Chu trình Krebs, còn gọi là chu trình axit tricarboxylic (hay chu trình ATC), chu trình axit citric,12 hoặc chu trình SzentGyörgyiKrebs (hiếm gặp), là một chuỗi các phản ứng hóa học được sử dụng bởi các sinh vật hiếu khí để giải phóng năng lượng được lưu trữ thông qua oxy hóa khử axetylCoA bắt nguồn từ các carbohydrate, chất béo và protein thành adenosine triphosphate (ATP) và carbon dioxide. Ngoài ra, chu trình cung cấp tiền chất của một số amino acid nhất định, cũng như chất khử NADH, được sử dụng trong nhiều phản ứng khác. Tầm quan trọng của nó đối với nhiều con đường sinh hóa cho thấy rằng nó là một trong những thành phần sớm nhất được thiết lập của tế bào trao đổi chất và có thể có nguồn gốc phát sinh một cách tự nhiên.34 Mặc dù nó được gắn thương hiệu như một chu trình, nhưng không cần thiết cho các chất chuyển hóa chỉ theo một tuyến đường cụ thể; ít nhất ba phân đoạn của chu trình axit citric đã được công nhận.5 Phản ứng hóa học này được xúc tác bởi enzyme có vai trò quan trọng bậc nhất trong mọi tế bào sống có dùng oxy trong hô hấp tế bào. Ở các sinh vật đơn bào, chu trình axit citric diễn ra ở chất nền của ti thể. Các thành phần và các phản ứng trong chu trình axit citric được Albert SzentGyörgyi và Hans Krebs tìm ra. Chu trình axit citric tạo ra ATP cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sống của tế bào, cũng như cho mọi hoạt động của cơ thể. Nó cần nguyên liệu từ quá trình đường phân của glucose.
TRƯỜNG CAO ĐẲNG VIỆT MỸ THUYẾT TRÌNH QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI GLUCID Lên men yếm khí – Hơ hấp háo khí Sau q trình đường phân, sản phẩm cuối tạo pyruvate Pyruvate có thể: + Lên men rượu ethanol + Lên men chua + Chu trình Krebs acid lactic CO2 + H2O Yếm khí (Khơng có O2) Hiếu khí (Có O2) Lên men yếm khí • Quá trình lên men rượu Ethanol - Xảy hầu hết thực vật nhiều vi sinh vật - Ở lên men rượu, trước hết pyruvate khử cacboxyl hố thành acetaldehyde, sau tác dụng NADH khử thành ethanol Q trình lên men rượu gồm trình đường phân từ carbohydrate pyruvic acid, từ chất đến acetaldehyde ethanol sản phẩm cuối Đường hexose (glucose, fructose) nguyên liệu ban đầu trình lên men, tổng quát biểu diễn sau: (1) phân tử glucose bị phân hủy thành Pyruvat PTPU: • Hexose + 2ATP → fructose – 1,6 – diphosphate • Fructose – 1,6-diphosphate → aldehydphosphoclyceric • aldehydphosphoglyceric + 2NAD+ → pyruvate + 4ATP + NADH Quá trình lên men rươu Ethanol (2) Năng lượng từ phản ứng tỏa nhiệt sử dụng để liên kết phosphat vô với ADP chuyển đổi NAD + thành NADH. Hai pyruvat sau bị phân hủy thành Acetaldehyde thải CO2 (3) Hai Acetaldehyt sau chuyển thành hai etanol cách sử dụng ion H + từ NADH, chuyển đổi NADH trở lại thành NAD + PTPU: (2) & (3) • pyruvate + 2NADH → ethanol + NAD+ + 2CO2 Cuối cùng: hexose → ethanol + 2CO2 Q trình lên men rươu Ethanol + 2ATP • Q trình lên men lactic - Lên men lactic trình chuyển hố đường thành acid lactic nhờ vi sinh vật, điển hình vi khuẩn nhóm lactic (chủ yếu vi khuẩn lactobacillus plantarum) - Thường diễn tế bào hồng cầu, tế bào Lên men chua Lactic Lên men rượu Ethanol Trong trường hợp này, acid pyruvic tạo thành nhờ vào trình đường phân Sau tác dụng enzyme lactatdehydrogenase tương tác đồng thời NADH để khử acid pyruvic thành acid lactic - Lên men lactic có loại: + Lên men lactic đồng hình: lên men vi khuẩn lactic đồng hình Lượng sản phẩm Acid lactic hình thành chiếm 90% sản phẩm glucose acid puruvic acid lactic + Lên men lactic dị hình: Lên men vi khuẩn lactic dị hình Trường hợp có khoảng 50% acid lactic tạo thành Ngồi ra, cịn có sản phẩm phụ khác như: CO2, ethanol, aceton Lên men yếm khí tổng kết sau: • Ứng dụng lên men yếm khí - Đối với lên men rượu: Sản xuất bánh mì, sản xuất bia, rượu, cồn, - Đối với lên men chua lactic: Sản xuất sữa chua, muối dưa cà, ủ chua thức ăn cho gia súc II Hơ Hấp Háo Khí – Chu Trình Kreb Phân giải glucose thành pyruvate Chuyển hóa pyruvate thành acetyl - CoA CHIA LÀM GIAI ĐOẠN Oxy hóa acetyl-CoA thơng qua chu trình Krebs (chu trình citric acid) Oxy hóa coenzyme khử qua chuỗi hơ hấp Phản ứng Hình thành Succinyl CoA CO2 Sản phẩm α ketoglutarate vừa bị oxy hóa vừa bị khử carboyl hóa tác dụng xúc tác phức enzyme α-ketoglutarate dehydrogenase Giống phản ứng 3, NADH+H+, CO2 succinyl CoA tạo thành Phản ứng Hình thành Succiniate Năng lượng liên kết cao succinyl CoA dùng để tạo ATP thông qua GTP Đây chặng phản ứng chu trình Krebs xảy tích lũy lượng ATP