Οι αρχές της Χημείας και της Χημικής Θερμοδυναμικης στον μεταβολισμό της τροφής. Τρίτο στάδιο μεταβολισμού στα μιτοχόνδρια, κοινό για υδατάνθρακες, πρωτείνες και λίπη. Ο κύκλος του κιτρικού οξέος (krebs),

της Δήμητρας Σπανού, χημικού, μόνιμης καθηγήτριας Δ/θμιας Εκπ/σης 1ου Γυμνασίου Δάφνης

Αφιερώνεται στην καταπολέμηση της εκμετάλλευσης ανθρώπων και στην εξάλειψη της παιδικής εργασίας στον πλανήτη

ΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ ΤΗΣ ΝΤΡΟΠΗΣ

Ας θυμηθούμε ότι,

ΤΑ ΣΤΑΔΙΑ ΤΟΥ ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΥ ΕΙΝΑΙ ΤΡΙΑ

• Στο  πρώτο στάδιο του καταβολισμού όπου τα πολυμερή πρωτείνες, υδατάνθρακες, λιποειδή, διασπώνται σε αμινοξέα, μονομερή και και λιπαρά οξέα, ενώ οι αντιδράσεις είναι μη αντιστρεπτές.  Εδώ δεν απορροφάται ελεύθερη ενέργεια από τις τροφές.
• Στο δεύτερο ενδιάμεσο στάδιο όπου τα μονομερή διασπώνται σε μικρότερα μόρια 2-3 ατόμων άνθρακα οι αντιδράσεις είναι αμφίδρομες (αντιστρεπτές)  και απορροφάται το 1/3 της ελεύθερης ενέργειας των συστατικών της τροφής.
• Στο τρίτο στάδιο του καταβολισμού
  που είναι κοινό και για τις τρεις κατηγορίες τροφής αποδίδουν στα μιτοχόνδρια τα υπόλοιπα 2/3 της ενέργειάς τους με αντιδράσεις που στην πλειοψηφία τους είναι μη αντιστρεπτές.
•  

 θυμόμαστε ορισμένες χαρακτηριστικές αντιδράσεις καθώς και την μεταβολή ενέργειας ( ΔG που τις συνοδεύει) 

Α. ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ  ΕΙΣΟΔΟ ΣΤΟΝ  ΚΥΚΛΟ ΤΟΥ ΚΙΤΡΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ (ΚΡΕΜΠΣ)

Αυτές οι αντιδράσεις αποσπούν το μεγάλο μέρος της ενέργειας από την τροφή και γίνονται στα μιτοχόνδρια, γιατί εκεί υπάρχουν τα ανάλογα ένζυμα. Τα μιτοχόνδρια περικλείονται απόμια εξωτερική μεμβράνη ενώ εσωτερικά υπάρχει δεύτερη μεμβράνη που περικλείει την μήτρα του μιτοχονδρίου.

Η μιταχονδριακή μεμβράνη είναι αδιαπέραστη σε μικράιόντα όπως H ⁺ , K ⁺ , Na ⁺ , NH4 ⁺ , CI ^- , ΝΟ3 ^-  όμως περνούν δια μέσου αυτής στο εσωτερικό μόρια όπως σάκχαρα 02, CO2, Ν2, 3-C ή 4-C, 

Οι περισσότερες ουσίες από τις τροφές για να μπουν σε μεταβολικές βιοχημικές  αντιδράσεις πρέπει  να 

ενεργοποιηθούν. Αυτή η ενεργοποίηση γίνεται με κάποιοες αντιδράσεις συνήθως φωσφορυλιώσεις ή με το συνένζυμο Α (CoA-SH) είναι ένας γενικός φορέας ενεργοποιημένων ομάδων ακυλίου σε μία ποικιλία αντιδράσεων .   

