Krebsov ciklus

Sadržaj

1 Osnovne reakcije

2 Stupnjevi Krebsovog ciklusa

o 2.1 Reakcija 1: Citrat sintetaza

o 2.2 Reakcija 2: Akonitaza

o 2.3 Reakcija 3: Izocitrat dehidrogenaza

o 2.4 Reakcija 4: α-ketoglutarat dehidrogenaza

o 2.5 Reakcija 5: Sukcinil CoA sintetaza

o 2.6 Reakcija 6: Sukcinat dehidrogenaza

o 2.7 Reakcija 7: Fumaraza

o 2.8 Reakcija 8: Malat dehidrogenaza

3 Regulacija aktivnosti Krebsovog ciklusa

4 Povezanost Krebsovog ciklusa s ostalim metaboličkim putevima

o 4.1 Procesi koji prethode Krebsovom ciklusu

o 4.2 Procesi koji slijede Krebsov ciklus

o 4.3 Procesi koji koriste međuspojeve Krebsovog ciklusa

Krebsov ciklusKrebsov ciklus ili ciklus limunske kiseline ili ciklus trikarboksilnih kiselina (TCA

ciklus) je jedan od temeljnihmetaboličkih ciklusa kod stanica koje koriste kisik u procesu staničnog disanja. Kod aerobnih organizama, Krebsov je ciklus ključni metabolički proces koji spaja puteve degradacije (katabolizma) ugljikohidrata, lipida (masti) i bjelančevina u ugljični dioksid i vodu uz oslobađanje kemijske energije. Krebsov ciklus je amfibolički metabolički put, pošto sudjeluje i u degradaciji organskih molekula (katabolizam) i u biosintezi molekula (anabolizam). Najvažniji metabolički putovi koji se vežu na Krebsov ciklus su glikoliza i oksidativna dekarboksilacija piruvata koje mu prethode i oksidativna fosforilacija koja mu slijedi. Krebsov ciklus je važan i kao izvor prekursora aminokiselina (acetil CoA, α-ketoglutarat, sukcinil CoA, sukcinat, fumarat, oksalacetat). Ciklus nosi ime po Hansu Adolfu Krebsu, britanskom biologu njemačkoga podrijetla koji je otkrio ključne elemente procesa i za to dobio Nobelovu nagradu za medicinu 1953.

1.Osnovne reakcijeKrebsov se ciklus odvija u mitohondrijima eukariotskih stanica i u citoplazmi prokariotskih stanica. Katabolizam ugljikohidrata i masti stvara acetil-CoA, molekulu sastavljenu od jedne acetilne skupine vezane na koenzim A. Acetil-CoA je osnovni supstrat Krebsovog ciklusa. Dvije molekule acetil-CoA oslobađaju svoje acetilne skupine, koje se spajaju s oksalacetatom i formirajulimunsku kiselinu. Limunska kiselina prolazi kroz niz metaboličkih procesa, oslobađa dvije molekule ugljičnog dioksida (CO2) i regenerira se ponovo u oksalacetat koji je spreman za slijedeći ciklus. Najbitnije reakcije u energetskom smislu su formiranje molekule GTP, koja odmah regenerira jednu molekulu ATP, proizvodnja tri molekule NADH i jedne FADH2.[1] Za ključne kemijske reakcije i enzime koje se odvijaju u Krebsovom ciklusu, kao i za njihove produkte vidi tablicu niže.

Reducirani kofaktori (NADH i FADH2) imaju ulogu prijelaznih molekula u procesima oksidacije i redukcije. U reduciranom stanju prenose elektrone od oksidiranih molekula iz samog Krebsovog ciklusa i glikolize do prve faze oksidativne fosforilacije, tzv. lanca prijenosa elektrona. Tada dolazi do oksidacije u NAD+ i FAD i davanja elektrona, koji će za vrijeme oksidativnefosforilacije bili iskorišteni za regeneriranje ATP iz ADP.

