Sitrik Asit Döngüsü (Krebs Döngüsü)
Sitrik asit döngüsü, aynı zamanda Krebs döngüsü veya trikarboksilik asit döngüsü olarak da adlandırılmaktadır, oksidatif metabolizmanın merkezi mitokondriyal odağını oluşturmaktadır. Asetil-CoA'nın iki karbonlu asetil grubunu kabul etmekte, bunu tamamen karbondioksite oksitlemekte ve bu süreçte elektronları solunum zincirine aktaran NAD+ ve FAD koenzimlerini indirgemektedir.
Tanım
Sitrik asit döngüsü, asetil-CoA'nın asetil grubunun oksaloasetat ile yoğunlaştığı ve iki molekül CO2'ye oksitlendiği, döngüsel, sekiz reaksiyonlu mitokondriyal bir yoldur. Bu süreçte oksaloasetat yeniden oluşturulmakta, aynı zamanda indirgenmiş koenzimler (NADH ve FADH2) ve her döngüde bir yüksek enerjili fosfat üretilmektedir.
Kapsam
Bu madde, sitrat sentezinden oksaloasetat rejenerasyonuna kadar olan sekiz adımlı döngüsel diziyi, ürünlerini (indirgenmiş koenzimler, GTP/ATP ve CO2), hem enerji üretimi hem de biyosentezdeki ikili rolünü ve düzenlenmesini kapsamaktadır. Döngüyü biyokimyada metabolik bir konu olarak ele almakta, klinik bir rehberlik olarak değerlendirmemektedir.
Temel sorular
- Asetil-CoA'nın asetil grubu karbondioksite nasıl oksitlenmektedir?
- Döngünün bir turunun enerji verici ürünleri nelerdir?
- Döngü elektron taşıma zincirine nasıl bağlanmaktadır?
- Döngü hem katabolik hem de biyosentetik rolleri nasıl yerine getirmektedir?
Anahtar kavramlar
- Giriş molekülü olarak Asetil-CoA
- Sitrat oluşturmak üzere oksaloasetat ile yoğunlaşma
- CO2 salgılayan iki dekarboksilasyon adımı
- Her döngüde NADH, FADH2 ve GTP/ATP üretimi
- Oksaloasetatın yeniden oluşumu (döngüsel yapı)
- Katabolizma ve biyosentezde amfibolik işlev
- Ara ürünleri yenileyen anaplerotik reaksiyonlar
Mekanizmalar
Her döngü, asetil-CoA'nın iki karbonlu asetil grubunun dört karbonlu oksaloasetat ile yoğunlaşarak sitratı oluşturmasıyla başlamaktadır. Ardından bir dizi izomerizasyon, oksidasyon ve dekarboksilasyon reaksiyonu iki molekül CO2 salgılamakta, üç NAD+'yı NADH'ye ve bir FAD'ı FADH2'ye indirgemekte ve substrat düzeyinde fosforilasyon ile bir molekül GTP veya ATP üretmekte, bu sırada oksaloasetatı yeniden oluşturarak döngünün devam etmesini sağlamaktadır. İndirgenmiş koenzimler elektronlarını elektron taşıma zincirine taşımakta, burada ATP'nin büyük bir kısmı nihayetinde üretilmektedir. Oksidasyonun ötesinde, çeşitli döngü ara ürünleri biyosentez için çekilmektedir; anaplerotik reaksiyonlar bu ara ürünleri yenilemekte, böylece döngü dönmeye devam etmekte ve ona amfibolik bir karakter kazandırmaktadır.
Klinik önem
Döngü, karbonhidrat, yağ ve amino asit metabolizmasının kesişim noktasında yer alması nedeniyle, enzimlerindeki veya ara ürünlerinin tedarikindeki bozukluklar geniş metabolik sonuçlara yol açabilmektedir ve belirli döngü enzimlerindeki mutasyonlar hastalıklarla ilişkilendirilmektedir. Bu madde biyokimyayı açıklamaktadır ve bireysel tanı veya tedavi için bir temel oluşturmamaktadır.
Tarihçe
Hans Krebs, dokulardaki organik asitlerin oksidasyonu hakkındaki önceki gözlemlerden ve Albert Szent-Györgyi'nin solunum katalizörleri üzerine yaptığı çalışmalardan yola çıkarak, 1937'de döngüsel yolu formüle etmiş, asetil birimlerinin oksidasyonunun trikarboksilik ve dikarboksilik asitlerin kendi kendini yenileyen bir dizisi aracılığıyla ilerlediğini göstermiştir. Fritz Lipmann tarafından koenzim A'nın keşfi daha sonra asetil gruplarının döngüye nasıl girdiğini açıklığa kavuşturmuş ve bu yol metabolik biyokimyanın temel taşlarından biri haline gelmiştir.
Öne çıkan isimler
- Hans Krebs
- Albert Szent-Györgyi
- Fritz Lipmann
İlgili konular
Temel eserler
- krebs-1937
Sıkça sorulan sorular
- Sitrik asit döngüsü neden bir döngü olarak adlandırılmaktadır?
- Çünkü son reaksiyonu, diziyi başlatan molekül olan oksaloasetatı yeniden oluşturmaktadır; yol, her dönüşte başlangıç noktasına geri dönmekte, böylece küçük bir ara ürün havuzu birçok asetil grubunu işleyebilmektedir.
- Sitrik asit döngüsü hücrenin ATP'sinin çoğunu doğrudan üretmekte midir?
- Hayır. Her döngü doğrudan yalnızca bir molekül GTP veya ATP üretmektedir; döngünün ana enerji katkısı, elektron taşıma zincirinde ATP üretiminin büyük kısmını sağlayan indirgenmiş koenzimler NADH ve FADH2'dir.