Výstupy z učení
- Popsat proces oxidace pyruvátu a určit jeho reaktanty a produkty
Pokud je k dispozici kyslík, probíhá aerobní dýchání. V eukaryotických buňkách jsou molekuly pyruvátu vzniklé na konci glykolýzy transportovány do mitochondrií, které jsou místem buněčného dýchání. Tam se pyruvát přemění na acetylovou skupinu, kterou zachytí a aktivuje nosná sloučenina zvaná koenzym A (CoA). Výsledná sloučenina se nazývá acetyl CoA. CoA se vyrábí z vitaminu B5, kyseliny pantotenové. Acetyl CoA může buňka využívat různými způsoby, ale jeho hlavní funkcí je dodávat acetylovou skupinu získanou z pyruvátu do další fáze dráhy v katabolismu glukózy.
Rozklad pyruvátu
Aby mohl pyruvát (který je produktem glykolýzy) vstoupit do cyklu kyseliny citronové (další dráha v buněčném dýchání), musí projít několika změnami. Tato přeměna probíhá ve třech krocích (obrázek 1).
Obrázek 1. Po vstupu do mitochondriální matrix přeměňuje multienzymový komplex pyruvát na acetyl CoA. Při tomto procesu se uvolňuje oxid uhličitý a vzniká jedna molekula NADH.
Krok 1. Z pyruvátu se odstraní karboxylová skupina a do okolního prostředí se uvolní molekula oxidu uhličitého. Výsledkem tohoto kroku je dvouuhlíková hydroxyetylová skupina vázaná na enzym (pyruvátdehydrogenázu). Jedná se o první ze šesti uhlíků z původní molekuly glukózy, který se odstraní. Tento krok probíhá dvakrát (nezapomeňte, že na konci glykolýzy vznikají dvě molekuly pyruvátu) pro každou molekulu metabolizované glukózy; na konci obou kroků tedy budou odstraněny dva ze šesti uhlíků.
Krok 2.: Glykolýza. NAD+ se redukuje na NADH. Hydroxyethylová skupina je oxidována na acetylovou skupinu a elektrony jsou odebrány NAD+ za vzniku NADH. Vysokoenergetické elektrony z NADH budou později využity k tvorbě ATP.
Krok 3. Acetylová skupina se přenese na konenzym A, čímž vznikne acetyl CoA. Acetylová skupina vázaná na enzym se přenese na CoA, čímž vznikne molekula acetyl CoA.
Všimněte si, že během druhé fáze metabolismu glukózy se vždy, když je odstraněn atom uhlíku, váže na dva atomy kyslíku, čímž vzniká oxid uhličitý, jeden z hlavních konečných produktů buněčného dýchání.
Acetyl CoA na CO2
V přítomnosti kyslíku předá acetyl CoA svou acetylovou skupinu čtyřuhlíkaté molekule, oxaloacetátu, za vzniku citrátu, šestiuhlíkaté molekuly se třemi karboxylovými skupinami; touto cestou se získá zbytek extrahovatelné energie z toho, co začalo jako molekula glukózy. Tato jediná dráha se nazývá různými názvy, ale my ji budeme primárně nazývat cyklus kyseliny citronové.
Shrnutí: Oxidace pyruvátu
V přítomnosti kyslíku se pyruvát přemění na acetylovou skupinu navázanou na nosnou molekulu koenzymu A. Vzniklý acetyl CoA může vstoupit do několika drah, ale nejčastěji je acetylová skupina dodána do cyklu kyseliny citronové k dalšímu katabolismu. Při přeměně pyruvátu na acetylovou skupinu je odebrána molekula oxidu uhličitého a dva vysokoenergetické elektrony. Oxid uhličitý představuje dva (přeměna dvou molekul pyruvátu) ze šesti uhlíků původní molekuly glukózy. Elektrony jsou vyzvednuty NAD+ a NADH přenáší elektrony do pozdější cesty pro výrobu ATP. V tomto okamžiku je molekula glukózy, která původně vstoupila do buněčného dýchání, zcela oxidována. Chemická potenciální energie uložená v molekule glukózy byla přenesena na nosiče elektronů nebo byla využita k syntéze několika ATP.
Zkuste to
Přispějte!
Vylepšete tuto stránkuZjistěte více