У аэробов, так же, как и у анаэробов, глюкоза проходит
через реакции гликолиза. Но на завершающей стадии из пировиноградной кислоты
не образуется молочная кислота или спирт. В организмах аэробов с
пировиноградной кислотой начинают происходить «приключения», ещё более увлекательные
и захватывающие, чем гликолиз. В некоторых из этих химических реакций
участвуют не только продукты превращений пировиноградной кислоты, но и молекулы
другой кислоты — щавелевоуксусной.
После распада пировиноградной кислоты до углекислого
газа и воды щавелевоуксусная кислота вновь образуется в первозданном виде. Это
циклическое превращение было открыто в 1937 г. английским биохимиком Хансом
Адольфом Кребсом (1900— 1981). В честь него оно получило название цикла Кребса.
В цикле Кребса энергия переводится в АТФ благодаря
химическому соединению, которое называется кофермент А. При этом кофермент А
помогает некоторым ферментам, принимающим участие в катаболических реакциях. Он
имеет достаточно сложное химическое строение; его принято обозначать как KoA-SH.
На одной из стадий цикла Кребса образуется вещество, в
котором кофермент А связан с остатком карбоксильной группы. Эта связь высокоэнергетическая.
При её разрушении выделившаяся энергия тратится на синтез молекулы АТФ. Всего в
ходе цикла Кребса организм получает из каждой молекулы глюкозы ещё две молекулы
АТФ. При этом образуется шесть молекул углекислого газа.
В цикле Кребса работает и уже знакомый нам аккумулятор
электронов НАД. Ведь в результате распада пировиноградной кислоты до
углекислого газа происходит окисление атомов углерода. Электроны и атомы
водорода достаются НАД. Одна молекула пировиноградной кислоты даёт четыре
молекулы НАД•Н. Но здесь, в отличие от гликолиза, НАД действует не один. У него
появляется «коллега» по приёму электронов с созвучным именем
флавинадениндинуклеотид (ФАД). В дополнение к четырём молекулам НАД•Н при
превращениях пировиноградной кислоты образуется одна молекула восстановленной
формы ФАД, которую обозначают ФАД•Н2.
Разложение молекулы глюкозы до углекислого газа через
гликолиз и цикл Кребса даёт аэробному организму четыре молекулы АТФ (две от
гликолиза и две от цикла Кребса)
Молекула щавелевоуксусной кислоты состоит из четырёх
атомов углерода. Её можно условно разбить на две половинки. Одна напоминает
уксусную кислоту (СН3СООН), а другая — щавелевую кислоту
(НООС—СООН). Поэтому её и называют щавелевоуксусной.
Соединение с высокоэнергетической связью, образующееся в
цикле Кребса. десять молекул НАД•Н (у аэробов молочная кислота не образуется, и
потому две молекулы НАД•Н, синтезированные при гликолизе, не расходуются) и
две молекулы ФАД•Н2. Однако на этом миссия глюкозы не окончена.
Дальше в дело вступают электроны и атомы водорода глюкозы, оказавшиеся у
аккумуляторов электронов — НАД•Н и ФАД•Н2. |