Rezultatele învățării
- Descrieți procesul de oxidare a piruvatului și identificați reactivii și produșii acestuia
Dacă oxigenul este disponibil, respirația aerobă va continua. În celulele eucariote, moleculele de piruvat produse la sfârșitul glicolizei sunt transportate în mitocondrii, care sunt locurile de respirație celulară. Acolo, piruvatul va fi transformat într-o grupare acetil care va fi preluată și activată de un compus purtător numit coenzima A (CoA). Compusul rezultat se numește acetil CoA. CoA este produsă din vitamina B5, acidul pantotenic. Acetil CoA poate fi utilizat într-o varietate de moduri de către celulă, dar funcția sa majoră este de a livra gruparea acetil derivată din piruvat la următoarea etapă a căii în catabolismul glucozei.
Dezintegrarea piruvatului
Pentru ca piruvatul (care este produsul glicolizei) să intre în ciclul acidului citric (următoarea cale în respirația celulară), trebuie să treacă prin mai multe modificări. Conversia este un proces în trei etape (figura 1).
Figura 1. La intrarea în matricea mitocondrială, un complex multienzimatic transformă piruvatul în acetil CoA. În acest proces, se eliberează dioxid de carbon și se formează o moleculă de NADH.
Etapa 1. O grupare carboxil este îndepărtată din piruvat, eliberând o moleculă de dioxid de carbon în mediul înconjurător. Rezultatul acestei etape este o grupare hidroxietil cu două atomi de carbon legată de enzimă (piruvat dehidrogenază). Acesta este primul dintre cei șase atomi de carbon din molecula inițială de glucoză care este eliminat. Această etapă se desfășoară de două ori (rețineți: există două molecule de piruvat produse la sfârșitul glicolizei) pentru fiecare moleculă de glucoză metabolizată; astfel, doi dintre cei șase carboni vor fi fost eliminați la sfârșitul ambelor etape.
Etapa 2. NAD+ este redus la NADH. Gruparea hidroxietil este oxidată la o grupare acetil, iar electronii sunt preluați de NAD+, formând NADH. Electronii de mare energie din NADH vor fi utilizați ulterior pentru a genera ATP.
Etapa 3. O grupare acetil este transferată la conenzima A, rezultând acetil CoA. Grupa acetil legată de enzimă este transferată la CoA, producând o moleculă de acetil CoA.
Rețineți că, în timpul celei de-a doua etape a metabolismului glucozei, ori de câte ori un atom de carbon este eliminat, acesta este legat de doi atomi de oxigen, producând dioxid de carbon, unul dintre principalii produse finale ale respirației celulare.
De la acetil CoA la CO2
În prezența oxigenului, acetil CoA își livrează grupa acetil la o moleculă cu patru atomi de carbon, oxaloacetatul, pentru a forma citrat, o moleculă cu șase atomi de carbon și trei grupe carboxil; această cale va recolta restul de energie extractibilă din ceea ce a început ca o moleculă de glucoză. Această cale unică este denumită sub diferite nume, dar noi o vom numi în principal ciclul acidului citric.
În rezumat: Oxidarea piruvatului
În prezența oxigenului, piruvatul este transformat într-o grupare acetil atașată la o moleculă purtătoare de coenzima A. Acetil CoA rezultată poate intra în mai multe căi, dar cel mai adesea, grupa acetil este livrată ciclului acidului citric pentru catabolism ulterior. În timpul conversiei piruvatului în gruparea acetil, se elimină o moleculă de dioxid de carbon și doi electroni de energie înaltă. Dioxidul de carbon reprezintă două (conversia a două molecule de piruvat) din cele șase atomi de carbon ale moleculei originale de glucoză. Electronii sunt preluați de NAD+, iar NADH transportă electronii către o cale ulterioară pentru producerea de ATP. În acest moment, molecula de glucoză care a intrat inițial în respirația celulară a fost complet oxidată. Energia potențială chimică stocată în molecula de glucoză a fost transferată la purtătorii de electroni sau a fost folosită pentru a sintetiza câțiva ATP.
Încercați
Contribuie!
Îmbunătățiți această paginăÎnvățați mai mult