Реакции цикла Кребса

Конечным продуктом р-окисления жирных кислот в мито­хондриях является ацетилкофермент А. Полное окисление его ацетильного остатка до С0₂ и Н₂0 осуществляется другим мультиферментным ансамблем, обеспечивающим протекание серии реакций, которая называется циклом Кребса. За открытие этого цикла Г. Кребс стал в 1953 г. лауреатом Нобелевской премии. Цикл Кребса также называют циклом лимонной кислоты или циклом ди- и трикарбоновых кислот.

Мультиферментный ансамбль цикла Кребса, так же как ан­самбли ферментов р-окисления жирных кислот, электронотранс портной цепи (ЭТЦ) и синтеза АТФ, расположен на внутренней мембране митохондрий. Все указанные ансамбли ферментов со­пряжены друг с другом не только за счет единой мембраны, но и благодаря тому, что возникающие продукты одного ансамбля необходимы для деятельности других.

Заключительный этап окисления ацетильного фрагмента ацетилкофермента А до СО2 и Н2О начинается с конденсации ацетилкофермента А с оксалоацетатом, т. е. анионом щавелево-уксусной кислоты (рис. 19.2). Участвующие в цикле ди- и трикарбоновые кислоты в митохондриях находятся в виде анионов (рН = 6-7), поэтому все реакции цикла Кребса даны для ани­онных форм.

Образовавшийся оксалоацетат опять вступает в реакцию (I стадия) с новой молекулой ацетилкофермента А. Таким обра­зом, из 11 реакций цикла Кребса девять сопровождаются окис­лительно-восстановительной дисмутацией за счет углеродных атомов, причем пять имеют межмолекулярный, а четыре - внут­римолекулярный характер.

Кратко и наглядно схема превращения ацетилкофермента А и оксалоацетата в цикле Кребса представлена на рис. 19.2.

В результате реакций одного цикла Кребса образуется 12 мо­лекул АТФ, из них одна молекула синтезируется в результате экзэргонической реакции стадии V, а остальные - за счет окис­ления образовавшихся трех молекул НАД(Н) и одной молеку­лы ФАД(2Н), которое протекает в электронотранспортной це­пи. Всего за счет полного окисления одной молекулы стеари­новой кислоты С17Н35СООН, включая реакции ее B-окисления (разд. 19.4.2) и цикла Кребса, в митохондрии синтезируется 146 молекул АТФ, а пальмитиновой кислоты C₁₅H31COOH -129 молекул АТФ.

Работа ансамбля ферментов цикла Кребса чрезвычайно на­дежна, так как не известны патологические состояния, связан­ные с недостатком активности какого-либо из этих ферментов. Это указывает на важность реакций цикла Кребса для организ­ма и хорошую их защищенность от внешних воздействий.

Рис. 19.2. Схема превращений в цикле Кребса