                                                ΠΟΙΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΕΙΣΕΡΧΟΝΤΑΙ ΣΤΟΝ ΚΥΚΛΟ ΚΡΕΜΠΣ                                           Οι ουσίες από τον μεταβολισμό των τροφών (υδατάνθρακες, πρωτείνες , λίπη), μετά από το δεύτερο στάδιο κατεργασίας τους προχωρούν τον μεταβολισμό τους ως εξής:

1.  Από την αερόβια γλυκόλυση : είτε στην αρχή με την μορφή του πυροσταφυλικού οξέος που θα μετατραπει ακέτυλοσυνένζυμουΑ.

2. Προιόντα διάσπασης πρωτεινών:    τα αμινοξέα   μετά από μεταβολική διεργασία μετατρέπονται επίσης  ακέτυλοσυνένζυμουΑ

3. Ενδιάμεσοι μεταβολίτες: (κιτρικό οξύ, φουμαρικό οξύ, οξαλοξικό κ.λ.π) που παράγονται σε άλλα στάδια, μπαίνουν στο σημείο που βρίσκονται στον κύκλο

4. Προιόντα αρχικού μεταβολισμού λιπών: έως το οξικό (και ακετοξικό) οξύ που επίσης μετατρέπεται σε  ακέτυλοσυνένζυμοΑ.

5. Από την αναερόβια γλυκόλυση :Το γαλακτικό οξύ, τελικό προιόν της αναερόβιας γλυκόλυσης, μετατρέπεται σε πυροσταφυλικό οξύ και έτσι εισέρχεται στον κύκλο του κιτρικού οξέος

Ο κύκλος του Κρεμπ που λέγεται και κύκλος του κιτρικού οξέος ξεκινά με την ένωση του οξαλαλοξικού οξέος με το ακέτυλοσυνένζυμοΑ προς παραγωγή κιτρικού οξέος

Το οξαλοξικό οξύ είναι προιόν του κύκλου αντιδράσεων που ακολουθεί μπορεί όμως να παραχθεί με παράπευρη αντίδραση από το  πυροσταφυλικό οξύ.  

Η αντίδραση δεν είναι αμφίδρομη (αρχή του κύκλου) και το ένζυμο είναι αλλοεστερικό, δηλαδή δρα μόνο με την παρουσία  του ακέτυλοσυνένζυμου Α

 Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΚΡΕΜΠΣ

Είναι μια κυκλική σειρά αντιδράσεων μεταβολισμού που γίνεται στα μιτοχόνδρια του κυττάρου, γιατί εκεί βρίσκονται τα ένζυμα που καταλύουν τις αντιδράσεις του κύκλου αυτού.

Είναι κοινός κυκλικός δρόμος αποικοδόμησης όλων των θρεπτικών ουσιών από ένα σημείο και μετά αφού πρώτα μετατρέπονται σε ακετυλοσυνένζυμοΑ. Μπορούν ακόμα να μπουν στον κύκλο αυτό ουσίες με την μορφή των μεταβολιτών σε κάποιο σημείο του κύκλου.

Στον κύκλο o άνθρακας των οργανικών ενώσεων μετατρέπεται σε CO2 και τα υδρογόνα σε Η2Ο. Από αυτόν ατλείται το μεγαλύτερο ποσοστό ενέργειας που αποθηκεύεται στην φωσφορυλίωση  1 μορίου ADP προς ATP και σε  ανηγμένα συνένζυμα NADH, NADPH και FADH2 που μετά μετατρέπονται και αυτά σε ΑΤP σε άλλο μεταβολικό μονοπάτι.  Αποσπώνται ακόμα 3 μόρια CO2 και παράγονται 3 μόρια Η2Ο από τα οποία 1 χρησιμοποιεί ο κύκλος.

Οι μεταβολίτες του κύκλου του κιτρικού οξέος αποτελούν ενδιάμεσα προιόντα και εάν χρειάζεται τροφοδοτούν το  κύτταρο για κάλυψη αναγκών του όπως η σύνθεση κυτταρικού υλικού (αμινοξέα,αίμη κ.λ.π.).