Konačna stehiometrijska formula svih reakcija je slijedeća:

Energija koja se dobije od potpune razgradnje jedne molekule glukoze kroz tri faze staničnog disanja (glikoliza, Krebsov ciklus i oksidativna fosforilacija) je 36 molekula ATP. U stvarnosti se proizvede 38 molekula ATP, ali dvije su iskorištene za prijenos (aktivnim transportom) dviju molekula NADH proizvedenih putem glikolize iz citoplazme kroz membranu mitohondrija.

http://hr.wikipedia.org/wiki/Datoteka:Citric_Acid_Cycle_(Hrvatski).svg

SupstratKoenzi

mEnzim Vrsta reakcije Inibitori Aktivatori Produkt

1 oksalacetatacetil-CoA, voda

citrat sintetaza

kondenzacija

citrat, NADH, sukcinil-CoA

- citrat

2a citrat -

akonitaza

dehidracija

- -

cis-akonitat, voda

2b

cis-akonitat voda hidracija isocitrat

3a izocitrat NAD+

izocitrat dehidrogenaza

oksidacijaNADH, ATP

Ca2+,ADP

oksalsukcinat, NADH

3b

oksalsukcinat H+ dekarboksilacija α-ketoglutarat, CO2

4α-ketoglutarat

NAD+, CoA-SH

α-ketoglutarat dehidrogenaza

oksidativna dekarboksilacija

NADH, sukcinil-CoA

Ca2+ sukcinil-CoA, NADH, CO2

5 sukcinil-CoAGDP, fosfat

sukcinil-CoA sintetaza

fosforilacija - -sukcinat, GTP, CoA-SH

6 sukcinat FADsukcinat deihdrogenaza

oksidacija - - fumarat,FADH2

7 fumarat voda fumaraza hidracija - - L-malat

8 L-malat NAD+ malat deidrogenaza

oksidacija - - oksalacetat, NADH

2.Stupnjevi Krebsovog ciklusa

Svaka podjedinica citrat sintetaze veže jednu molekulu oksalacetata (ljubičasto) i jednu acetil-CoA

(bijelo).

2.1 Reakcija 1: Citrat sintetaza

ΔG'°=-31.4 kJ/mol

Prvi enzim u Krebsovom ciklusu, citrat sintetaza katalizira reakciju kondenzacijeacetil-CoA s oksalacetatom iz kojeg nastajecitrat (limunska kiselina). Enzim ima dvije strukturne podjedinice i svaka od njih sposobna je vezati oba supstrata za svojeaktivno mjesto. Enzim katalizira aktivaciju acetil-CoA, kako bi povećao afinitet prema oksalacetatu. Nakon povezivanja acetilne skupine na oksalacetat, tioesterna se grupa (CoA) odvaja hidrolizom kako bi se oslobodila limunska kiselina.

Jednadžba reakcije: Acetil-CoA + oksakacetat + H2O → citrat + CоА + H+

Reakcija je vrlo egzoergonska tj. oslobađa energiju (ΔG'°=-31.4 kJ/mol) što sprječava da reakcija teče u suprotnom smjeru. Limunska kiselina ima i ulogu reguliranja aktivnosti samog enzima, pošto djeluje kao kompetitivni inhibitor. Sposobnostinhibicije citrat sintetaze je jako bitna za reguliranje cijelog Krebsovog ciklusa, pošto ona funkcionira kao biokemijskipacemaker.

Struktura akonitaze

2.2 Reakcija 2: Akonitaza

ΔG'°=+6.3 kJ/mol

Akonitaza katalizira izomerizaciju limunske kiseline (citrata) u izocitrat kroz prijelazno formiranje cis-akonitata. Citrat prolazi procesdehidracije C3 ugljika i stvaranje međuspoja cis-akonitata, koji se potom hidrira u C2 formirajući izocitrat. Reakcija može teći i u suprotnom smjeru, ali to se ne događa u Krebsovom ciklusu zbog zakona o djelovanju masa. Koncentracija citrata je 91%, međuspoja cis-akonitata je 3%, a izocitrata 6%. Reakcija stoga nepovratno teče prema izocitratu.

