Principles of Biochemistry / Krebs cycle or Citric acid cycle
Citraatsynthaseedit
het enzym citraatsynthase (E. C. 2.3.3.1 ) komt voor in bijna alle levende cellen en staat als een snelmakend enzym in de eerste stap van de citroenzuurcyclus (of Krebs-Cyclus). Het citraatsynthase wordt gelokaliseerd binnen eukaryotic cellen in de mitochondrial matrijs, maar door nucleair DNA eerder dan mitochondrial gecodeerd. Het wordt samengesteld gebruikend cytoplasmic ribosomen, dan vervoerd in de mitochondrial matrijs. Citraatsynthase wordt algemeen gebruikt als kwantitatieve enzymteller voor de aanwezigheid van intacte mitochondria.Citraatsynthase katalyseert de condensatiereactie van het twee-koolstofacetaatresidu van acetylcoenzyme A en een molecuul van vier-koolstofoxaloacetaat om het zes-koolstofcitraat te vormen.Oxaloacetaat zal worden geregenereerd na de voltooiing van een ronde van de Krebs Cyclus.
-
Oxaalazijnzuur zuur
-
Citroenzuur
acetyl-CoA + oxaloacetaat + H2O → citrate + CoA-SH
Oxaalacetaat is de eerste substraat binden aan het enzym. Dit veroorzaakt het enzym om zijn bouw te veranderen, en leidt tot een bindende plaats voor acetyl-CoA. Slechts wanneer dit citroyl-CoA heeft gevormd zal een andere conformational verandering thioester hydrolyse veroorzaken en coenzyme A. vrijgeven Dit zorgt ervoor dat de energie die vrijkomt uit de thioesterbinding de condensatie aandrijft.
AconitaseEdit
Aconitase (aconitate hydratase; EC 4.2.1.3) is een enzym dat de stereo-specifieke isomerisatie van citraat aan isocitraat via cis-aconitate in de tricarbonzuurcyclus, een niet-redox-actief proces katalyseert.
ISOCITRAAT dehydrogenaseEdit
Isocitraat dehydrogenase (EC 1.1.1.42) en (EC 1.1.1.41), ook bekend als IDH, is een enzym dat deelneemt aan de citroenzuurcyclus. Het katalyseert de derde stap van de cyclus: de oxidatieve decarboxylatie van isocitraat, die alfa-ketoglutaraat (α-ketoglutaraat) en CO2 produceert terwijl NAD+ in NADH wordt omgezet. Dit is een proces in twee stappen, dat oxidatie van isocitraat (een secundaire alcohol) aan oxalosuccinaat (een keton) impliceert, gevolgd door decarboxylation van carboxylgroep bèta aan het keton, die alfa-ketoglutarate vormen. Een andere isoform van het enzym katalyseert de zelfde reactie, nochtans is deze reactie niet verwant aan de citroenzuurcyclus, wordt uitgevoerd in cytosol evenals mitochondrion en peroxisome en gebruikt NADP+ als cofactor in plaats van NAD+.
binnen de citroenzuurcyclus ondergaat isocitraat, geproduceerd door de isomerisatie van citraat, zowel oxidatie als decarboxylering. Gebruikend het enzym Isocitrate Dehydrogenase( IDH), wordt isocitrate gehouden binnen zijn actieve plaats door arginine, tyrosine, asparagine, serine, threonine, en asparaginezuur aminozuren te omringen. De eerste doos toont de totale isocitraatdehydrogenase reactie. De reagentia die nodig zijn voor dit enzymmechanisme om te werken zijn isocitraat, NAD+/NADP+, en Mn2+ of Mg2+. De producten van de reactie zijn alfa-ketoglutaraat, kooldioxide, en NADH + H+/NADPH + H+. Watermoleculen worden gebruikt om de oxygenen (O3) van isocitraat te helpen deprotoneren.Het tweede vak is Stap 1, dat is de oxidatie van de Alfa-C (C # 2).Oxidatie is de eerste stap waar isocitraat doorheen gaat. In dit proces wordt de alcoholgroep van de Alfa-koolstof (C#2) gedeprotoneerd en stromen de elektronen naar de Alfa-C die een ketongroep vormen en een hydride van C#2 verwijderen gebruikend NAD+/NADP+ als elektron die cofactor accepteren. De oxidatie van de Alfa-C zorgt voor een positie waar elektronen (in de volgende stap) uit de carboxylgroep naar beneden komen en de elektronen (waardoor de dubbel gebonden zuurstof) terug op de zuurstof duwen of een nabijgelegen proton van een nabijgelegen lysine aminozuur grijpen.Het derde vak is Stap 2, dat is de decarboxylatie van oxalosuccinaat. In deze stap, wordt de carboxylgroep zuurstof gedeprotoneerd door een nabijgelegen tyrosine aminozuur en die elektronen stromen neer aan koolstof 2. Koolstofdioxide verlaat de bètacoolstof van isocitraat als een verlatingsgroep waarbij de elektronen naar de ketonzuurstof van Alfa-C stromen en een negatieve lading op de zuurstof van Alfa-C plaatsen en een alfa-beta onverzadigde dubbele binding vormen tussen koolstof 2 en 3. Het eenzame paar op de Alfa-C zuurstof pikt een proton op van een nabijgelegen lysine aminozuur.Het vierde vak is Stap 3, dat is de verzadiging van de Alfa-beta onverzadigde dubbele binding tussen koolstof 2 en 3. In deze stap van de reactie, deprotoneert Lysine de zuurstof van de alpha koolstof en het eenzame paar elektronen op de zuurstof van de alpha koolstof komt neer het hervormen van de keton dubbele band en het duwen van het eenzame paar (die de dubbele band tussen de alpha en beta koolstof vormen) weg, het oppakken van een proton van het nabijgelegen tyrosine aminozuur. Deze reactie resulteert in de vorming van alpha — ketoglutarate, NADH + H+/NADPH + H+, en CO2.
