Đường phân và Chu trình Axit Citric

Đường phân và chu trình axit citric là các con đường dị hóa trung tâm oxy hóa carbon có nguồn gốc từ glucose, thu năng lượng dưới dạng ATP và các chất mang điện tử khử.

Definition

Đường phân là con đường trong bào tương chuyển đổi một glucose thành hai pyruvate với sản xuất ròng ATP và NADH; chu trình axit citric là con đường trong ty thể oxy hóa nhóm acetyl của acetyl-CoA thành carbon dioxide, tạo ra NADH, FADH2 và GTP.

Scope

Chủ đề này bao gồm mười phản ứng của quá trình đường phân từ glucose đến pyruvate, quá trình khử carboxyl oxy hóa pyruvate thành acetyl-CoA, và tám phản ứng của chu trình axit citric, bao gồm năng suất năng lượng ròng, các bước điều hòa chính, và vai trò của chúng như các con đường vừa tạo năng lượng vừa cung cấp tiền chất sinh tổng hợp.

Core questions

• Các giai đoạn đầu tư năng lượng và thu hồi năng lượng của quá trình đường phân là gì?
• Pyruvate được liên kết với chu trình axit citric như thế nào?
• Các sản phẩm ròng của một vòng chu trình axit citric là gì?
• Những bước nào được điều hòa và tại sao?

Key theories

Chu trình axit citric

Krebs đã suy luận ra một chuỗi phản ứng tuần hoàn tái tạo oxaloacetate trong khi oxy hóa các đơn vị acetyl, giải thích cách các tế bào oxy hóa hoàn toàn các nhiên liệu carbon và khử các chất mang điện tử để tổng hợp ATP ở hạ nguồn.

Mechanisms

Trong quá trình đường phân, glucose được phosphoryl hóa và phân tách thành hai đơn vị ba carbon được oxy hóa và khử phosphoryl thành pyruvate, tạo ra ròng hai ATP và hai NADH bằng cách phosphoryl hóa ở mức cơ chất. Pyruvate dehydrogenase chuyển đổi pyruvate thành acetyl-CoA. Trong chu trình axit citric, acetyl-CoA ngưng tụ với oxaloacetate; các quá trình oxy hóa và khử carboxyl liên tiếp giải phóng hai phân tử carbon dioxide và tạo ra ba NADH, một FADH2 và một GTP mỗi vòng trong khi tái tạo oxaloacetate.

Clinical relevance

Các con đường này là những ví dụ điển hình về mạng lưới phản ứng trao đổi chất được nghiên cứu trong hóa học và kỹ thuật trao đổi chất; các chất trung gian của chúng cũng cung cấp cho quá trình sinh tổng hợp. Cách trình bày mang tính mô tả và không mang tính kê đơn.

History

Quá trình đường phân được Embden, Meyerhof và Parnas làm sáng tỏ vào những năm 1930, theo tên của họ mà con đường này đôi khi được gọi; Krebs đã công bố chu trình axit citric vào năm 1937, hoàn thiện bức tranh về cách các nhiên liệu được oxy hóa thành carbon dioxide với sự bảo tồn năng lượng trong các yếu tố đồng yếu tố khử.

Key figures

• Hans Krebs
• Gustav Embden
• Otto Meyerhof
• Jakub Karol Parnas

Seminal works

• krebs1937
• nelson2021

Frequently asked questions

Quá trình đường phân có cần oxy không?

Không; bản thân quá trình đường phân là kỵ khí, tạo ra pyruvate, ATP và NADH mà không cần oxy, mặc dù số phận của pyruvate và quá trình oxy hóa lại NADH phụ thuộc vào việc có oxy hay không.

Tại sao chu trình axit citric được gọi là một chu trình?

Vì phản ứng cuối cùng của nó tái tạo phân tử oxaloacetate ban đầu, cho phép con đường này chấp nhận một nhóm acetyl khác và diễn ra liên tục.