Jednadžba reakcije: citrat → cis-akonitat + H2O → izocitrat

U aktivnom mjestu akonitaze nalazi se skupina željezo-sumpor koja veže supstrat, zajedno s određenim polarnimaminokiselinama. Prostorna struktura aktivnog mjesta dopušta samo vezivanje 1R,2S citrata, odbijajući suprotni izomer.[5]

Struktura isocitrat deidrogenazeEscherichie coli.

2.3 Reakcija 3: Izocitrat dehidrogenaza

ΔG'°=-8.4 kJ/mol

Mitohondrijska izocitrat dehidrogenaza je enzim koji je ovisan o NAD+, Mn 2+  i/ili Mg 2+ . U početku enzim katalizira oksidacijuizocitrata u oksalsukcinat i proizvede jednu molekulu NADH od NAD+. Potom jedan bivalentni ion (Mn2+ ili Mg2+) veže kisik iz karboksilne skupine i povećavaelektronegativnost tog dijela molekule. Dolazi do preraspodjele elektrona u molekuli, kidanja kemijske veze i oslobađanja karboksilne skupine. Dekarboksilacijom dolazi do formiranja α-ketoglutarata i oslobađanja jedne molekule CO2..

Jednadžba reakcije: izocitrat + NAD+ → Oksalsukcinat + NADH + H+; Oksalsukcinat → α-ketoglutarat + CO2

Katalitičko aktivno mjesto dihidrolipoamid suciniltransferaze, segmenta enzima α-ketoglutarat

deihdrogenaze Escherichie coli

2.4 Reakcija 4: α-ketoglutarat dehidrogenaza

ΔG'°=-30.1 kJ/mol

Pretvorba α-ketoglutarata u sukcinil-CoA od strane α-ketoglutarat dehidrogenaze dešava se putem oksidativne dekarboksilacije. Reakcija predviđa dekarboksilaciju α-ketoglutarata i formiranje tioesterne veze s koenzimom A uz konačni produkt sukcinil CoA i oslobađanje CO2. Istovremeno dolazi do redukcije NAD+ u NADH.

Jednadžba reakcije: α-ketoglutarat + NAD+ + CоА-SH → sukcinil CоА + CO2 + NADH + H+

α-ketoglutarat dehidrogenaza je u biti kompleks sastavljen od tri različita enzima. Podjedinica E1 (2-ketoglutarat dehidrogenaza) i E2 (transsukcinilaza) vrlo su slične podjedinicama prisutnim u jednom drugom enzimu: piruvat dehidrogenazi. Podjedinica E3 je pak istovjetna podjedinici istog enzima. Najvjerojatnije jedan enzim evolutivno potječe od drugoga.[7]

Struktura sukcinil-CoA sintetaze izolirane iz svinjskog srčanog mišića

2.5 Reakcija 5: Sukcinil CoA sintetaza

ΔG°′ = -3.3 kJ mol-1

Sukcinil CoA je tioester visoke kemijske energije (njegova ΔG°′ hidrolize je -33.5 kJ mol-1, slična onoj ATP -30.5 kJ mol-1). Enzimsukcinil CoA sintetaza koristi ovu energiju za fosforilaciju purinskog nukleozid difosfata kaoGDP u jednoj od ključnih reakcija stvaranja kemijske energije iz Krebsovog ciklusa.

Energija prisutna u tioesteru se jednostavno pretvori u energiju u obliku fosfatnih veza koje se kasnije koriste kao univerzalni izvor energije u gotovo svim endoergonskim metaboličkim procesima u cijelom organizmu. U prvom koraku reakcije enzim eliminira Koenzim A iz sukcinil CoA i nastaje međuspoj visoke energije sukcinil fosfat. Potom dolazi do primanja fosfata od jedne molekule histidina prisutom u aktivnom mjestu enzima koji oslobađa sukcinat kao konačni proizvod reakcije i formiranja fosfohistidina. Fosfohistidin odmah prebacuje fosfat na GDP pretvarajući ga u GTP. To je jedina reakcija u Krebsovom ciklusu kod koje dolazi do fosforilacije na nivou substrata.