Αλλά και από τα ενδιάμεσα προιόντα του κύκλου μπορεί να ξεκινήσουν βιοσυνθέσεις ουσιών που χρειάζεται ο οργανισμός

Tο μονοπάτι αυτό που είναι το πρώτο στάδιο των αντιδράσεων καταβολισμού στα μιτοχόνδρια και με την συμπλήρωσή του εξάγεται ενέργεια, που αποθηκεύεται σε 1 μόριο ATP και σε ανηγμένα συνενζύμων FADH2, NADH, NADPH.

Η μετατροπή του πυροσταφυλικού σε ακέτυλοσυνένζυμο Α και η δημιουργία κιτρικού οξέος ώστε να ξεκινήσει το κύκλος του Κρεμπς

Η μετατροπή του πυροσταφυλικού σε ακέτυλοσυνένζυμο Α είναι  μια αντίδραση οξειδωτικής αποκαρβοξυλίωσης που καταλύεται από ένα σύμπλεγμα τριών ενζύμων την πυροσταφυλική αφυδρογονάση. Συμβαίνει η αποκαρβοξυλίωση ενός κετοξέος με αποτέλεσμα τον σχηματισμό ενός θειοετερικού δεσμού με το συνένζυμοΑ πλούσιος σε ενέργεια με υψηλό δυναμικό μεταφοράς ηλεκτρονίων. 

Για την υδρόλυση του ακέτυλοσυνένζυμο Α η ΔG =  –31,4 kJ mol–1 (–7,5 kcal mol–1)

Η ενέργεια από την υδρόλυση αυτήν παρέχει ενέργεια για την σύνθεση κιτρικού οξέος στην συνέχεια από το οξαλοξικό οξύ με τους 4 άνθρακες και από και το τμήμα των δύο ανθράκων του ακετυλοσυνένζυμου και με τον τρόπο αυτό ξεκινάει ο κύκλος του Κρεμπς

Η αντίδραση γίνεται σε τρία στάδια 1. αποκαρβοξυλίωση 2. Οξείδωση 3. Σχηματισμός του ακέτυλοσυνενζύμουΑ

Η πυροσταφυλική αφυδρογονάση απότελείται από τρία ένζυμα την πυροσταφυλική αφυδρογονάση, την Διυδρολιπουλοτρανσακετυλάση και την διυδρολιπουλοαφυδρογονάση  και πέντε συνένζυμα την πυροφωσφορική θειαμίνη, (ΤPP) το λιποικό οξύ  , το FAD,(συμπαράγοντες)και  το CoA και το NAD+(στοιχειομετρικοί συμπαράγοντες)

ΠΩΣ ΓΙΝΕΤΑΙ Η ΑΠΟΣΠΑΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΥΚΛΟ ΚΡΕΜΠΣ

Ο τρόπος που γίνεται αυτό είναι η αναγωγή ανθράκων του κιτρικού, βήμα βήμα προς διοξείδιο του άνθρακα.

Οι τεχνικές διαφοροποιούνται σε κάθε βήμα αλλά η λογική είναι να δημιουργηθούν στο μόριο οι συνθήκες ( ηλεκτρικά φορτία κ.λ.π.) που να ευνούν κάθε φορά την απόσπαση ενός άνθρακα με την μορφή CO2

 Οι  μεταβολίτες έχουν δυνατότητα να εισέλθουν στον κύκλο αυτό σε κάποιο από τα βήματά του .

 Τα βήματα του κύκλου αυτού είναι:

1ο βήμα. Πρώτη στην σειρά των κυκλικών αντιδράσεων και αποτελείται από

α. μια συμπύκνωση του ακετυλοσυνένζυμου Α και του οξαλοξικού οξέος από την οποία προκύπτει το κιτρικό οξύ (.Είναι ισχυρά εξεργονική αντίδραση με ΔG= -32,2Kj/mol.

β.Ταυτόχρονα δημιουργειται το συνένζυμο Α  (CoA-SH) που ήταν δεσμευμένο στο ακετυλοσυνένζυμοΑ, με επίσης εξεργονική αντίδραση και ΔG= -53,9KJ/mol και μη αντιστρέψιμη.Έτσι τελικά το πρώτο βήμα καταλήγει μη αντιστέψιμο όπως πρέπει να είναι η αρχή κάθε κύκλου.

