2.2.2. Энергетическая ценность процесса

В результате окисления, катализируемого дегидрогеназами цикла лимонной кислоты, на каждую распадающуюся за период одного цикла молекулу ацетил-КоА образуются три молекулы НАДН + Н⁺ и одна - ФАДН₂. Эти восстановительные эквиваленты передаются в дыхательную цепь, запускает ее и сопряженное с биологическим окислением окислительное фосфорилирование.

В итоге с помощью трех восстановительных эквивалентов НАДН + Н⁺ и комплекса I ЭТЦ генерируются (3•3) 9 макроэргических связей посредством синтеза АТФ из АДФ в процессе окислительного фосфорилирования (табл. 8).

Таблица 8

Образование макроэргических соединений в цтк

Фермент, катализирующий реакцию	Место образования макроэргов и характер сопряженного процесса	Число синтезированных молекул АТФ
Изоцитратдегидрогеназа	Окисление НАДН в дыхательной цепи	3
α–кетоглутаратдегидрогеназа	Окисление НАДН в дыхательной цепи	3
Сукцинаттиокиназа	Синтез АТФ на субстратном уровне	1
Сукцинатдегидрогеназа	Окисление ФАДН2 в дыхательной цепи	2
Малатдегидрогеназа	Окисление НАДН в дыхательной цепи	3
ИТОГО		12

За счет ФАДН₂ осуществляется продукция лишь двух макроэргических связей, поскольку в этом случае ЭТЦ укорочена и восстановительный эквивалент передается сразу на коэнзим Q в обход работы Комплекса I. Еще один макроэргический фосфат индуцируется на субстратном уровне при превращении сукцинил-КоА в сукцинат (субстратное фосфоорилирование). Таким образом, каждый цикл обеспечивает синтез 12 молекул АТФ (с облигатным использованием биологического окисления и сопряженного с ним окислительного фосфорилирования).

2.2.3. Участие витаминов в цтк

В этом процессе свои специфические функции выполняют четыре водорастворимых витамина и одно витаминоподобное соединение:

1. Рибофлавин (В₂) входит в состав флавинадениндинуклеотида (ФАД), который является коферментом α–кетоглутаратдегидрогеназного комплекса и сукцинатдегидрогеназы;

2. Никотинамид (РР) включен в структуру никотинамидаденин-динуклеотида (НАД⁺), служащего коферментом трех энзимов: изоцитрат-, малатдегидрогеназы и α–кетоглутаратдегидрогеназном комплекс;,

3. Тиамин (В₁) в виде тиаминдифосфата выполняет функцию кофермента в α–кетоглутаратдегидрогеназном комплексе;

4. Пантотеновая кислота (В₃) – составная часть коэнзима А, связывающего активные ацильные остатки, например, в ацетил-КоА или сукцинил-КоА;

5. Липоамид – витаминоподобное соединение служит коферментом α–кетоглутаратдегидрогеназы.

2.2.4. Биологические функции цикла Кребса

1. Главная функция цикла Кребса состоит в том, что он является общим конечным путем окислительного распада углеводов, липидов, белков, поскольку в ходе метаболизма глюкоза, жирные кислоты, глицерин, аминокислоты и ациклические азотистые основания превращаются либо в ацетил–КоА, либо в метаболиты этого процесса.

2. ЦТК - один из главных источников восстановительных эквивалентов, запускающих ЭТЦ и окислительное фосфорилирование, тем самым обеспечиваются энергетические запросы различных органов и тканей, постоянная температура тела; основная масса эндогенной воды образуется также, как известно, за счет биологического окисления, субстратами которого служат метаболиты ЦТК.

3. Он является основным амфиболическим циклом: отдельные катаболические пути оканчиваются метаболитами, вступающими затем в цикл лимонной кислоты, и с другой стороны – его промежуточные продукты могут использоваться в анаболизме (например, оксалоацетат и все его предшественники могут служить субстратами в ГНГ; из α–кетоглутарата и оксалоацетата с помощью переаминирования легко получить соответствующие аминокислоты; сукцинил–КоА используется в синтезе гема; избыточный цитрат, выйдя из митохондрий, отщепляет ацетил-КоА, из которого легко генерируются ВЖК, холестерин и различные ацетилированные соединения (ацетилхолин, производные моносахаридов – мономеров гетерополисахаридов).

О жизненно важной роли цитратного цикла свидетельствует и тот факт, что у человека не описаны генетически обусловленные повреждения ферментов, катализирующих его различные стадии, т.к. возникновение подобных нарушений несовместимо с нормальным развитием организма.