Jednadžba reakcije: sukcinat-CоА + Pi + GDP → sukcinat + GTP + CоА-SH

Organizam ne koristi direktno GTP kao molekulu visoke energije (GTP ima ulogu signalne molekule). Njegova je uloga u Krebsovom ciklusu da posluži kao međuspoj koji prebacuje fosfatnu grupu na ADP kako bi se stvorio ATP. Tu reakciju katalizira enzim nukleozid difosfokinaza.U završnim fazama Krebsovog ciklusa dolazi do preraspodjele molekula s četiri atoma ugljika do ponovne regeneracije oksalacetata. Da bi to bilo moguće, metilna grupa prisutna na sukcinatu mora doživjeti konverziju u karbonilnu grupu. Konverzija nastaje u tri prijelaza: prva oksidacija, pa hidracija, potom druga oksidacija. Navedeni prijelazi, osim što regeneriraju oksalacetat, omogućavaju „izvlačenje“ dodatne kemijske energije putem nastanka flavin adenin FADH2 i NADH.

Struktura enzimskog kompleksa sukcinat dehidrogenaze i kompleksa IIlanca prijenosa

elektrona Escherichia coli

2.6 Reakcija 6: Sukcinat dehidrogenaza

ΔG'°=0 kJ/mol

Prvu reakciju oksidacije katalizira enzimski kompleks sukcinat dehidrogenaze, jedini enzim iz ciklusa koji ima FAD kao primatelja vodika umjesto NAD+. FAD je kovalentno vezan za enzim, preko jedne molekule histidina. Enzim koristi FAD kao primatelj vodika, pošto reakcija ne razvija dovoljno slobodne energije da reducira NAD+. Enzim katalizira oksidaciju sukcinata u fumarat.

Jednadžba reakcije: sukcinat+ FAD → fumarat + FADH2

Enzimski sustav sukcinat dehidrogenaze je jedini iz cijelog ciklusa koji se nalazi unutar mitohondrijske membrane. Enzim se nalazi u toj poziciji pošto ulazi i u metabolički put lanca prijenosa elektrona (u kojem nosi naziv kompleks II). Nakon prijelaza na FAD, enzim ubacuje elektrone direktno u lanac prijenosa elektrona, koji je prvi dio oksidativne fosforilacije. To je moguće upravo zbog stabilne veze između enzima i samog kofaktora FAD.

Struktura fumaraze kvascaSaccharomyces cerevisiae

2.7 Reakcija 7: Fumaraza

ΔG'°=-3.8 kJ/mol

Enzim fumaraza dodaje fumaratu jedan protoni jednu hidroksilnu grupu (OH) dobivenuhidrolizom vode i formira malat kao konačni produkt. Enzim može vezati grupu OH- samo s jedne strane, tako da fumarat prelazi samo u L-malat.

Jednadžba reakcije: fumarat + H2O → malat

Struktura malat dehidrogenaze bakterije Thermus flavus

2.8 Reakcija 8: Malat dehidrogenaza

ΔG'°=+29.7 kJ/mol

Posljednja reakcija Krebsovog ciklusa predviđa oksidaciju malata u oksalacetat. Time se oksalacetat regenerira i ulazi u novi ciklus. Enzim malat dehidrogenaza koji katalizira reakciju koristi još jednu molekulu NAD+ kao primatelja vodika kako bi proizveo NADH.

Jednadžba reakcije: malat + NAD+ → oksalacetat + NADH + H+

Aktivnost enzima je u potpunosti određena potrošnjom oksalacetata od strane citrat sintetaze (prvog enzima u Krebsovom ciklusu) i potrošnjom NADH od strane lanca prijenosa elektrona. Kontinuirano smanjenje koncentracije navedenih spojeva tjera enzim na stalnu proizvodnju novih spojeva.

3.Regulacija aktivnosti Krebsovog ciklusaBrzina kemijskih reakcija u Krebsovom ciklusu podložna je preciznioj regulaciji, razmjerno energetskim potrebama same stanice. Ključne točke kontrole su alosterični enzimi, izocitrat dehidrogenaza i α-ketoglutarat dehidrogenaza.

Isocitrat dehidrogenazu stimulira prisutnost ADP, koji se veže za enzim, i povećava afinitet prema substratu. Simultano vezanje substrata (isocitrata), NAD+, Mg2+ i ADP na enzim ima potencirajući utjecaj na aktivaciju, dok NADH i ATP smanjuju aktivnost enzima, jer zauzimaju aktivno mjesto vezivanja aktivacijskih spojeva (kompetitivna inhibicija).

