Nejlepší odpověď
Při velmi úzkém pohledu bych řekl, že „účelem“ cyklu je výroba redukovaných forem NADH a FADH2 a také některé ATP a GTP, počínaje a konče oxaloacetátem, přičemž oxaloacetát je molekula se čtyřmi uhlíky. Prvním krokem v cyklu je tvorba citrátu, molekuly se šesti uhlíky, která se tvoří ze dvou uhlíkových acetyl – (CoA) a oxaloacetátu.
Je třeba říci, že Krebsův cyklus se také nazývá cyklus kyseliny citronové a cyklus trikarboxylové kyseliny – všechny tyto pojmy popisují stejnou základní sadu metabolických drah. Mělo by se také říci, že to ve skutečnosti není úplně uzavřený cyklus, protože ve skutečnosti existuje mezi jednotlivými produkty v každém kroku několik větvících cest.
Zdrojem acetyl CoA je glykolýza.
Cyklus sám o sobě nespotřebovává kyslík, i když produkuje dvě molekuly CO2 pro každou acetylovou skupinu, která vstupuje, ale je považován za podstatnou součást aerobního metabolismu, protože elektrony ze sníženého NADH a FADH2 jsou základními vstupy do elektronu transportní řetězec a poskytují energii pro další kroky v aerobním metabolismu, které spotřebovávají kyslík.
Jeden obrat Krebsova cyklu vede k produkci tří NADH a jednoho FADH2, stejně jako jednoho GTP a jednoho ATP . Reakce jsou katalyzovány mnoha enzymy, téměř všemi obsaženými v cytosolu, spíše než v membránách.
NADH a FADH2 pak pomáhají řídit zbytek aerobního metabolismu prostřednictvím řetězce transportu elektronů, komplexní proces zvaný oxidativní fosforylace, zahrnující několik proteinů procházejících membránou v mitochondriálních membránách a poháněný transmembránovými elektrickými potenciály. Řetězec transportu elektronů přímo využívá kyslík a sukcinát produkovaný v Krebsově cyklu, přičemž tento kyslík je pečlivě řízen a izolován z buněčného a mitochondriálního obsahu v maximální možné míře k produkci dalších molekul ATP z ADP a fosfátu. Krebsův cyklus je tedy nezbytnou součástí aerobního metabolismu. Ale jsou to další kroky, je to oxidativní fosforylace, která produkuje ATP ve velkém množství a díky kinetice je ATP pak hlavním rezervoárem volné energie v buňkách.
Citrát, molekula se šesti uhlíky, vytvořená v první krok, stejně jako mnoho dalších mezilehlých molekul z různých pozdějších kroků Krebsova cyklu, než se vrátí k oxaloacetátu, lze odklonit od cyklu pro použití například při syntéze neesenciálních aminokyselin.
Dá se tedy říci, že cyklus má metabolické i katabolické „účely“, předpokládám. Jedním z hlavních „účelů“ buněčného života je ve skutečnosti pokračující produkce ATP. V moderních buňkách jsou další volné energetické zásobníky, ale ATP je téměř největší. Bez ATP se v podstatě nic jiného neděje.
Odpověď
Krebův cyklus se vyskytuje u rakoviny. V některých rakovinných buňkách se však cukry přesouvají různými cestami, z nichž některé jsou spojeny s rakovinou, to však neznamená, že k nim nedochází, znamená to, že méně věcí jde tímto směrem. Toto je docela běžný způsob, jak nesprávně interpretovat výsledky metabolických experimentů.
Myslím, že se musíme vrátit k důvodu, proč si lidé myslí, že Krebův cyklus není aktivní. Warburgův efekt pozoruje, že rakovinné buňky obecně sbírají hodně energie pomocí glykolýzy prostřednictvím fermentace kyselinou mléčnou, spíše než pomocí oxidativní fosforylace. Obecně podporovaná hypotéza je, že mutace shromážděné v rakovinných buňkách vytvářejí anaerobní prostředí, kde je upřednostňována fermentace před dýcháním.
Když tedy lidé vysvětlují, o co jde, v černé a bílé odpovědi jde o to, že cukr jde laktovat a podle toho logika nejde do Krebova cyklu. Ve skutečnosti to znamená, že část glukózy je odkloněna na jinou cestu. Kromě toho Warburgova hypotéza navrhovala, že Warburgův účinek je příčinou a nikoli účinkem rakoviny. Aktuální údaje to obecně nepodporují.
Co přesně se děje? Stručně řečeno, docela dost. Krátké rozpracování níže uvedeného schématu:
- Glukóza může projít cestou pentózofosfátu přes glukózo-6-fosfát, kam se dostane spíše než na výrobu energie do biosyntézy. (červená) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18337823 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22509023
- kvůli nadměrnému vyjádření Fosfoglycerátdehydrogenáza (PHGDH) se glukóza může převést na biosyntézu serinu a glycinu (oranžová) http://www.nature.com/ng/journal/v43/n9/full/ng.890.html
- anaerobní prostředí a nedostatky s Von Hippel-Lindau tumor supresor může mít za následek snížený tok na Acetyl-CoA (modrý) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22101433
- Krebův cyklus je ve skutečnosti velmi aktivní.Avšak spíše než získávání uhlíku z glukózy pochází z glutaminu / glutamátu, který se přivádí do citrátu cestou isocitrate dehydrogenase-1 (IDH1) a jde do syntéza lipidů. (fialová) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22101433
- Ztráta funkčních mutací ve fumát-hydratáze v kombinaci s hypoxickým prostředím může mít za následek akumulaci fumarátu a sukcinátu, které pak odvádějí uhlík přes alanin a nakonec cesta hemoxygenázy (HMOX) . (zelená) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21849978
Souhrn metabolických změn u rakoviny https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23206561
Stručně řečeno, s Krebským cyklem se toho děje hodně. Kvůli environmentálním i genetickým změnám se však tok glukózy do dráhy snižuje spolu s dalšími zdroji uhlíku.
Toto není přesně fenomén omezený na rakovinné buňky. Obecně řečeno, když buňky rychle rostou, je důležitější mít rychlý přístup k energii než efektivní využití energie. Ve většině savčích a bakteriálních biotechnologií je během logické fáze fermentace primárním zdrojem energie před přechodem buněk k aerobnímu dýchání ve fázi zpoždění. Všimněte si, že během růstu dochází k posunu glukózy směrem k biosyntéze NTP a lipidů. Ve stacionární fázi budou buňky ve skutečnosti konzumovat laktát.
Metabolický tok v buňkách CHO v různých růstových fázích. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21821143
Stručně řečeno, Warburgův efekt není výsledkem deaktivace Krebova cyklu, je to produkt potravinových zdrojů pracujících kolem Krebsova cyklu.