Разница между гликолизом и циклом Кребса (лимонная кислота)

• 2020

Основное различие между гликолизом и циклом Кребса заключается в следующем: гликолиз является первым этапом, вовлеченным в процесс дыхания и происходящим в цитоплазме клетки. В то время как цикл Кребса является вторым процессом дыхания, который происходит в митохондриях клетки. Оба процесса вовлечены в дыхание с целью удовлетворения энергетических потребностей организма.

Таким образом, гликолиз определяется как цепочка реакций для превращения глюкозы (или гликогена) в лактат пирувата и, таким образом, с образованием АТФ. С другой стороны, цикл Креба или цикл лимонной кислоты включает окисление ацетил-КоА в CO2 и H2O.

Дыхание - важный процесс всего живого существа, где используется кислород и выделяется углекислый газ из организма. Во время этого процесса высвобождается энергия, которая используется для выполнения различных функций организма. Помимо вышеупомянутых двух механизмов, существуют различные другие механизмы дыхания, такие как электронная транспортная система, пентозофосфатный путь, анаэробный распад пировиноградной кислоты и терминальное окисление.

В представленном контенте мы обсудим общую разницу между двумя наиболее важными механизмами дыхания, которые представляют собой гликолиз и цикл Кребса.

Сравнительная таблица

Определение гликолиза

Гликолиз также известен как «Путь Эмбден-Мейерхоф-Парнас ». Это уникальный путь, проходящий как аэробно, так и анаэробно, без участия молекулярного кислорода. Это основной путь метаболизма глюкозы, который происходит в цитозоле всех клеток. Основная концепция этого процесса заключается в том, что одна молекула глюкозы частично окисляется в два моля пирувата, что усиливается присутствием ферментов.

Гликолиз - это процесс, который происходит в 10 простых шагов. В этом цикле первые семь стадий реакций гликолиза происходят в цитоплазматических органеллах, называемых гликозомами . В то время как другие три реакции, такие как гексокиназа, фосфофруктокиназа и пируваткиназа, являются необратимыми.

Весь цикл разделен на две фазы, первые пять этапов известны как подготовительная фаза, а другой - как этап окупаемости . На первых пяти этапах этого пути фосфорилирование глюкозы происходит дважды и превращается в 1, 6-бифосфат фруктозы, поэтому мы можем сказать, что энергия здесь расходуется из-за фосфорилирования, а АТФ является донором фосфорильной группы.

Далее фруктозо-1, 6-бифосфат расщепляется с образованием двух 2, 3-углеродных молекул. Дигидроксиацетонфосфат, который является одним из продуктов, превращается в 3-фосфат глицеральдегидов. Это дает две молекулы глицеральдегид-3-фосфата, которые затем обрабатываются до пятиступенчатой ​​фазы окупаемости.

Фаза окупаемости - фаза получения энергии гликолиза, и на последнем этапе она дает АТФ и NADH. Во-первых, глицеральдегид-3-фосфат окисляется с помощью NAD + в качестве акцептора электронов (с образованием NADH), и неорганический фосфат включается для получения молекулы высокой энергии в виде 1, 3-бифосфоглицерата. Впоследствии высокоэнергетический фосфат на углероде передается в АДФ для превращения в АТФ. Это производство АТФ называется фосфорилированием на уровне субстрата.

Путь гликолиза

Таким образом, выход энергии из гликолиза составляет 2 АТФ и 2 НАДН от одной молекулы глюкозы.

Шаги, вовлеченные в гликолиз :

Этап 1 : Этот первый этап называется фосфорилированием, это необратимая реакция, ведущаяся к ферменту, называемому гексокиназой. Этот фермент содержится во всех типах клеток. На этом этапе глюкоза фосфорилируется АТФ с образованием молекулы фосфата сахара. Отрицательный заряд, присутствующий в фосфате, предотвращает прохождение фосфата сахара через плазматическую мембрану и, таким образом, вовлекает глюкозу в клетку.

Этап 2 : Этот этап называется изомеризацией, при этом обратимая перегруппировка химической структуры переводит карбонильный кислород из углерода 1 в углерод 2, образуя кетозу из альдозного сахара.

Стадия 3 : Это также стадия фосфорилирования, новая гидроксильная группа на углероде 1 фосфорилируется с помощью АТФ для образования двух трехуглеродных фосфатов сахара. Этот этап регулируется ферментом фосфофруктокиназой, который проверяет поступление сахаров в гликолиз.

Шаг 4 : Это называется реакцией расщепления . Здесь две трехуглеродные молекулы производятся путем расщепления шести углеродных сахаров. Только глицеральдегид-3-фосфат может протекать немедленно через гликолиз.

Стадия 5 : Это также реакция изомеризации, где другой продукт стадии 4, дигидроксиацетонфосфат, изомеризуется с образованием глицеральдегид-3-фосфата.

Шаг 6 : С этого шага начнется фаза генерации энергии. Таким образом, две молекулы глицеральдегид-3-фосфата окисляются. Реагируя с группой -SH, йодоацетат ингибирует функцию фермента глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы.