Αρχίζει ο κύκλος από το κιτρικό οξύ

2ο βήμα. Το δεύτερο βήμα είναι μια  αφυδάτωση του κιτρικού οξέος σε sic ακονικιικό σε συγκεκριμένη θέση -αφού  το κιτρικό είναι ασύμμετρο ακετοξύ - και στην συνέχεια πάνω στο ίδιο ένζυμο ενυδάτωση του ακονικικού  από την οποία προκύπτει το ισομερές του κιτρικού ισοκιτρικό οξύ που είναι β κετοξύ. 

Ο λόγος που γίνεται η ισομερίωση είναι να μεταφερθεί το ΟΗ σε μια θέση πιο "βολική"για την αποκαρβοξυλίωση. Το ισοκιτρικό είναι δευτεροταγής αλκοόλη, που είναι δυνατόν να οξειδωθεί σε κετόνη (ενώ το κιτρικό είναι τριτοταγής αλκοόλη που δεν οξειδώνεται) . 

Ώστε να προκύψει η αποκαρβοξυλίωση μετά. Το ένζυμογια την ισομερίωση είναι η ακοκινάση που περιέχει θείο και σίδηρο που δεν είναιενωμένος και έτσι συντελεί στην αφυδάτωση του κιτρικόυ και στην ενυδάτωσή του στην συνέχεια προς ισοκιτρικό. Η αντίδραση είναι ενδεργονική (πρώτη αντίδραση κυκλου)

Η ΔG = 6,7kj/mol

3ο βήμα. Στο τρίτο βήμα συμβαίνουν τα εξής:

α.Το ισοκιτρικό οξειδώνεται  και μετατρέπεται σε α κετογλουταρικό οξύ 

 Είναι η πρώτη οξείδωση του κύκλου) και γίνεται με την παρουσία ενζύμου.  Μάλιστα υπάρχουν δυο ανάλογα ένζυμα στα μιτοχονδρια που χρησιμοποιούν NAD ή NADP σαν συνένζυμα. Με  αφυδρογόνωση το ΝAD(P)  που μετατρέπεται σε NAD(P)H   και δημιουργείται το κετοξύ οξαλοηλεκτρικό που αυθόρμητα στο ίδιο ενζυμο γίνεται μια πρώτη αποκαρβοξυλίωση προς α κετογλουταρικό οξύ (5 άνθρακες)και διοξείδιο του άνθρακα . Είναι μια μη αντιστρεπτή ισχυρά εξώθερμη αντίδρση.

 Ο 3ος Άνθρακας  αποκαρβοξυλιώνεται και ελευθερώνεται διοξείδειο του άνθρακα. ενώ ο αριθμός οξείδωσης ελαττώνεται κατά 1 . 

Ο δεύτερος άνθρακας μετατρέπεται σε κετονικό και ο αριθμός οξείδωσης αυξάνει κατά 2 . 

Ο  άνθρακας της ενδιάμεσης καρβοξυλικής ομάδας του ισοκιτρικού οξέος που αποκόβεται και  μετατρέπεται σε διοξείδιο του άνθρακα αυξάνει τον αριθμό οξείδωσής του κατά  1

Το μεγάλο μέρος όμως της ενέργειας που ελευθερώνεται από την αντίδραση αυτή απορροφάται από το συνένζυμo ΝΑD ή ΝΑΔP που μετατρέπονται σε ανηγμένα NADH  ή NADPH (συζευγμένη αντίδραση)

NAD + H2O  --->  NADH   +  H+     + 1/2 O2     ΔG= 220 kj/mol   ή   NADP  +  H2O   -->  NADPH   +  H+   + 1/2O2        ΔG= 220 kj/mol

  έτσι από το αλγευρικό άθποισμα η ελεύθερη ενέργεια της συνολικής αντίδρασης  είναι ΔG= -17,5kj/mol

