La vie nécessite de l'énergie. Dans les organismes aérobies, une grande partie de cette énergie est produite par des voies dépendant de l'oxygène connu sous le cycle de Krebs --- aussi appelé le cycle de l'acide citrique ou de la chaîne d'acide tricarboxylique (TCA) et le cycle --- transport d'électrons. Le cycle et l'électron travail à la chaîne de transport Krebs ensemble pour générer l'énergie de la cellule. Les électrons de haute énergie libérée par le cycle de Krebs sont stockés sur des molécules porteuses. La chaîne de transport d'électrons transfère alors l'énergie de ces électrons dans la liaison phosphate d'adénosine triphosphate (ATP), qui sert à alimenter les réactions à travers la cellule. Chez les eucaryotes, le cycle de Krebs et de la chaîne de transport d'électrons se produisent dans des organelles de cellules spécialisées appelées mitochondries.
glycolyse
Glycolyse est le processus initial dans le métabolisme cellulaire, briser une molécule de glucose en deux molécules de pyruvate. Apparaissant dans le cytoplasme de la cellule, la glycolyse ne nécessite pas d'oxygène. Dans des conditions aérobies, les filets de la glycolyse deux molécules d'ATP et réduit deux molécules de NAD + en NADH deux. Dans des conditions aérobies, le NADH produit dans la glycolyse peut être utilisé dans la chaîne de transport d'électrons pour produire de l'ATP supplémentaire. Cependant, dans des conditions anaérobies, la chaîne de transport d'électrons est indisponible et les cellules doit employer les voies de fermentation pour récupérer NAD + de NADH afin glycolyse peut continuer.
l'acétyl-CoA
En présence d'oxygène, le pyruvate est converti en acétyl-CoA, qui pénètre ensuite dans la première étape du cycle de Krebs. La conversion du pyruvate en acétyl-CoA libère une molécule de dioxyde de carbone et génère NADH + H + pour la chaîne de transport d'électrons. Ni la glycolyse, ni la formation de l'acétyl-CoA est considérée comme faisant partie du cycle de Krebs, mais les deux sont importants à retenir lorsque l'on considère la production d'ATP global de la respiration aérobie.
Citrate
Au début du cycle de Krebs, la synthase de citrate rejoint le groupe acétyle (contenant deux atomes de carbone) de l'acétyl-CoA en oxaloacétate (une molécule à quatre carbones) pour former le citrate de molécule à six carbones.
Isocitrate
L'aconitase enzyme dans le citrate réarrange isocitrate en déplaçant le groupe hydroxyle sur l'atome de carbone de trois à deux atomes de carbone. Aconitase ne fait cela en deux étapes, en enlevant d'abord le groupe hydroxyle, puis refixer le groupe hydroxyle. Le produit intermédiaire avec le groupe hydroxyle est éliminé du cis-aconitate.
Alpha-cétoglutarate
isocitrate déshydrogénase effectue une série de réactions pour convertir isocitrate en alpha-cétoglutarate dans le processus, en fournissant le premier lien dans la chaîne et la libération de dioxyde de carbone transport d'électrons. Tout d'abord, l'alcool qui a été déplacé à l'atome de carbone dans les deux réactions précédentes est converti en une cétone. Deux hydrogènes et leurs électrons sont enlevés dans ce processus. Les atomes d'hydrogène enlevés sont utilisés pour réduire NAD + en NADH. NADH procède à la chaîne de transport d'électrons pour la production d'ATP. isocitrate déshydrogénase procède ensuite à une deuxième réaction, le décapage et la libération d'une molécule de dioxyde de carbone, ce qui entraîne la molécule d'alpha-cétoglutarate à cinq carbones.
succinyl CoA
Bien que toutes les autres étapes du cycle de Krebs sont réversibles, la production de la succinyl CoA à partir d'alpha-cétoglutarate est la seule étape non réversible et assure le cycle se déroule tout entier dans un seul sens. complexe-cétoglutarate déshydrogénase catalyse cette réaction, le transfert de deux atomes d'hydrogène premier et leurs électrons pour réduire NAD + en NADH, ce qui est à nouveau utilisé dans la chaîne de transport d'électrons pour la production d'ATP. L'élimination des atomes d'hydrogène convertit un alcool en une cétone. Ensuite, un autre gaz carbonique est retiré et libéré de la molécule. Enfin, coenzyme A est fixé par une liaison thiol (soufre), produisant succinyl CoA.
Succinate
Succinate thiokinase supprime la CoA de succinyl CoA, laissant la molécule succinate quatre de carbone. Cette réaction est couplée à la conversion de la guanine diphosphate (GDP) pour la guanine triphosphate (GTP). GTP est rapidement et facilement converti en ATP et est le seul ATP généré directement par le cycle de Krebs.
fumarate
Deux autres hydrogènes et leurs électrons sont éliminés sous forme de succinate déshydrogénase convertit succinate en fumarate. Ailleurs dans le cycle de Krebs, l'élimination des atomes d'hydrogène et les électrons est associé à la réduction du NAD + en NADH. Cependant, dans cette étape hydrogènes réduire FAD à FADH2. FADH2 est également utilisé dans la chaîne de transport d'électrons pour générer l'ATP, mais entre dans la chaîne à un point plus tard NADH et génère par conséquent moins d'ATP.
Malate
Fumarase catalyse l'hydratation d'un alcène --- une double liaison carbone-carbone à l'intérieur --- fumarate un malate d'alcool productrice. En termes simples, l'eau est ajoutée fumarate avec la double liaison devenant une liaison simple comme un atome d'hydrogène est attaché à un atome de carbone et un groupe hydroxyle est lié à l'autre du carbone.
oxaloacétate
Dans l'étape finale du cycle de Krebs, la malate déshydrogénase élimine deux atomes d'hydrogène et les électrons pour réduire NAD + en NADH. Ceux-ci sont les porteurs d'énergie finaux envoyés à la chaîne de transport d'électrons. L'oxaloacétate résultant est alors disponible pour être joint à l'acétyl-CoA, le redémarrage du cycle.