Lärandemål
- Beskriv pyruvatoxidationsprocessen och identifiera dess reaktanter och produkter
Om syre finns tillgängligt kommer den aeroba andningen att fortsätta. I eukaryota celler transporteras de pyruvatmolekyler som produceras i slutet av glykolysen till mitokondrier, som är platsen för cellandning. Där omvandlas pyruvat till en acetylgrupp som tas upp och aktiveras av en bärarförening som kallas koenzym A (CoA). Den resulterande föreningen kallas acetyl-CoA. CoA tillverkas av vitamin B5, pantotensyra. Acetyl CoA kan användas på en mängd olika sätt av cellen, men dess viktigaste funktion är att leverera den acetylgrupp som härrör från pyruvat till nästa steg i vägen i glukoskatabolismen.
Pyruvatnedbrytning
För att pyruvat (som är en produkt från glykolysen) ska kunna gå in i citronsyracykeln (nästa väg i den cellulära respirationen), måste det genomgå flera förändringar. Omvandlingen är en trestegsprocess (figur 1).
Figur 1. När pyruvat kommer in i mitokondriernas matris omvandlar ett multienzymkomplex pyruvat till acetyl-CoA. I processen frigörs koldioxid och en molekyl NADH bildas.
Steg 1. En karboxylgrupp avlägsnas från pyruvat, vilket frigör en molekyl koldioxid till det omgivande mediet. Resultatet av detta steg är en tvåkolhydroxietylgrupp som är bunden till enzymet (pyruvatdehydrogenas). Detta är den första av de sex kolväten från den ursprungliga glukosmolekylen som avlägsnas. Detta steg pågår två gånger (kom ihåg: det produceras två pyruvatmolekyler i slutet av glykolysen) för varje glukosmolekyl som metaboliseras; således kommer två av de sex kolvätena att ha avlägsnats i slutet av båda stegen.
Steg 2. NAD+ reduceras till NADH. Hydroxyetylgruppen oxideras till en acetylgrupp, och elektronerna tas upp av NAD+ och bildar NADH. De energirika elektronerna från NADH används senare för att generera ATP.
Steg 3. En acetylgrupp överförs till konenzym A, vilket resulterar i acetyl CoA. Den enzymbundna acetylgruppen överförs till CoA, vilket ger en molekyl acetyl CoA.
Bemärk att under det andra steget av glukosmetabolismen, närhelst en kolatom avlägsnas, binds den till två syreatomer, vilket ger koldioxid, en av de viktigaste slutprodukterna av den cellulära andningen.
Acetyl CoA till CO2
I närvaro av syre levererar acetyl CoA sin acetylgrupp till en molekyl med fyra kol, oxaloacetat, för att bilda citrat, en molekyl med sex kol med tre karboxylgrupper; denna väg kommer att skörda resten av den utvinningsbara energin från det som började som en glukosmolekyl. Denna enda väg kallas för olika namn, men vi kommer i första hand att kalla den för citronsyracykeln.
I sammanfattning: Pyruvatoxidation
I närvaro av syre omvandlas pyruvat till en acetylgrupp som är knuten till en bärarmolekyl av koenzym A. Det resulterande acetyl-CoA kan gå in i flera vägar, men oftast levereras acetylgruppen till citronsyracykeln för vidare katabolism. Under omvandlingen av pyruvat till acetylgruppen avlägsnas en koldioxidmolekyl och två elektroner med hög energi. Koldioxiden står för två (omvandling av två pyruvatmolekyler) av de sex kolvätena i den ursprungliga glukosmolekylen. Elektronerna tas upp av NAD+, och NADH transporterar elektronerna till en senare väg för ATP-produktion. Vid denna tidpunkt har den glukosmolekyl som ursprungligen gick in i den cellulära respirationen oxiderats fullständigt. Den kemiska potentiella energin som lagrats i glukosmolekylen har överförts till elektronbärare eller använts för att syntetisera några ATP.
Try It
Contribute!
Förbättra den här sidanLär dig mer