Συπέρασμα: Παραφωγή 1 μοριο CO2 κια 1 μόριο NADH

4ο βήμα.  Το α κετογλουταρικό οξύ μετατρέπεται σε ηλεκτρυλοσυνένζυμοΑ

Εδώ ένα κετοξύ  αποκαρβοξυλιώνεται  με αποτέλεσμα τον σχηματισμό ενός υψηλής ενέργειας θειοεστερικού δεσμού με το συνένζυμοΑ 

Γίνεατι με την παρουσία συμπλέγματος τριών ενζύμων  και τριών συνενζύμων NAD TPP, FAD,  λιποιδικού οξέος και συνένζυμουΑ, της α κετογλουταρικής αφυδρογονάσης)

 Στο πρώτο στάδιο Το α κετογλουταρικό οξύ χάνει αρχικά το ένα καρβοξύλιό με ένζυμο είναι την κετογλουταρική αποκαρβοξυλάση  με συνένζυμο την πυροφωσφορική θειαμίνη (TPP), ενώ παράλληλα απομακρύνεται Υδρογόνο (α  αφυδρογόνωση ) και   μετατρέπεται σε  ηλεκτρική μονοαλδεύδη  ( COOHCH2CH2CHO) με συνένζυμο το NAD που προσλαμβάνει ενέργεια και μετατρέπεται σε ανηγμένο  NADH.  

Στην συνέχεια  η ηλεκτρική μονοαλδεύδη  ( COOHCH2CH2CHO)  με το ενζυμο αφυδρογονάση και συνένζυμοτο NAD+ παρουσία του συνενζύμουΑ 

 ενώνεται με το συνένζυμοΑ  με έναν θειοεστερικό  δεσμό υψηλής ενέγειας με το ηλεκτρικό οξύ (4 άνθρακες)  που προκύπτει από την αποκαρβοξυλίωση.

Το ακετυλο συνένζυμο Α αποβάλει την ακετυλομάδα του και Έτσι παίρνουμε το ηλεκτρυλοσυνένζυμοΑ . Η συνολική ελεύθερη ενέργεια   ΔG= -30kj/mol

Συπέρασμα: Παραφωγή 1 μοριο CO2 κια 1 μόριο NADH

5ο βήμα. Το ηλεκτρυλοσυνένζυμο Α μετατρέπεται σε ηλεκτρικό οξύ

Το ηλεκτρυλοσυνένζυμο Α ενζυμικά διασπά τον υψηλής ενέργειας δεσμό του και  μετατρέπεται σε ηλεκτρικό οξύ (4 άτομα) με υδρόλυση και αμφίδρομη αντίδραση. 

Το ένζυμο που υδρολύει είναι η υδρολάση του ηλεκτακέτυλοσυνένζυμουΑ (ηλεκτρική θειοκιναση)

Η  ενέργεια από την υδρόλυση του είναι περίπου DG=33,5kj/mol  . Έίναι πολύ κοντά ποσοτικά στην ΔG που απορροφάται κατά την ενδεργονική αντίδραση σύνθεσης ATP. Την φωσφορική ρίζα προμηθεύει ένα μόριο GTP.

 Έτσι τον κύκλο και είναι η μόνη περίπτωση που έχουμε άμεση παργωγή ATP ενώ στις άλλες  περιπτώσεις του κύκλου του Κρεμπς η παραγωγή ATP από την ενέργεια που εξάγεται, γίνεται έμεσα, αφού  τα αναγωγικα παράγωγα που δίνει ο Κύκλος αυτός  δίνουν ATP στην αναπνευστική αλυσίδα που ακολουθεί.

 Η φωσφορική ομάδα που απαιτείται παρέχεται από την GTP στο ADP .

Pi + GDP -->  GTP  και  GTP  + ADP   -->  GDP + ATP. 

Η  ΔG-33,8kj/mol

Ετσι η ενέργεια που υπάρχει στον θειοεστερκό δεσμ΄του ηλεκτροσυνένζυμουΑ μεταχηματίζεται σεε ενέργεια μεταφοράς φωσφορικών ομάδων εφόσον χρησιμοποιείται για την παρασκευή ATP από ADP

6ο βήμα.To ηλεκτρικό μετατρέπεται σε φουμαρικό 

με το ένζυμο ηλεκτρική αφυδρογονάση. Το συνένζυμο -δέκτης του υδρογόνου είναι το FAD του οποίου δακτύλιος προσδένεται σε ένα μόριο ιστιδίνης του ενζύμου, προσλαμβάνει τα υδρογόνα και τα ηλεκτρόνια από την οξείδωση του ηλεκτρικού και μετατρέπεται σε FADH2.

