วัฏจักรเครบส์

               หมู่อะซีติลที่ได้จากคาร์โบไฮเดรต ไขมัน และกรดอะมิโนในขั้นตอนที่ 2 ของแคแทบอลิซึมจะเข้าสู่ขั้นตอนที่ 3 คือ วัฏจักรเครบส์ ซึ่งเป็นวิถีสุดท้ายของออกซิเดตีฟ แคแทบอลิซึมของสารพลังงานสูงทั้งหมดในเซลล์ที่ใช้ออกซิเจน วัฏจักรเครบส์นี้หมู่อะซีติbจะถูกเปลี่ยนแปลงโดยปฏิกิริยาดีไฮโดรเจเนชัน (dehydrogenation) ได้ 2 CO2 และ H 8 อะตอม เกิดขึ้นในส่วนเมทริกซ์ของไมโทคอนเดรีย เช่นเดียวกับปฏิกิริยาออกซิเดตีฟ ดีคาร์บอกซีเลชัน (oxidative decarboxylation)

             ปฏิกิริยาออกซิเดตีฟ ดีคาร์บอกซีเลชันของ แอลฟา-คีโตกลูตาเรต ไปเป็นซักซิเนต การสร้าง GTP หรือ ATP ระหว่างการเกิดออกซิเดชันของ แอลฟา-คีโตกลูตาเรตไปเป็นซักซิเนต ไม่ถูกยับยั้งโดย 2,4-ไดไนโตรฟีนอล (2,4-dinitrophenol) หรือสารที่ทำให้ออกซิเดตีฟ ฟอสโฟรีเลชันไม่เกิดควบคู่กับโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน (uncoupling agent) เรียกการสร้างATPลักษณะเช่นนี้ว่า substrate-level phosphorylation

               การควบคุมวัฏจักรเครบส

               มีจุดควบคุมที่สำคัญ 3 จุด ดังนี้คือ
1. ในเนื้อเยื่อหลายชนิดปฏิกิริยาแรกของวัฏจักรเป็นปฏิกิริยาที่ควบคุมวัฏจักร

อะซีติลโคเอ + ออกซาโลอะซีเตต
ซิเตรต + CoA

เอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยานี้คือ ซิเตรตซินเธส มีแอกติวีตีขึ้นกับความเข้มข้นของอะซีติลโคเอ ซึ่งถูกควบคุมโดยแอกติวีตีของเอนไซม์ไพรูเวตดีไฮโดรเจเนส และความเข้มข้นของออกซาโลอะซีเตต การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของซักซินิลโคเอก็ควบคุมแอกติวีตีของเอนไซม์นี้ด้วย ATP เป็นตัวยับยั้งอัลโลสเตริกของซิเตรตซินเธส นอกจากนี้พวกอนุพันธ์ CoA ของกรดไขมันก็มีผลยับยั้งแอกติวีตีของเอนไซม์เช่นกัน ในเซลล์บางชนิดทั้งซิเตรต และNADH ก็สามารถเป็นตัวยับยั้งของเอนไซม์ชนิดนี้ได้

2. ปฏิกิริยาออกซิเดชันของไอโซซิเตรตไปเป็น แอลฟา- คีโตกลูตาเรตและ CO2 โดยเอนไซม์ไอโซซิเตรต ดีไฮโดรเจเนส มี NADH ,NADPH และ ATP เป็นตัวยับยั้ง แต่ถูกกระตุ้นโดย ADP


3. ปฏิกิริยาที่เร่งโดยเอนไซม์ แอลฟา- คีโตกลูตาเรต ดีไฮโดรเจเนสคอมเพลกซ์ เอนไซม์นี้ถูกยับยั้งโดยผลผลิตของมันคือ ซักซินิลโคเอ และ NADH

ตารางแสดงจำนวนโมเลกุลของ ATP ที่ถูกสร้างขึ้นในขั้นตอนต่าง ๆ ของวัฏจักรเครบส์

ขั้นตอน
จำนวนโมเลกุล
ของ ATP
ไอโซซิเตรต
แอลฟา-คีโตกลูตาเรต + CO2
3
แอลฟา-คีโตกลูตาเรต
ซักซิเนต + CO2
4*
ซักซิเนต
ฟูมาเรต
2
มาเลต
ออกซาโลอะซีเตต
3
รวมทั้งสิ้น
12

* การเปลี่ยนแปลงจากซักซินิลโคเอเป็นซักซิเนต เกิด 1 GTP ซึ่งสามารถนำไปสร้างได้ 1 ATP

การควบคุมเอนไซม์ไพรูเวตดีไฮโดรเจเนสคอมเพลกซ์

                การควบคุมการสร้างอะซีติลโคเอมีลักษณะของการดัดแปรแบบโควาเลนท์ของเอนไซม์ไพรู-เวต ดีไฮโดรเจเนส เอนไซม์ไพรูเวต ดีไฮโดรเจเนสไคเนส ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชันที่กรดอะมิโนซีรีนจำเพาะของเอนไซม์ เกิดรูปไม่แอกตีฟของเอนไซม์ ไพรูเวต ดีไฮโดรเจเนส ปฏิกิริยานี้ต้องการ ATP และมี NADH เป็นตัวกระตุ้น การเปลี่ยนจากรูปไม่แอกตีฟไปเป็นรูปแอกตีฟ โดยการกำจัดหมู่ฟอสเฟตออกไปจากเอนไซม์ไพรูเวต ดีไฮโดรเจเนส โดยใช้เอนไซม์ไพรูเวต ดีไฮโดรเจเนส ฟอสเฟตฟอสฟาเทสซึ่งถูกกระตุ้นโดย Ca2+ ทั้งไคเนสและฟอสฟาเทส เป็นส่วนประกอบของไพรูเวต ดีไฮโดรเจเนสคอมเพลกซ์ ผลผลิตของปฏิกิริยา คือ อะซีติลโคเอ และ NADH สามารถยับยั้งเอนไซม์คอมเพลกซ์นี้ได้ นอกจากนี้ เอนไซม์ไพรูเวตดีไฮโดรเจเนสยังถูกยับยั้งโดย GTP และถูกกระตุ้นโดย AMP

ที่มา : www.humboldt.edu/.../ FatMetab/AcAcCoASyn.gif

HOME
NEXT