Slijedeća ključna točka kontrole je regulacija aktivnosti α-ketoglutarat dehidrogenaze. Enzim je inhibiran od strane sukcinil-CoA i NADH, dva konačna produkta koji nastaju njegovom vlastitom aktivnošću. Enzim može općenito smanjiti aktivnost, ako u stanici već postoji obilje visokoenergetskih molekula kao ATP. Time se smanjuje efikasnost svih procesa proizvodnje energije, među kojima Krebsov ciklus ima središnju ulogu.

Postoje dokazi o reguliranju aktivnosti Krebsovog ciklusa i prije samog ciklusa, na nivou opskrbe prvog enzima u procesu (citrat sintetaze). Velika koncentracija ATP smanjuje afinitet enzima prema svom osnovnom substratu acetil-CoA, smanjujući tako proizvodnju citrata. Stoga, što je više ATP u stanici, manja količina acetil-CoA ulazi u sam Krebsov ciklus.[14]

4. Povezanost Krebsovog ciklusa s ostalim metaboličkim putevima

Interakcija Krebsovog ciklusa i ostalih metaboličkih puteva

Krebsov ciklus ima središnju ulogu u metabolizmu živih bića, prije svega u katabolizmu organskih molekula, ali i u anabolizmu. Na Krebsov se ciklus nadovezuju različiti metabolički putevi koji između ostalog imaju ulogu opskrbe samog ciklusa međuspojevima koji su utrošeni kod biosinteze drugih organskih molekula. Te se kemijske reakcije zovu anaplerotičke reakcije.

4.1 Procesi koji prethode Krebsovom ciklusu

Krebsov ciklus je drugi stupanj razgradnje ugljikohidrata. Prvi stupanj, glikoliza, razgrađuje glukozu (i ostalešećere) u pirogrožđanu kiselinu (piruvat), α-ketokiselinus tri atoma ugljika. Kod eukariota piruvat se prenosi iz citoplazme u mitohondrije, gdje enzimskom reakcijom gubi jedan atom ugljika i nastaje acetil-CoA. Ta se reakcija zove oksidativna dekarboksilacija piruvata, a enzim koji vrši reakciju je piruvat dehidrogenaza . Acetil CoA, koji se oslobađa u mitohondriju ulazi u Krebsov ciklus kao prvi substrat.

Bjelančevine mogu indirektno poslužiti kao izvor energije i njihovi produkti ući u Krebsov ciklus. Bjelančevine seproteolizom razgrađuju u osnovne građevne jedinice:aminokiseline. Neke aminokiseline kao aspartat, valin i isoleucin mogu biti direktno pretvoreni u međuspojeve samog ciklusa.Ostale mogu biti pretvorene u glucide(ugljikohidrate) i ući u ciklus preko metaboličkih puteva karakterističnih za ugljikohidrate.

Produkti razgradnje masti su također izuzetno važan izvor energije koji direktno i indirektno ulaze u Krebsov ciklus. Masti su razgrađene od enzima lipaze koje oslobađaju masne kiseline i glicerol. Glicerol može ući u proces glikolize, pogotovo u stanicama jetre ili biti pretvoren u glukozu putem glukoneogeneze. U mnogim tkivima, pogotovo srcu, masne se kiseline razgrađuju kroz proces beta oksidacije koja direktno proizvodi acetil CoA, osnovni supstrat Krebsovog ciklusa. Beta oksidacijamože proizvesti i propionil CoA, koji će putem glukoneogeneze biti pretvoren u glukozu.