Η ηλεκτρικη αφυδρογονάση είναι μια πρωτείνη σιδήρου θείου. Πέριέχει σε τρία σημεία του συμπλοκοποιημένα σίδηρο και Θείο

Η αντίδραση λειτουργεί με την ίδια λογική . Να  δημιουργηθούν οι κατάλληλων συνθηκών (διπλος δεσμός, πυκνότητα φορτίου) ώστε για συνεχιστεί η οξειδωση του μεταβολίτη  και να αφαιρεθεί και άλλος άνθρακας που θα απομακρυνθεί  σαν CO2.  Το ηλεκτρικό οξύ αφυδρογονώνεται  και μετατρέπεται σε φουμαρικό οξύ. Το ένζυμο που χρησιμοποιείται έχει στρεχημική εξειδίκευση ώστε να αφαιρεθούν trans ηλεκτρόνια και να δημιουργηθεί ο διπλός δεσμός του φουμαρικού οξέος. Διαφέρει από τα άλλα ένζυμα, γιατί είναι πάνω στην μιτοχονδριακή μεμβράνη και  συνδεεται με την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων Η αντίδραση είναι αμφίδρομη. Χρησιμοποιείται  FAD  σαν προσθετική ομάδα. 

7ο βήμα: Ενυδάτωση του φουμαρικού οξέος  προς μηλικό οξύ 

με στερεοεξειδικευμένο ένζυμο, ώστε να έχουμε trans ενυδάτωση στο ακόρεστο οξύ προς L υδροξυοξύ. Η αντίδραση είναι εξεργονική με ΔG=-3,9kj/mol και ένζυμο την φουμαράση

8ο βήμα; Οξείδωση του L μηλικού προς οξαλοξικό οξύ

Η αντίδραση καταλύεται από και αποδέκτες του υδρογόνου που απομακρύνεται είναι το NAD. 

μηλικό   +  NAD  --> οξαλοξικό +  NADH     ΔG= 29,kj/mol. Η αντίδραση είναι ενδεργονική (τελευταία αντίδραση κύκλου).  Όμως προχωρά γιατί το οξαλοξικό οξύ απομακρύνεται για από την κιτρική συνθετάση για να συντεθεί κιτρικό ώστε να ξεκινάει ο κύκλος του κιτρικού οξέος (βημα1ο)

Η σημασία του κύκλου του Κιτρικού οξέος

Ο κύκλος παριστάνει την συνέχεια της  οξείδωσης του οξικου οξέος προς διοξείδιο του άνθρακα και νερό. 

Είναι ένα κεντρικό σημείο του μεταβολισμού γιατί εκτός από τις οξειδωτικές αντιδράσεις του καταβολισμού, από αυτόν ξεκινούν και σημαντικές αναβολικές δαδικασίες.

Το πυροσταφυλικό οξύ είναι προιόν κυρίως της οξείδωσης των υδατανθράκων στους περισσότερους ιστούς. Σε ορισμένους όμως ιστούς όπως εμβρυικούς ή καρκινικούς η οξείδωση συνεχίζεται με σχηματισμό  γαλακτικού οξέος. Μετατρέπονται σε οξικό οξύ με την μορφή του ακέτυλοσυνένζυμουΑ

  Το οξικό οξύ σχηματιζεται και από την οξείδωση των λιπαρών οξέων κυρίως, αλλά και  από τα αμινοξέα  εκτός  από το πυροσταφυλικό οξύ .

Τα δυο άτομα του  οξικού οξέος σε που εισέρχονται σε μορφή  ακετυλοάδας, οξειδώνονται πλήρως σε διοξείδιοτου άνθρακα στην διάρκεια ενός κύκλου.

