Sitruunahappokierto
Wikipedia
Sitruunahappokierto käynnistyy sitraattisyntaasientsyymin katalysoidessa sitraatin muodostumista oksaaliasetaatista ja asetyyli-koentsyymi-A:sta. Koentsyymi-A vapautuu reaktiossa. Kaikki muutkin kierron reaktiot ovat entsyymikatalysoituja. Entsyymien aktiivisuutta puolestaan säätelevät mm. ATP:n, ADP:n ja elektroninsiirtäjäkoentsyymien pitoisuudet sekä reaktioaineiden pitoisuudet. Sitraatista kierto etenee isositraattiin, siitä alfa-ketoglutaraattiin, edelleen sukkinyyli-koentsyymi-A:han, sitten sukkinaattiin, edelleen fumaraattiin, sitten malaattiin, kunnes kierto palaa oksaaliasetaattiin. Tuloksena asetyyliryhmä on hapetettu täydellisesti hiilidioksidiksi ja kolme NADH:ta, yksi FADH2 ja yksi GTP on tuotettu.
Sitruunahappokierto eli Krebsin sykli eli trikarboksyylihappokierto on solujen mitokondrioissa tapahtuva monivaiheinen kemiallinen prosessi, jossa ravintoaineista peräisin olevat hiiliatomit hapettuvat hiilidioksidiksi ja samojen molekyylien sisältämät vedyt siirtyvät elektroninsiirtäjäkoentsyymeille. Prosessissa vapautuu energiaa, ja se on solujen pääasiallinen energianlähde.
Ennen kuin ravintoaineet kuten hiilihydraatit ja rasvat voivat tulla mukaan sitruunahappokiertoon, solussa tapahtuvien muiden prosessien on muutettava ne sopivaan muotoon, etenkin asetyyliryhmäksi (CH3CO), joka sitoutuu koentsyymi-A:n kanssa aktiiviseksi etikkahapoksi eli asetyylikoentsyymi-A:ksi. Vapautuvat vetyatomit ja ylimääräiset elektronit siirtyvät hapetus-pelkistysreaktioissa elektroninsiirtäjäkoentsyymeille, joita ovat NAD+:a ja FAD.
Koentsyymeiltä vedyt siirtyvät edelleen elektroninsiirtoketjuun, jonka päätteeksi ne yhtyvät hengitysilmasta tulleen hapen kanssa vesimolekyyleiksi. Syklisessä reaktiossa muodostuu yksi ATP-molekyyli GTP-välivaiheen kautta ja neljä pelkistynyttä elektroninsiirtäjäkoentsyymiä (kolme NADH:ta ja yksi FADH2) kutakin pilkkoutunutta ja hapettunutta asetyylikoentsyymi-A:ta kohti. Sitruunahappokierto tapahtuu pääosin mitokondrion matriksissa, kun taas elektroninsiirtoketju tapahtuu mitokondrion sisäkalvolla.
Yksi sitruunahappokierron entsyymi, sukkinaattidehydrogenaasi, on mitokondrion sisäkalvon entsyymi. Se voi syöttää saamansa elektronit suoraan mitokondrion sisäkalvolla tapahtuvaan elektroninsiirtoketjuun.
[muokkaa] Kierron vaiheet
Kiertoon kuuluu kymmenen vaihetta, joista jokaisessa jokin karboksyylihappo joko sitoo jonkin muun molekyylin tai siitä irtoaa jotakin niin, että se muuttuu toiseksi karboksyylihapoksi. Kaikki vaiheet tapahtuvat eri entsyymien vaikutuksesta. Seuraavissa reaktiokaavoissa käytetään koentsyymi-A-molekyylin rungolle lyhennemerkintää [CoA] ja guanosiiniryhmälle lyhennemerkintää [G], vaikka itse asiassa nekin molemmat ovat suuria ja monimutkaisia molekyylejä.[1]
1. Oksaloetikkahappo reagoi asetyylikoentsyymi-A:n kansa, jolloin syntyy sitruunahappoa ja koentsyymi-A vapautuu.
COOH·CO·CH2·COOH + CH3CO·S·[CoA] ⇒ HS[CoA] + COOH·CH2·HOCCOOH·CH2·COOH
2. Sitruunahaposta lohkeaa vettä, jolloin syntyy cis-akoniittihappoa:
COOH·CH2·HOCCOOH;CH2·COOH ⇒ H2O + COOH·CH2·CCOOH:CH·COOH
3. Vesi sitoutuu jälleen cis-akoniittihappoon, mutta toisella tavalla, jolloin syntyy isositruunahappoa:
COOH·CH2·CCOOH:CH·COOH + H2O ⇒ COOH·CH2·HCCOOH·HCOH·COOH
4. Isositruunahaposta lohkeaa vetyioneja ja elektroneja, jolloin syntyy oksalomeripihkahappoa:
COOH·CH2·HCCOOH·HCOH·COOH ⇒ 2H+ + 2e- + COOH·CH2·HCCOOH·CO·COOH
5. Oksalomeripihkahapon keskimmäinen karboksyyliryhmä hajoaa ja siitä lohkeaa hiilidioksidia, ja samalla syntyy ketoglutaarihappoa:
COOH·CH2·HCCOOH·CO·COOH ⇒ CO2 + COOH·CH2·CH2·CO·COOH
6. Ketoglutaarihaposta eroaa toinen hiilidioksidimolekyyli sekä vetyioneja ja elektroneja, mutta samalla siihen sitoutuu koentsyymi-A, jolloin syntyvän molekyylin nimi on meripihkahappo-koentsyymi-A:
COOH·CH2·CH2·CO·COOH + HS[CoA] ⇒ CO2 + 2H+ + 2e- + COOH·CH2·CH2·CO·S[CoA]
7. Koentsyymi-A irtoaa, guanisiinidifosfaattiin (GDB) sitoutuu yksi fosforihappomolekyyli lisää, jolloin se muuttuu runsaasti energiaa sisältäväksi guanisiinitrifosfaatiksi (GTP). Siihen siirtyy huomattava osa kierrossa mukana olevien aineiden kemiallisesta energiasta. Samalla fosforihaposta irtoaa yksi happi- ja kaksi vetyatomia, jotka sitoutuvat meripihkahappo-koentsyymi-A:n jäljelle jääneeseen osaan muuttaen sen meripihkahapoksi.
COOH·CH2·CH2·CO·S[CoA] + [G]·HPO3·H2PO4 ⇒ [G]·HPO3·HPO3·H2PO4 + HS[CoA] + COOH·CH2·CH2·COOH
8. Meripihkahaposta irtoaa kaksi vetyionia ja kaksi elektronia, jolloin se muuttuu fumaarihapoksi::
COOH·CH2·CH2·COOH ⇒ 2H+ + 2e- + COOH·CH:CH·COOH
9. Fumaarihappoon sitoutuu vettä, jolloin se muuttuu omenahapoksi:
COOH·CH:CH·COOH + H2O ⇒ COOH·HCOH·CH2·COOH
10. Omenahaposta irtoaa kaksi vetyionia ja elektronia, jolloin se muuttuu jälleen oksaloetikkahapoksi, minkä jälkeen kierros voi alkaa alusta:
COOH·HCOH·CH2·COOH ⇒ 2H+ + 2e- + COOH·CO·CH2·COOH
[muokkaa] Katso myös
[muokkaa] Viitteet
- ↑ Otavan Iso Fokus, 4. osa (Kr-Mn), artikkeli Krebsin kierto, 1973, ISBN 951-1-00388-7
