Beste antwoord
Heel eng bekeken, zou ik zeggen dat het “doel” van de cyclus de productie van gereduceerde vormen van NADH is en FADH2 evenals wat ATP en GTP, beginnend en eindigend met oxaalacetaat, waarbij oxaalacetaat een molecuul van vier koolstofatomen is. De eerste stap in de cyclus is de vorming van citraat, een molecuul van zes koolstofatomen, dat wordt gevormd uit de twee koolstofatomen acetyl – (CoA) en oxaalacetaat.
Het moet gezegd worden dat de Krebs-cyclus ook wel de citroenzuurcyclus en de tricarbonzuurcyclus wordt genoemd – deze termen beschrijven allemaal dezelfde basisset van metabole routes. Er moet ook worden gezegd dat het eigenlijk geen volledig gesloten cyclus is, omdat er in feite meerdere vertakkingsroutes mogelijk zijn voor tussenproducten bij elke stap.
De bron van acetyl-CoA is glycolyse.
De cyclus zelf verbruikt geen zuurstof, hoewel het twee CO2-moleculen produceert voor elke acetylgroep die binnenkomt, maar het wordt beschouwd als een essentieel onderdeel van het aëroob metabolisme omdat de elektronen van de verminderde NADH en FADH2 essentiële inputs zijn in het elektron transportketen en leveren energie voor de volgende stappen in aëroob metabolisme, die wel zuurstof verbruiken.
Een draai van de Krebs-cyclus resulteert in de productie van drie NADH en één FADH2, evenals één GTP en één ATP . De reacties worden gekatalyseerd door vele enzymen, die bijna allemaal in het cytosol zitten in plaats van in de membranen.
De NADH en FADH2 helpen vervolgens de rest van het aëroob metabolisme aan te sturen, via de elektronentransportketen, een complex proces genaamd oxidatieve fosforylering, waarbij verschillende membraankruisproteïnen in de mitochondriale membranen betrokken zijn, en aangedreven door transmembraan elektrische potentialen. De elektronentransportketen maakt direct gebruik van zuurstof en succinaat die in de Krebs-cyclus worden geproduceerd, waarbij die zuurstof zorgvuldig wordt beheerd en zoveel mogelijk wordt geïsoleerd uit de cellulaire en mitochondriale inhoud om verdere ATP-moleculen uit ADP en fosfaat te produceren. De Krebs-cyclus is dus een essentieel onderdeel van het aerobe metabolisme. Maar het zijn de volgende stappen, het is oxidatieve fosforylering die ATP in grote hoeveelheden produceert, en als gevolg van kinetiek is ATP dan een belangrijk reservoir van vrije energie in cellen.
Citraat, een molecuul met zes koolstofatomen gevormd in de eerste stap, evenals vele andere tussenliggende moleculen uit de verschillende latere stappen van de Krebs-cyclus, voordat deze terugkeert naar oxaalacetaat, kunnen worden omgeleid van de cyclus voor gebruik bij de synthese van bijvoorbeeld niet-essentiële aminozuren. / p>
Men kan dus zeggen dat de cyclus zowel metabole als katabole “doeleinden” heeft, veronderstel ik. Een belangrijk “doel” van het cellulaire leven is in feite de voortdurende productie van ATP. Er zijn andere gratis energiereservoirs in moderne cellen, maar ATP is zowat de grootste. Zonder ATP gebeurt er eigenlijk niets anders.
Antwoord
De Kreb-cyclus komt voor bij kanker. In sommige kankercellen worden de suikers echter langs verschillende wegen geleid, waarvan sommige in verband worden gebracht met kanker, dit betekent niet dat het niet voorkomt, het betekent dat er minder dingen in die richting gaan. Dit is een vrij gebruikelijke manier om resultaten van metabole experimenten verkeerd te interpreteren.
Ik denk dat we terug moeten gaan naar de reden waarom mensen denken dat de Kreb-cyclus niet actief is. Het Warburg-effect stelt vast dat kankercellen over het algemeen veel van hun energie vergaren door glycolyse via melkzuurfermentatie in plaats van oxidatieve fosforylering. De algemeen ondersteunde hypothese is dat mutaties die in kankercellen zijn verzameld een anaërobe omgeving creëren waarin fermentatie de voorkeur heeft boven ademhaling.
Dus als mensen uitleggen wat er aan de hand is, is het in een zwart-wit antwoord dat de suiker gaat lactaat en gaat door die logica niet in de Kreb-cyclus. Wat ze eigenlijk bedoelen is dat een deel van de glucose wordt omgeleid naar een ander pad. Even terzijde, de Warburg-hypothese stelde voor dat het Warburg-effect een oorzaak is en niet een gevolg van kanker. Dit wordt doorgaans niet ondersteund door de huidige gegevens.
Wat is er precies aan de hand? Kortom best veel. In het kort aan de hand van het onderstaande schema:
- Glucose kan de pentosefosfaatroute passeren via Glucose 6-fosfaat waar het naartoe gaat in biosynthese in plaats van energieproductie. (rood) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18337823 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22509023
- Vanwege overexpressie van Fosfoglyceraat dehydrogenase (PHGDH) glucose kan worden omgezet in serine en glycine biosynthese (oranje) http://www.nature.com/ng/journal/v43/n9/full/ng.890.html
- Anaërobe omgevingen en tekortkomingen met de Von Hippel-Lindau-tumoronderdrukker kan resulteren in verminderde flux naar Acetyl-CoA (blauw) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22101433
- De Kreb Cycle is eigenlijk heel actief.In plaats van zijn koolstof uit glucose te halen, is het echter afkomstig van glutamine / glutamaat dat in citraat terechtkomt via de isocitraat dehydrogenase-1 (IDH1) -route en dat gaat in lipide synthese. (paars) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22101433
- Functieverlies mutaties in fumaat-hydratase in combinatie met hypoxische omgevingen kunnen resulteren in de accumulatie van fumaraat en succinaat, die vervolgens koolstof omleiden via alanine en uiteindelijk de heem-oxygenase (HMOX) -route . (groen) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21849978
Samenvatting van metabolische veranderingen bij kanker https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23206561
Kortom, er gebeurt veel met de Kreb-cyclus. Door zowel omgevings- als genetische veranderingen wordt de glucoseflux in het pad echter verminderd, samen met andere koolstofbronnen.
Dit zijn niet precies fenomenen die beperkt zijn tot kankercellen. Als cellen snel groeien, is het over het algemeen belangrijker om snel toegang te hebben tot energie in plaats van efficiënt energieverbruik. In de meeste zoogdier- en bacteriële biotechnologie is fermentatie tijdens de logfase de primaire energiebron voordat de cellen in de lag-fase overschakelen op aërobe ademhaling. Merk op dat tijdens de groei glucose wordt omgeleid naar NTP en lipidenbiosynthese. In de stationaire fase zullen de cellen daadwerkelijk lactaat consumeren.
Metabole flux in CHO-cellen in verschillende groeifasen. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21821143
Samengevat, het Warburg-effect is niet het resultaat van het deactiveren van de Kreb-cyclus, het is een product van voedselbronnen die rond de Krebs-cyclus werken.