תגובה ראשונה

התגובה הראשונה במעגל קרבס הינה דחיסת אצטיל קואנזים A עם אוקסלואצטט - Oxaloacetate ליצירת ציטרט - Citrate. תגובה זו הינה חד כיוונית ומתבצעת על ידי האנזים ציטרט סינתאז - Citrate synthase. קבוצת האצטיל מתנתקת מאצטיל קואנזים A, הקשר התיואסטרי בין קבוצת האצטיל לקבוצת התיול נשבר תוך כדי שחרור אנרגיה. קבוצת המתיל של קבוצת האצטיל נקשרת לקבוצת הקרבוניל של אוקסלואצטט.

תגובה שלישית

התגובה השלישית במעגל קרבס הינה חמצון איזוציטרט לאלפא קטוגלוטרט -
Alpha Ketoglutarate. התגובה מתבצעת על ידי האנזים איזוציטרט דהידרוגננאז - isocitrate dehydrogenase, בשני שלבים. שלב ראשון הינו חמצון הכוהל השניוני במולקולת האיזוציטרט ויצירת מטבוליט ביניים אוקסלוסוקצינט – Oxalosuccinate. בשלב השני של התגובה, מתבצעת דקרבוקסילציה - הוצאת מולקולת פחמן דו חמצני – CO₂ מאוקסלוסוקצינט ויצירת אלפא קטוגלוטרט. מתרחש חמצון NAD+ ל-NADH -התהליך בלתי הפיך. לתגובה זו דרוש יון מנגן - ⁺Mn².

תגובה רביעית
התגובה הרביעית במעגל קרבס הינה חמצון אלפא קטוגלוטרט לסוקציניל קואנזים A ופחמן דו חמצני. התגובה מתבצעת על ידי קומפלקס ( קבוצת אנזימים ) אלפא קטוגלוטרט דהידרוגנאז - alpha Ketoglutarate dehydrogenase complex אשר דומה לקומפלקס פירובט דהידרוגנאז, מבחינת מבנה – 3 תת יחידות ומבחינת הפעולה הביוכימית. חמצון אלפא קטוגלוטרט גורם לשחרור אנרגיה הדרושה ליצירת הקשר התיואסטרי בין סוקציניל לקואנזים A. בתגובה זו ⁺NAD משמש כגורם מחזר.

תגובה חמישית

התגובה החמישית במעגל קרבס הינה פירוק הקשר התיואסטרי בין סוקציניל לקואנזים A ויצירת סוקצינט - Succinate. התגובה מתבצעת על ידי האנזים סוקציניל קואנזים A סינתתאז –succinyl-CoA synthetase. האנרגיה שמשתחררת מפירוק קשר התיואסטרי משמשת ליצירת מולקולת GTP, השקולה למולקולת ATP.

תגובה שניה

התגובה השניה במעגל קרבס הינה המרת ציטרט לאיזוציטרט. התגובה מתבצעת על ידי האנזים אקוניטאז – aconitate, התגובה מתבצעת עי ידי יצירת מטבוליט ביניים - ציס אקוניטט –Cis-aconitate. את הכוהל השלישוני, שלא ניתן לחמצון, האנזים הופך לכוהל שניוני אשר ניתן לחמצון, על ידי הוצאת והכנסת מולקולת מים.

תגובה שישית

התגובה השישית במעגל קרבס הינה חמצון סוקצינט לפומרט - fumarate .התגובה מתבצעת על ידי האנזים סיקצינט דהידרוגנאז -succinate dehydrogenase, זהו האנזים היחיד שנמצא בשרשרת מעבר האלקטרונים על ממברנת המיטוכונדריה. בתגובה זו ממוצה האנרגיה האגורה בפחמנים המחוזרים על ידי חמצונם- הוצאת מימן מכל אחד ויצירת קשר כפול. שני המימנים אשר הוצאו ממולקולת הסוקצינט מועברים למולקולת FAD ונוצרת מולקולת FADH₂ אשר משמשת להעברת אלקטרונים לשרשרת מעבר האלקטרונים בתהליך הזרחון החמצוני.

תגובה שביעית

התגובה השביעית במעגל קרבס הינה הידרציה – הכנסת מולקולת מים לפומרט ויצירת מלאט -Malate. התגובה מתבצעת על ידי האנזים פומראז – fumarase. נוצר כוהל שניוני שאותו ניתן לחמצן לקרבוניל.

תגובה שמינית

התגובה השמינית במעגל קרבס הינה חמצון קבוצת הכהל השניוני במלאט ויצירת אוקסלואצטט.
התגובה מתבצעת על ידי האנזים מלט דהידרוגנאז - Malate dehydrogenase. חמצון קבוצת הכוהל משחרר אנרגיה ליצירת כוח מחזר – נוצרת קבוצה קרבונילית. שני המימנים אשר הוצאו ממולקולת הסוקצינט מועברים למולקולת NAD ונוצרת מולקולת NADH אשר משמשת להעברת אלקטרונים לשרשרת מעבר האלקטרונים בתהליך הזרחון החמצוני. התוצר הסופי של התגובה – אוקסלואצטט מתחיל שוב את המעגל.