4.2 Procesi koji slijede Krebsov ciklus

Osnovni proces koji slijedi Krebsov ciklus je oksidativna fosforilacija, metabolički put gdje završava stanično disanje. Glavna uloga oksidativne fosforilacije je oksidacija kofaktora NADH i FADH2, koji ponovo ulaze u Krebsov ciklus u oksidiranom obliku NAD+ i FAD. Ovaj proces osidacije generira gradijent protona i elektrona, čija se energija iskoristi za proces fosforilacijemolekula ADP u visokoenergetske molekule ATP. U tom se procesu protoni (H+) vežu na kisik, kojeg organizmi unose iz atmosfere i stvaraju vodu kao konačni produkt. Oksidativna fosforilacija uvelike povećava efikasnost proizvodnje visokoenergetskih nukleozida kao ATP i GTP koja je relativno niska kod Krebsovog ciklusa.

4.3.Procesi koji koriste međuspojeve Krebsovog ciklusa

Međuspojevi Krebsovog ciklusa ulaze u mnoge druge metaboličke puteve. U popisu niže, navedeni su metaboliti Krebsovog ciklusa i metabolički putevi u kojima sudjeluju.

Acetil CoA:

beta oksidacija

biosinteza masnih kiselina;

degradacija lizina

degradacija valina i izoleucina

metabolizam fenilalanina

α-ketoglutarat:

biosinteza lizina

metabolizam askorbinske kiseline

metabolizam glutamata

Sukcinil CoA:

metabolizam propanoata

biosinteza porfirina

degradacija leucina i izoleucina

metabolizam fenilalanina

Sukcinat:

metabolizam butanoata

metabolizam tirozina

Fumarat:

ciklus uree

metabolizam arginina i prolina

metabolizam tirozina

Oksalacetat:

glukoneogeneza

metabolizam glutamata i aspartata

metabolizam glikoksilne kiseline

Ćelijsko disanjeje katabolički proces u kome se organske materije oksiduju, pri čemu kao krajnji

proizvodi te oksidacije nastaju ugljen-dioksid, voda i energija u obliku molekula ATP-a. Zbirno

jednačina ćelijskog disanja je:

C6H12O6+ 6 O2= 6CO2+ 6H2O + ATP ( energija)

Supstrat koji se oksidiše u procesu disanja može biti bilo koje organsko jedinjenje, mada su to

najčešće šećeri i masti. (Kada se razlažu rezervni proteini to je onda znak da ćelija gladuje.)

Proces ćelijskog disanja može se podeliti na sledeće faze:

pripremna faza

oksidativna razgradnja šećera ili masti (lipida)

transport elektrona

sinteza ATP-a.

Ogleda se u:

razgradnji složenih organskih jedinjenja na prostije; npr. polisaharidi se razgrađuju na

monosaharide (npr. kod životinja glikogen, a kod biljaka skrob se razgrađuju na molekule glikoze),

a lipidi na glicerinimasne kiseline.

fosforilaciji jedinjenja koja se tako obogate energijom (povisi im se energetski nivo) čime se

omogućava početak glikolize.

Glikoza se u ovoj fazi prvo prevodi u fruktozu koja se zatim fosforiluje, tako što primi fosfatnu grupu (P)

bogatu energijom i oslobođenu razlaganjem ATP-a:

ATP => ADP + P

Razgradnja ugljenih hidrata (šećera) odvija se u dve faze:

glikolizu

Krebsov ciklus.

Glikoliza

Dešava se u citoplazmi ćelijeu odsustvu kiseonikapa se naziva i anaerobnom fazom disanja. Sastoji

se u razlaganju fruktoze (ima 6 C atoma) do 2 molekula pirogrožđane kiseline (3C atoma). Pri tome se

oslobađa energija u obliku ATPiredukovanog koenzima NADH++H+.

Pirogrožđana kiselina se dalje može razlagati u:

anaerobnim uslovima (kod mikroorganizama bakterija, kvasaca koji žive u uslovima bez

kiseonika)

aerobnim uslovima (ćelije organizama koji koriste kiseonik)

Kod anaerobnih organizama, kakvi su npr. bakterije iz roda Lactobacillus ili kvasci Saccharomyces,

pirogrožđana kiselina se dalje može se razlagati na dva načina:

mlečno-kiselinskim vrenjem u kome se pod uticajem posebnih bakterija kao krajnji proizvod dobija

mliječna kiselina;

alkoholnim vrenjem koje se vrši u prisustvu kvasaca i kao krajnji proizvod daje etil alkohol.

