3.3. Енергетичний баланс ЦЛК з урахуванням окисного фосфорилювання
Робота циклу Кребса спряжена з функціонуванням дихального ланцюга мітохондрій. Вивільнення енергії, яка акумульована у відновних еквівалентах НАДН.Н та ФАДН2, відбувається завдяки роботі дихального ланцюга. По цьому ланцюгу білків-переносників транспортуються електрони з субстратів на кисень, вивільняється енергія, якої достатньо для утворення макроергічних зв’язків, тобто для синтезу АТФ. Перенесення електронів супроводжується окисненням НАДН.Н та ФАДН2, але кількість АТФ, що синтезується в результаті цього, різна. За рахунок окиснення НАДН.Н завжди утворю-ється 3 АТФ, окиснення ФАДН2 супроводжується синтезом ли-ше 2 АТФ (причини такої різниці будуть розглянуті нижче у від-повідному розділі щодо механізму окисного фосфорилювання).
В одному циклі відбувається відновлення 3 НАД, 1 ФАД та утворення 1 ГТФ, тому енергетичний баланс циклу з ураху-ванням окисного фосфорилювання має такий вигляд:
Сумарне рівняння циклу Кребса з урахуванням лише субстратів та продуктів таке:
Ацетил-КоА + 2Н2О + АДФ + Фн + 3НАД + ФАД ?
КоА + 2СО2 + АТФ + НАДН.Н + ФАДН2.
3.4. Регуляція циклу лимонної кислоти
Активність циклу залежить від надходження окисних форм коферментів дегідрогеназ (насамперед НАД) та швидкості використання АТФ у клітині (тобто від співвідношення АТФ/АДФ). Робота циклу цілком залежить від енергетичного статусу клітини – при зростанні потреб клітини в енергії цикл активується, при зниженні використання енергетичних субстратів відбувається інгібування цього процесу.
У ЦЛК є регуляторні ферменти, активність яких регулюється алостерично за допомогою активаторів та інгібіторів.
Регуляторні ферменти циклу:
цитратсинтаза - це основний регуляторний фермент всього циклу; інгібітори – АТФ, жирні кислоти, цитрат, сукциніл-КоА, НАДН.Н; активність цього ферменту також залежить від концентрації субстратів – ацетил-КоА та оксалоацетату;
ізоцитратдегідрогеназа – відомо, що з трьох ізоферментів цього ферменту в мітохондріях зустрічається НАД-залежна ізоцитратдегідрогеназа, активність якої залежить від концентрації іонів Mn2+ або Mg2+; активатори – Са2+, АДФ та АМФ, інгібітори – АТФ, НАДН.Н, сукциніл-КоА;
?-кетоглутаратдегідрогеназний комплекс – цей мультиферментний комплекс регулюється продуктами реакції: інгібітори - НАДН.Н та сукциніл-КоА, активатор – Са2+.
Крім того, на швидкість процесу впливає активність сукцинатдегідрогенази та малатдегідрогенази:
сукцинатдегідрогеназа інгібується оксалоацетатом,
активність малатдегідрогенази залежить від співвідношення НАДН.Н/ НАД.
У клітинах головного мозку ацетил-КоА переважно утворю-ється при катаболізмі глюкози, тому активність циклу Кребса також буде залежати від регуляції піруватдегідрогеназного комплексу (див. «Обмін вуглеводів»).