בקרות במעגל קרבס

פירובאט דהידרוגנאז – pyruvate dehydrogenase, מושפע מרמת האנרגיה בתא: היחס בין ATP/ADP NAD+/NADH וכן מהתוצר הישיר של הריאקציה – אצטיל Co A.
גורמים מעכבים: ATP, אצטיל Co A , חומצות שומן ארוכות שרשרת, NADH.

גורמים חיוביים: קו אנזים AMP, NAD⁺,CoA.

ציטרט סינתאז - citrate synthase, מושפע מרמת האנרגיה בתא: היחס בין ATP/ADP NAD+/NADH, מושפע מרמת התוצר הישיר – ציטרט וכן מרמת תוצר בשלב מאוחר יותר במעגל - סוקציניל-CoA.
גורמים מעכבים: ATP, NADH, ציטרט, סוקציניל-CoA.
גורמים חיוביים: ADP.

איזוציטראט דהידרוגנאז - isocitrate dehydrogenase.
גורמים מעכבים: ATP.
גורמים חיוביים: ADP, Ca⁺².

אלפא קטוגלוטראט דהידרוגנאז - Alpha Ketoglutarate dehydrogenase.
גורמים מעכבים: NADH, סוקציניל CoA.
גורמים חיוביים: Ca⁺².

חומצות אמינו גלוקוגניות	חומצות אמינו קטוגניות	חומצות אמינו גלוקוגניות / קטוגניות
אלאנין	איזולאוצין	לאוצין
ארגינין	פנילאלנין	ליזין
אספרטט	תראונין
ציסטאין	טריפטופאן
גלוטמין	טירוזין
גלוטמט
גליצין
היסטידין
מתיונין
פרולין
סרין
ואלין

מעגל קרבס ומטבוליזם של חומצות אמינו

מעגל קרבס משמש כצומת מעבר במטבוליזם של חומצות אמינו. לחומצות האמינו השונות יש מספר נקודות כניסה אל המעגל. כאשר חומצה אמינית משנה את מסלולה המטבולי ועוברת המרה לאחת מהמולקולות אשר משתתפות במעגל קרבס, גורלה עשוי להיות מגוון. למרות זאת מסווגים את חומצות האמינו על פי החלוקה הבאה: חומצות אמיניות גלוקוגניות, קטוגניות וגלוקוגניות / קטוגניות.

מעגל קרבס - Krebs cycle

מעגל קרבס Krebs cycle - הינו מסלול מטבולי המהווה את השלב המקדים לזרחון חמצוני – השלב האחרון בתהליך הפקת האנרגיה מאבות המזון.

למעגל קרבס מספר שמות נוספים:
מעגל חומצת הלימון.
מעגל החומצה הציטרית - citric acid cycle.
מעגל החומצות הטריקרבוקסיליות - tricarboxylic acid cycle – TCA.

תפקיד מעגל קרבס בתהליך הפקת האנרגיה מפחמימות חלבונים ושומנים

במעגל קרבס מתחמצנים הפחמנים של גלוקוז, חומצות אמינו וחומצות שומן. השלד הפחמני של פחמימות, חומצות אמינו וחומצות שומן מפורק לקבוצות פחמנים קטנות – קבוצות אצטיל, אשר נכנסות אל המעגל. בכל "סיבוב" במעגל מתחמצנים הפחמנים לפחמן דו חמצני – CO2, נוצרות מולקולות GTP אשר מתורגמות ל – ATP כמו כן נוצרות מולקולות NADH ו – FADH₂ אשר משמשות כמעבירי אלקטרונים לתהליך הזרחון החמצוני אשר מהווה את השלב האחרון בתהליך הפקת האנרגיה במיטוכונדריה.

מעגל קרבס - מעבר לתהליך הפקת אנרגיה

מעגל קרבס הינו מסלול מטבולי המהווה צומת דרכים בתהליך הפקת אנרגיה מפחמימות, שומנים וחלבונים. בנוסף משמש המעגל כצומת לייצור ופירוק מולקולות אשר מעורבות במסלולים מטבוליים אחרים בגוף, לדוגמה:
• אוקלסואצטט משמש לייצר פוספואנולפירובט והמשך הפוספואנולפירובט למסלול הגלוקונאוגנזה – ייצור מחדש של גלוקוז. בנוסף משמש אוקסלואצטט כחומר מוצר לייצור אספרטט ולייצור פירימידינים.
• ציטרט משמש ליצירת חומצות שומן וסטרולים.
• אלפא קטוגלוטרט משמש כחומר מוצא ליצירת גלוטמין.
• סוקציניל קואנזים A משמש כחומר מוצא לייצור טבעת הפורפורין במולקולת ההם – Heme, בהמוגלובין.

לפגישת היכרות ללא
התחייבות וללא תשלום