Dalje razlaganje pirogrožđane kiseline kod aerobnih organizama ide kroz cikličan proces nazvan

Krebsov ciklus.

Krebsov ciklus

Nazvan je po Hans Adolfu Krebsu koji ga je otkrio 1937. da bi tek 1953. god. za to otkriće dobio

Nobelovu nagradu.

Pirogrožđana kiselina iz citosola ulazi u mitohondrije gdje reaguje sa koenzimom A (CoA) pri čemu

nastaje acetil- koenzim A (acetil-CoA). Acetil-CoA reaguje sa oksalo-sirćetnom kiselinomi nastaje

limunska kiselina kao prvi proizvod Krebsovog ciklusa. Zbog toga se ovaj ciklus naziva još i ciklus

limunske kiseline, a s obzirom da ta kiselina sadrži tri karboksilne grupe (COOH) i ciklus trikarboksilne

kiseline.

Ostale reakcije dovode, preko niza međuproizvoda, do:

obrnavljanja (regeneracije) oksalo-sirćetne kiseline,ona je, zahvaljujući tome, stalno prisutna u

ćeliji;

oslobađanja 2 molekula ugljen-dioksida

sinteze jedinjenja bogatih energijom,redukovanih koenzima:

NADH++H+

FADH++H+

Redukovani koenzimi se uključuju u narednu fazu disanja,odnosno, u transport elektrona.

Lipidi se prvo, dejstvom enzima lipaze, razlažu na glicerin i masne kiseline koje se, zatim, razlažu ß-

oksidacijom. Ovaj proces je od posebnog značaja za životinje pošto su kod njih masti glavni/najbogatiji

izvor energije. Kod biljaka, kod kojih postoje rezerve ulja, njihova oksidacija vrši se u glioksizomima i

peroksizomima. U njima u procesu nazvanom glioksilatni ciklus od ulja sintetišu ugljeni hidrati.

ß-oksidacija masnih kiselina se odvija tako što se na ß ugljenikovom atomu masne kiseline odvajaju

delovi od po dva C atoma vezani za koenzim A kao acetil-koenzim A. (Beta C atom je drugi po redu od

kraja na kome se nalazi karboksilna grupa.) Ostatak masne kiseline, acil-CoA , koji je kraći za dva

ugljenikova atoma, već je vezan za CoA, može se ponovo ubaciti u rekaciju. Proces se ponavlja sve

dok se masna kiselina potpuno ne razgradi.

Acetil-CoA koji se odvoji od masne kiseline uključuje se u Krebsov ciklus i dalje razlaže po već

opisanoj šemi.

Transport elektrona i oksidativna fosforilacija

Unutrašnja membrana mitohondrija, obrazuje pregrade čime se njena površina mnogostruko uvećava

upravo zbog veoma značajnog procesa koji se na njoj odvija. U njoj se nalaz niz jedinjenja nazvanih

prenosioci elektrona koja sva zajedno građe transportni lanac elektrona. Izvor elektrona, primarni

davaoci, su redukovani koenzimi NADH++H+i FADH++H+. Kada predaju elektrone prenosiocu, koenzimi

postaju oksidovani, a prenosilac se redukuje. Zatim taj prenosilac predaje elkton sledećem prenosiocu

u lancu sve dok se ne preda krajnjem primaocu elektrona. Krajnji primalac elektrona je kiseonik koji se

pri tome redukuje.

Uporedo sa prenosom elektrona duž elektron-transportnog lanca prenose se i protoni vodonika (H+).

Naime, neki od prenosioca u ovom lancu imaju sposobnost da, osim elektrona, prenose i protone. To dovodi do uspostavljanja sile pomoću koje se od ADP i neorganske fosfatne grupe (P) obrazuje ATP.

Ovaj proces reguliše enzim ATP-sintetaza(atepeaza) iz unutrašnje membrane mitohondrija. Proces

sinteze ATP u disanju je oksidativna fosforilacija.

Razlaganjem jednog molekula glikoze obrazuje se 36 molekula ATP-a, što je oko 65% od ukupne

količine energije kojom raspolaže molekul glikoze. Ostalo se oslobađa u vidu toplote.