α-ketoglutaraat dehydrogenaseEdit
het oxoglutaraat dehydrogenasecomplex (OGDC) of α-ketoglutaraat dehydrogenasecomplex is een enzymcomplex, dat het meest bekend staat om zijn rol in de citroenzuurcyclus.De reactie die door dit enzym in de citroenzuurcyclus wordt gekatalyseerd is:
α-ketoglutaraat + NAD + + CoA → Succinyl CoA + CO2 + NADH
deze reactie verloopt in drie stappen: decarboxylatie van α-ketoglutaraat,reductie van NAD+ tot NADH,en daaropvolgende overdracht naar COA, dat het eindproduct succinyl CoA vormt.ΔG° ‘ voor deze reactie is -7,2 kcal mol-1. De energie die nodig is voor deze oxidatie wordt behouden in de vorming van een thioesterbinding van succinyl CoA.
Succinylco-enzym A synthetaseEdit
Succinylco-enzym A synthetase (succinaatthiokinase) katalyseert de vorming van succinaat en co-enzym-A, een 4-koolstofmetaboliet, uit succinyl-CoA.Succinyl-CoA synthetase katalyseert een omkeerbare stap in de citroenzuurcyclus, die de substraat-niveau fosforylatie van het BBP impliceert.
Succinaatdehydrogenaseedit
Succinaatdehydrogenase of succinaat-coenzym Q reductase (Sqr) of Complex II is een enzymcomplex, gebonden aan het binnenste mitochondriale membraan van zoogdiermitochondriën en vele bacteriële cellen. Het is het enige enzym dat deelneemt aan zowel de citroenzuurcyclus als de elektronentransportketen.
in Stap 8 van de citroenzuurcyclus katalyseert SQR de oxidatie van succinaat tot fumaraat met de reductie van ubiquinon tot ubiquinol. Dit komt in het binnenste mitochondrial membraan voor door de twee reacties samen te koppelen.
FumaraseEdit
Fumarase (of fumaraathydratase) is een enzym dat de reversibele hydratatie/dehydratie van fumaraat katalyseert tot S-malaat. Fumarase komt in twee vormen: mitochondriaal en cytosolisch. Het mitochondriale iso-enzym is betrokken bij de Krebs-Cyclus (ook bekend als de citroenzuurcyclus), en het cytosolic iso-enzym is betrokken bij het metabolisme van aminozuren en fumaraat. De subcellulaire localisatie wordt gevestigd door de aanwezigheid van een signaalopeenvolging op het aminoeind in de mitochondrial vorm, terwijl de subcellulaire localisatie in de cytosolic vorm door de afwezigheid van de signaalopeenvolging wordt gevestigd die in de mitochondrial verscheidenheid wordt gevonden.Dit enzym neemt deel aan twee andere metabole routes: reductieve carboxylatiecyclus (CO2-fixatie) en ook in niercelcarcinoom.
Malaatdehydrogenasedit
Malaatdehydrogenase (EC 1.1.1.37) (MDH) is een enzym in de citroenzuurcyclus dat de omzetting van malaat in oxaloacetaat katalyseert (met NAD+) en vice versa (dit is een omkeerbare reactie). Malaatdehydrogenase moet niet worden verward met appelzuurenzym, dat de omzetting van malaat in pyruvaat katalyseert, die NADPH produceert.Malaatdehydrogenase is ook betrokken bij gluconeogenese, de synthese van glucose uit kleinere molecules. Pyruvate in mitochondria wordt in werking gesteld door pyruvate carboxylase om oxaloacetate, een citroenzuurcyclus tussenpersoon te vormen. Om het oxaloacetaat uit de mitochondriën te krijgen, vermindert malaatdehydrogenase het tot malaat, en het doorkruist dan het binnenste mitochondriale membraan. Eenmaal in cytosol, wordt het malaat geoxideerd terug naar oxaloacetaat door cytosolic malate dehydrogenase. Tot slot zet phosphoenol-pyruvate carboxy kinase (PEPCK) oxaloacetate in phosphoenolpyruvate om.
