिटाइल समूह चार-कार्बन ऑक्सैलोएसिटेट के साथ संघनित होकर साइट्रेट बनाता है। आइसोमेराइजेशन, ऑक्सीकरण और डीकार्बोक्सिलेशन प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला तब CO2 के दो अणुओं को छोड़ती है, तीन NAD+ को NADH में और एक FAD को FADH2 में कम करती है, और सब्सट्रेट-स्तर फॉस्फोराइलेशन द्वारा GTP या ATP का एक अणु उत्पन्न करती है, जबकि ऑक्सैलोएसिटेट का पुनर्जनन करती है ताकि चक्र जारी रह सके। कम किए गए कोएंजाइम अपने इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला तक ले जाते हैं, जहाँ अधिकांश एटीपी अंततः बनता है। ऑक्सीकरण के अलावा, जैवसंश्लेषण के लिए कई चक्र मध्यवर्ती निकाले जाते हैं; एनाप्लेरोटिक प्रतिक्रियाएं इन मध्यवर्ती को फिर से भरती हैं ताकि चक्र चलता रहे, जिससे इसे एक एम्फिबोलिक चरित्र मिलता है।

Clinical relevance

चूंकि यह चक्र कार्बोहाइड्रेट, वसा और अमीनो-एसिड चयापचय के चौराहे पर स्थित है, इसके एंजाइमों में या इसके मध्यवर्ती की आपूर्ति में गड़बड़ी के व्यापक चयापचय परिणाम हो सकते हैं, और कुछ चक्र एंजाइमों में उत्परिवर्तन रोग से जुड़े होते हैं। यह प्रविष्टि जैव रसायन की व्याख्या करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार नहीं है।

History

हंस क्रेब्स ने, ऊतक में कार्बनिक अम्लों के ऑक्सीकरण और अल्बर्ट स्ज़ेंट-ग्योर्गी के श्वसन उत्प्रेरकों पर किए गए कार्य के बारे में पहले के अवलोकनों के आधार पर, 1937 में चक्रीय मार्ग तैयार किया, यह प्रदर्शित करते हुए कि एसिटाइल इकाइयों का ऑक्सीकरण ट्राइकार्बोक्सिलिक और डाइकार्बोक्सिलिक अम्लों के एक स्व-पुनर्जनन अनुक्रम के माध्यम से आगे बढ़ता है। फ्रिट्ज लिपमैन द्वारा कोएंजाइम ए की खोज ने बाद में स्पष्ट किया कि एसिटाइल समूह चक्र में कैसे प्रवेश करते हैं, और यह मार्ग चयापचय जैव रसायन की आधारशिला बन गया।

Key figures

• Hans Krebs
• Albert Szent-Györgyi
• Fritz Lipmann

Seminal works

• krebs-1937

Frequently asked questions

साइट्रिक एसिड चक्र को चक्र क्यों कहा जाता है?

क्योंकि इसकी अंतिम प्रतिक्रिया ऑक्सैलोएसिटेट को पुनर्जीवित करती है, वह अणु जो अनुक्रम शुरू करता है; मार्ग प्रत्येक मोड़ के साथ अपने शुरुआती बिंदु पर लौटता है, इसलिए मध्यवर्ती का एक छोटा पूल कई एसिटाइल समूहों को संसाधित कर सकता है।

क्या साइट्रिक एसिड चक्र सीधे कोशिका के अधिकांश एटीपी बनाता है?

नहीं। प्रत्येक मोड़ सीधे जीटीपी या एटीपी का केवल एक अणु बनाता है; चक्र का मुख्य ऊर्जावान योगदान कम किए गए कोएंजाइम NADH और FADH2 हैं, जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में एटीपी उत्पादन का बड़ा हिस्सा चलाते हैं।