Цикл трикарбоновых кислот

Г.Я.Городисской

и белков в аэробных условиях. В цикл вступает молекула ацетилкоэнзима-А,

ацетил-КоА, оксалоацетат,вода продукт - цитрат

Активный центр фермента обладает сродством к молекулам

Между отрицательно заряженным атомом кислорода кетогруппы оксалоацетата и водородным атомом ацетил-КоА возникает водородная связь

В результате образования водородной связи происходит гиперполяризация пи-связи кетогруппы в направлении атома кислорода и сигма-связи метильной группы в направлении атома углерода

Происходит перегруппировка связей в результате чего вместо кетогруппы образуется гидроксильная, а атомы углерода оксалоацетата и ацетил-КоА соединяются сигма-связью

Цитратсинтаза катализирует также гидролиз макроэргической связи ацетил-КоА, за счет энергии гидролиза обеспечивается протекание ферментативного катализа

центр). Субстрат - цитрат. Продукт - изоцитрат. Промежуточное соединение - цис-аконитат

Активный

Под действием активного центра фермента происходит поляризация связей в гидроксильной и одной из метильных групп субстрата

Между кислородным атомом гидроксильной групы и водородом метильной возникает водородная связь

При возникновении водородной связи образуется молекула воды и цис-аконитата за счет перегруппировки связей

Молекула воды способна изменять свое местоположение в активном центре фермента, при этом происходит сближение атома водорода в ее составе с перекрывающимися р-электронными облаками пи-связи

При такой ориентации молекул возможно образование сначала пи- , а затем и сигма-комплекса и присоединение атома водорода к одному из углеродных атомов

Присоединение водородного атома идет против правила Марковникова из-за ориентирующего влияния фермента

Гидроксильная группа присоединяется к другому углеродному атому с образованием конечного продукта - изоцитрата

Субстрат - изоцитрат Продукт - а-кетоглутарат Кофермент - НАД Активаторы - АДФ,

СОО

Происходит ориентирование молекулы изоцитрата, обладающей стереоизомерией в АЦ фермента

Фермент катализирует декарбоксилирование СООН группы, находящейся в АЦ изоцитрат-ДГ

Далее происходит отщепление водородных атомов гидроксильной группы и 2-го С-атома с замыканием Пи-связи С-О. Промежуточным акцептором протонов и электронов служат функциональные группы фермента

После этого происходит перенос протона и двух электронов на молекулу НАД+ и освобождение второго протона

к-ты Субстрат - а-Кетоглутарат Продукт - сукцинил-КоА

Е1-ТПФ
Липоамид-Е2
HS-KoA
Е3-ФАД
НАД+
Е1 = а-кетоглутаратдегидрогеназа
Е2 = дигидролипоилсукцинилтрансфераза
Е3

двойной связи подходит протон и образуется водородная связь за счет

Реакция 5. Образование сукцината Фермент - сукцинил-КоА-синтетаза (АЦ = активный центр). Субстрат - сукцинил-КоА, ГДФ,Фн Продукт - сукцинат,ГТФ В ходе реакции происходит субстратное фосфорилирование ГДФ

ГДФ - ОН

Вследствие гиперполяризации С-О связей одна из них разрывается, положительный заряд с протона переходит на атом углерода, образуется гидроксильная группа

К положительно заряженному углеродному атому подходит ион ортофосфата, ориентируемый конфигурацией АЦ фермента. Между С-атомом сукцината и кислородным атомом фосфата образуется эфирная связь

Так как электронная конфигурация группы, содержащей у одного углеродного атома две эфирных связи неустойчива, происходит отщепление молекулы НS-KoA с переходом водородного атома на кофермент и восстановлением двойной С-О связи, эфирная связь при этом становится макроэргической

Далее происходит перенос макроэргической связи с сукцината на молекулу ГДФ с образованием ГТФ и сукцината ( субстратное фосфорилирование).

центр) Субстрат - сукцинат Продукт - фумарат, ФАДН2

Группа ФАД, в отличие от

После ориентирования молекулы сукцината в АЦ фермент осуществляет перенос водородных атомов на простетическую группус образованием фумарата

КоQ

После восстановления ФАД происходит перенос протонов и электронов с него в дыхательную цепь при участии коэнзима-Q. При этом осуществляется регенерация простетической группы фермента.

что обеспечивает правильную ориентацию ее и прохождение дальнейших процессов катализа

Реакция

К молекуле фумарата в области двойной связи подходит молеула воды, ориентируемая электростатическими силами

Действие АЦ фермента обеспечивает повышение поляризации связи О-Н в молекуле воды и облегчает образование пи-комплекса с вовлечением пи-связи молекулы фумарата

Далее пи-комплекс спонтанно превращается в сигма-комплекс, молекула воды распадается на протон и гидроксильную группу, положительный заряд протона распределяется на него и два углеродных атома, пи-связь между которыми разрушается

В ходе реакции сигма-комплекс также разрушается, атом водорода образует сигма-связь с одним из углеродных, а другой получает положительный заряд

Положительно заряженный атом углерода взаимодействует с гидроксильной группой, сначала за счет электростатических сил, а затем образуя сигма-связь с атомом кислорода. Результатом реакции является образование конечного продукта - малата.

активный центр). Субстрат - малат, продукт - оксалоацетат

Фермент осуществляет перенос