Citrátový cyklus a dýchací řetězec



Citrátový cyklus (Krebsův cyklus)
vProbíhá v matrix mitochondrií za aerobních podmínek.
v Probíhá ve všech buňkách kromě erytrocytů.
v Je to amfibolický děj.
v Je centrem energetického metabolismu buňky.
vJsou na něj napojeny všechny dráhy energetického metabolismu:
ØDýchací řetězec
ØGlukoneogeneze
ØTransaminace, deaminace aminokyselin
ØLipogeneze
v
v
v

VÍTEJTE ... ! - Referáty pro každou příležitost - Mitochondrie



Mitochondrie – Wikipedie



Funkce Krebsova cyklu
vOxidace acetyl-CoA:
Ø Zisk vysoceenergetických vodíkových atomů vázaných v NADH + H+ a FADH2.
Ø Zisk GTP.
v Tvorba meziproduktů anabolických drah:
Ø Syntéza hemu
Ø Glukoneogeneze
vSouhrnná rovnice Krebsova cyklu:
•CH3-CO~SCoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O → 2 CO2 + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP
vVýchozí látka: CH3-CO~SCoA
vProdukty:
Ø NADH + H+
ØFADH2
ØGTP
ØCO2
Ø

Biochemie:Metabolické dráhy – MojeChemie



Biochemie - vzdělávací portál, Metabolismus - Citrátový cyklus



Dýchací řetězec
vProbíhá na vnitřní membráně mitochondrií.
vJe to finální fáze buněčného dýchání.
vVyužívají jej živočichové, rostlinné buňky ve tmě, houby a bakterie.
v Je realizován prostřednictvím 4 kotvených enzymatických komplexů a 2 mobilních přenašečů.
vJe to elektronový transportní řetězec.

Funkce dýchacího řetězce
v Syntéza energetických konzerv ATP v buňce.
v Uvolňování tepla.
v
vVýchozí látky DŘ:
Ø NADH + H+
Ø FADH2
Ø ½ O2
vProdukty DŘ:
Ø ATP
Ø H2O
Ø
•https://www.youtube.com/watch?v=3y1dO4nNaKY
•https://www.youtube.com/watch?v=PjdPTY1wHdQ

Mechanismus dýchacího řetězce
vDo dýchacího řetězce vstupují 2 vodíkové atomy H×, ale dýchacím řetězcem putují tyto atomy v
disociované formě (zvlášť 2H+ a 2e-)
vElektrony z flavinových a pyridinových koenzymů jsou přenášeny přes soustavu přenašečů, čímž
zajišťují energii k tvorbě elektrochemického protonového gradientu.
vTen se vytváří za pomoci komplexů, které pumpují vodíkové kationty z matrix mitochondrie do
intermembránového prostoru.
v ATP-syntasa tvoří jedinou možnou cestu za normálních podmínek, kudy se protony mohou vracet
zpátky do matrix.
vDíky vysokému gradientu se energie propuštěných protonů využívá k syntéze ATP z ADP+Pi.
v
v

1.Komplex I – NADH-ubichinonreduktáza (NADH-dehydrogenáza – vstup NADH+H+)
vVytváří vstup pyridinového koenzymu NADH+H+ do systému, přičemž od koenzymu přebírá dva elektrony
a dva protony. Tyto elektrony jsou předány koenzymu Q.
vEnergie přenosu elektronů postačí k vypumpování 4H+ do intermembránového prostoru (2 protony z
NADH+H+ koenzymů + dva běžně přítomné protony).
v

řetězec dýchací



2.Komplex II – sukcinát-ubichinonreduktáza (vstup FADH2).
vVytváří vstup flavinového koenzymu FADH2 do systému.
vPředáním jeho elektronů na komplex III se obchází pumpování protonů z komplexu I.
vkoenzym Q odevzdává 2 elektrony komplexu III (cyt c-reduktáza) – další dva protony jsou odčerpány
do intermembránového prostoru
v
•

3.Komplex III - ubichinol-cytochrom c-reduktáza
vPředává elektrony druhému mobilnímu přenašeči elektronů (cytochrom c).
4.Komplex IV - cytochrom c-oxidáza
vPoslední komplex cytochromů, je schopný přenést elektrony na kyslík a tím v reakci s vodíkovými
ionty vytvořit vodu.
vPřitom je uvolněna energie k přenosu 4H+ do mezimembránového prostoru.
5.Komplex V - někdy se tak označuje F0F1-ATP-syntasa
v provádí reakci  ADP  +  Pi   ®   ATP.

Print page



v Koenzym Q (ubichinon) – volně pohyblivý (hydrofobní) derivát hydrochinonu, jeho funkcí je vázání
elektronů a protonů a tím redukce na ubichinol.
vFeS-protein – protein s elektron transportujícím centrem.
vCytochromy – železitá barviva schopná přenášet elektrony.
vCytochromoxidáza – poslední komplex cytochromů, je schopný přenést elektrony na kyslík.
v
vUncoupling proteins – proteiny ve vnitřní mitochondriální membráně, které dovolují procházet
protonům z intermembránového prostoru zpět do matrix bez tvorby ATP, pouze s tvorbou tepla.
vNejčastěji jsou obsaženy krátce po narození v hnědé tukové tkáni. Zástupcem je
například termogenin.
v
v

Energetická bilance Krebsova cyklu a dýchacího řetězce
vOxidací 1 acetyl-CoA v krebsově cyklu se získají 3 NADH+H+  a 1 GTP (GTP = energetický ekvivalent
ATP).
vZe 2 aktivovaných atomů H× (pocházejících z NADH+H+)  se  průchodem dýchacím řetězcem získají 3
ATP.
vZe 2 aktivovaných atomů H× (pocházejících z FADH2)  se  průchodem dýchacím řetězcem získají 2 ATP.
v
vTo je celkem 12 ATP
v
vOxidací 1 pyruvátu se získá celkem 15 ATP.
•
•
•