Η ακετυλοάδα του ακετυλοσυνένζυμουΑ ενώνεται με τα τέσσερα άτομα του οξαλοξικού  για να δώσει κιτρικό οξύ.

Ο κύκλος του κιτρικού οξέος αποτελείται από οκτώ αντιδράσεις καταβολισμού και αρκετά οξέα του κύκλου αποτελούν προιόντα μεταβολισμού των λευκωμάτων  

Τα σώματα αυτά, είναι δυνατό να εισέλθουν στον κύκλο, στα ανάλογα σημεία. κυρίως, εάν βρίσκονται σε ικανοποιητική συγκέντρωση στον περίγυρο.

Αντίστοιχα από τους μεταβολίτες του κύκλου ξεκινούν αναβολικές πορείες που παράγουν χρήσιμες ουσίες.

Όπως για παράδειγμα,   Από το κετογλουτρικό,  προέρχονται το γλουταμινικό , αμινοξέα έως και οι πουρίνες.

Από το οξαλοξεικό ασπαραγινικό, πουρίνες πυριμιδίνες κ.α. 

Από το οξικό, λιπαρά οξέα και στερόλες

Κατά τις οξειδώσεις που γίνονται στην μήτρα των  μιτοχονδρίων κατά τον κύκλο του Κρεμπς αποσπώνται 2 άνθρακες από το κιτρικό οξύ, που οξειδώνοται πλήρως προς διοξείδιο του άνθρακα.

Σχηματίζεται ένας φωσφορικος δεσμός υψηλής ενέργειας GTP που μεταφέρεται άμμεσα στο ΑTP.

Σε κάθε στροφή του κύκλου δημιουργούνται τρια μόρια ανηγμένου NADH και ένα μόριο FADH2 (μειωμένη ενέργεια σε σχέση με το NADH)  που θα προχωρήσουν προς τα σύμπλοκα που βρίσκονται ενσωματωμένα στην εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων για να αποδώσουν σταδιακά το μεγάλο μέρος της ενέργειάς τους.

Ο στόχος του κύκλου του κυτρικού οξέος ειναι η συλλογή ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας. Από κάθε κυκλο

Αποσπώνται 4 ζεύγη ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας και εκλύεται ενέργεια που μπορεί να συγκριθεί με ενέργεια 16 δεσμών υψηλής ενέργειας.

Έμμεσα απαιτείται οξυγόνο  που  είναι ο τελικός αποδέκτης των πρωτονίων που αντλούνται από την αναερόβια γλυκόλυση και από τον κύκλο του Κρεμπς μέσω ανηγμένων συνενζύμων 

Από την ενέργεια αυτή, ένα μέρος 45% περίπου θα χρησιμοποιηθεί για την οξειδωτική φωσφορυλίωση του ATP 

Η πορεία του κύκλου δεν είναι σταθερή αλλά εξαρτάται από παράγοντες όπως η 1. διαθεσιμότητα του οξυγόνου που είναι στην συνέχεια ο τελικός αποδέκτης πρωτονίων. Ακόμα η πορεία του ελέγχεαι σε τρία σημεία

2. Στην μετατροπή του πυροσταφυλικού σε ακέτυλοσυνένζυμοΑ

3. Το σημείο που το σοκιτρικό μετατρέπεται σε α κετογλουταρικο

4. Το σημείο που το α κεταγλουταρικό μετατρέπεται σε ηλεκτροσυνένζυμοΑ

ΠΗΓΕΣ

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9903/

Κύκλος Κιτρικού Οξέος Tρούγκος Κ. Εργαστήριο Βιολογικής Χημείας ...

Η χημική ένωση του μήνα: 5'-Αδενοσινο-τριφωσφορικό οξύ (ATP)

https://legacy.cup.gr/Files/files/stryer-chap-15.pdf

https://legacy.cup.gr/Files/files/stryer-chap-15.pdf

ίθενται σε CoA για να σχηματίσουν ακετυλ CoA. Στη διαδικασία, ένα μόριο NAD + μειώνεται σε NADH.