8.12 : منتجات دورة حامض الستريك

خلايا معظم الكائنات الحية _ بما في ذلك النباتات والحيوانات _ تحصل على طاقة قابلة للاستخدام من خلال التنفس الهوائي ، وهو نسخة تتطلب الأكسجين من التنفس الخلوي. يتكون التنفس الهوائي من أربع مراحل رئيسية: تحلل السكر وأكسدة البيروفات ودورة حمض الستريك والفسفرة المؤكسدة. تُعرف المرحلة الرئيسية الثالثة ، دورة حمض الستريك ، أيضاً باسم دورة كريبس أو دورة حمض الكربوكسيل (TCA).

لكل جزيء جلوكوز يخضع للتنفس الخلوي ، يتم إجراء دورة حمض الستريك مرتين ؛ وذلك لأن تحلل السكر (المرحلة الأولى من التنفس الهوائي) ينتج جزيئين من البيروفات لكل جزيء جلوكوز. أثناء أكسدة البيروفات (المرحلة الثانية من التنفس الهوائي) ، يتم تحويل كل جزيء بيروفات إلى جزيء واحد من أسيتيل-CoA _ المدخل في دورة حمض الستريك. لذلك ، لكل جزيء جلوكوز ، يتم إنتاج جزيئين أسيتيل-CoA. يمر كل جزيء من جزيئي أسيتيل-CoA مرة واحدة خلال دورة حمض الستريك.

تبدأ دورة حامض الستريك بدمج أسيتيل-CoA وأوكسالو أسيتات لتكوين حمض الستريك. لكل جزيء أسيتيل-CoA ، يكون ناتج دورة حمض الستريك عبارة عن جزيئين من ثاني أكسيد الكربون ، وثلاثة جزيئات NADH ، وجزيءFADH₂ ، وجزيء GTP/ATP. لذلك ، لكل جزيء جلوكوز (الذي يولد جزيئين أسيتيل- CoA) ، تنتج دورة حمض الستريك أربعة جزيئات من ثاني أكسيد الكربون ، وستة جزيئات NADH ، وجزيئين FADH2 ، وجزيئين GTP/ATP. تعمل دورة حمض الستريك أيضاً على تجديد الأوكسالو أسيتات ، وهو الجزيء الذي يبدأ الدورة.

في حين أن إنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات لدورة حمض الستريك متواضع ، فإن إنتاج الإنزيمات المساعدة NADH و FADH₂ أمر بالغ الأهمية لإنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات في المرحلة النهائية من التنفس الخلوي ، الفسفرة التأكسدية. تعمل هذه الإنزيمات المساعدة كحاملات للإلكترون وتتبرع بإلكتروناتها إلى سلسلة نقل الإلكترون ، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج معظم الأدينوسين ثلاثي الفوسفات الناتج عن التنفس الخلوي.