Cellen voeren constant biochemische reacties uit om te groeien, zich voort te planten, hun structuren te behouden en op hun omgeving te reageren. Dit alles heeft energie nodig, die de cel oogst door organische moleculen af ​​te breken in reacties die de chemische bindingsenergie tussen atomen vrijmaken. Glycolyse en de citroenzuurcyclus, ook bekend als de Krebs-cyclus, zijn twee belangrijke energieverschaffende paden. Ze zijn verbonden door de brugfase, een reactie die pyruvaatdecarboxylatie wordt genoemd.

The Bridge of

(ref. 1) Het doel van glycolyse is om de suikerproducten met zes koolstofatomen in verschillende stoffen af ​​te breken, de vrijgekomen energie opslaan in andere moleculen, waaronder adenosinetrifosfaat (ATP) en gereduceerd nicotinamide-adenine-dinucleotide (NADH). Een bijproduct van glycolyse is pyrodruivenzuur, dat drie koolstofatomen, vier waterstofatomen en drie zuurstofatomen bevat. De driestaps brugreactie zet pyrodruivenzuur om in acetyl CoA, een input voor de citroenzuurcyclus. Drie enzymen katalyseren de stappen van pyruvaatdecarboxylatie.

Pyruvaat decarboxylatie

De reactie die koolstofdioxide verwijdert uit pyrodruivenzuur vereist een drievoudig enzym biochemisch, het pyruvaat dehydrogenase-complex genoemd, dat veel eiwitsubeenheden bevat . De enzymen worden afgekort tot E1 tot en met E3. De reactie vereist de aanwezigheid van zuurstof en het proces maakt deel uit van de aerobe ademhalingscyclus van de cel. Het E1-enzym extraheert het CO2-molecuul uit pyruvaat. E1 katalyseert ook reacties die het overblijfsel gebruiken, een acetylgroep, om een ​​molecuul lipoaat te produceren dat een paar zwavelatomen bevat. E2 draagt ​​vervolgens de acetylgroep over aan co-enzym A om acetyl-CoA te vormen, de input voor de Krebs-cyclus. In de laatste stap helpt E3 het lipoaatresten te oxideren, resulterend in de productie van NADH.

Rol van mitochondriën

Bij glycolyse begint glucose een lange keten van chemische reacties die pyruvaat opleveren en energie. Deze reacties komen voor in de vloeibare component van de cel, of cytosol, die niet is ingesloten in een organel. Gemeenschappelijke organellen omvatten de kern, mitochondria, endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat. Het pyruvaat wordt opgenomen door de mitochondria van eukaryotische cellen, die een georganiseerde kern bevatten, waar het deelneemt aan de productie van acetyl-CoA. Het mitochondriaal hamsteren van pyruvaat voorkomt ander gebruik van pyruvaat, zoals de productie van glucose door de lever.

Energiewinning |

Het belang van de bridgestap is dat het een veel grotere opbrengst mogelijk maakt. van geëxtraheerde energie uit het oorspronkelijke glucosemolecuul. Glycolyse produceert een magere opbrengst van energie, zoals gemeten door de netto productie van slechts twee ATP en twee NADH-moleculen. Pyruvaatdecarboxylatie en de citroenzuurcyclus produceren nog twee ATP, maar de grote uitbetaling is de productie van acht NADH-moleculen, die elk kunnen worden omgezet in drie ATP's via andere aerobe ademhalingsprocessen. Daarom is de brugfase direct of indirect verantwoordelijk voor de productie van nog eens 24 ATP's.