Этап 7 : образуется АТФ из высокоэнергетической фосфатной группы, которая была получена на этапе 6.

Стадия 8. Связывание фосфатного эфира в 3-фосфоглицерате, имеющее свободную энергию, перемещается из углерода 3 с образованием 2-фосфоглицерата.

Шаг 9 : Энолфосфатная связь создается с удалением воды из 2-фосфоглицерата. Энолаза (фермент, катализирующий эту стадию) ингибируется фтором.

Шаг 10 : Формирует АТФ с переносом АДФ в высокоэнергетическую фосфатную группу, генерируемую на шаге 9.

Определение цикла Кребса

Этот цикл происходит в матрице митохондрий (цитозоль у прокариот) . Конечным результатом является производство CO2, когда ацетильная группа входит в цикл как Acetyl CoA. При этом происходит окисление пировиноградной кислоты в углекислый газ и воду.

Цикл Кребса был открыт Г. А. Кребсом ( биохимиком немецкого происхождения ) в 1936 году . Поскольку цикл начинается с образования лимонной кислоты, он называется циклом лимонной кислоты. Цикл также содержит три карбоновые группы (СООН), следовательно, также называется циклом трикарбоновых кислот (цикл ТСА).

Цикл лимонной кислоты (Кребса)

Шаги, вовлеченные в цикл Кребса :

Стадия 1 : Цитрат получают на этой стадии, когда ацетил-КоА добавляет свою двухуглеродную ацетильную группу к оксалоацетату.

Шаг 2 : Цитрат превращается в его изоцитрат (изомер цитрата) путем удаления одной молекулы воды и добавления другой.

Шаг 3 : NAD + восстанавливается до NA, когда изоцитрат окисляется и теряет молекулу CO2.

Шаг 4 : CO2 снова теряется, полученное соединение окисляется, а NAD + восстанавливается до NADH. Оставшаяся молекула присоединяется к коферменту А через нестабильную связь. Альфа-кетоглутаратдегидрогеназа катализирует реакцию.

Шаг 5 : GTP генерируется смещением CoA фосфатной группой и переводится в ВВП.

Стадия 6 : На этом этапе образуются FADH2 и окисляющий сукцинат, когда два водорода переносятся в FAD.

Стадия 7 : субстрат окисляется, а NAD + восстанавливается до NADH, а оксалоацетат регенерируется.

Ключевая разница между гликолизом и циклом Кребса

1. Гликолиз также известен как EMP (путь Embden-Meyerhof-Parnas или цитоплазматический путь), который начинается с распада глюкозы в пируват; Цикл Кребса также известен как цикл ТСА (трикарбоновая кислота). Митохондриальное дыхание начинает окислять пируват в CO2.
2. Чистое усиление всего цикла составляет две молекулы АТФ и две молекулы НАДН на каждую молекулу расщепленной глюкозы, в то время как в цикле Кребса шесть молекул НАДН2, 2 молекулы FADH2 на каждые два фермента ацетил-КоА.
3. Общее количество произведенного АТФ составляет 8, а в цикле Кребса общее количество АТФ составляет 24.
4. При гликолизе диоксид углерода не выделяется, тогда как в цикле Кребса выделяется диоксид углерода.
5. Место возникновения гликолиза находится внутри цитоплазмы; Цикл Кребса происходит внутри митохондрий (цитозоль у прокариот).
6. Гликолиз может происходить в присутствии кислорода, то есть аэробного, или в отсутствие кислорода, то есть анаэробного ; Цикл Кребса происходит аэробно .
7. Молекула глюкозы разлагается на две молекулы органического вещества, пирувата при гликолизе, в то время как разложение пирувата полностью превращается в неорганические вещества, которые представляют собой CO2 и H2O.
8. В гликолизе 2 молекулы АТФ потребляются для фосфорилирования, в то время как в цикле Креба АТФ не расходуется .
9. Нет роли окислительного фосфорилирования в гликолизе; Существует большая роль окислительного фосфорилирования, так как считается, что оксалоацетат играет каталитическую роль в цикле Кребса.
10. Как и в гликолизе, глюкоза расщепляется на пируват, и, следовательно, гликолиз считается первой стадией дыхания ; Цикл Кребса является второй стадией дыхания для производства АТФ.
11. Гликолиз - это прямой или линейный путь ; в то время как цикл Кребса представляет собой круговой путь .

Вывод

Оба пути производят энергию для клетки, где гликолиз - это расщепление молекулы глюкозы с образованием двух молекул пирувата, в то время как цикл Креба - это процесс, в котором ацетил-КоА образует цитрат путем добавления своей ацетильной группы углерода к оксалоацетату. Гликолиз имеет важное значение для мозга, который зависит от глюкозы для получения энергии.

Цикл Кребса является важным метаболическим путем в снабжении организма энергией, около 65-70% АТФ синтезируется в цикле Кребса. Цикл лимонной кислоты или цикл Кребса является конечным окислительным путем, который связывает почти все индивидуальные метаболические пути.