Piruvat oksidlanishi

Hujayra nafas olishi jarayonining toʻrt bosqichi orasida piruvat oksidlanish hodisasi birmuncha gʻayritabiiy holatdir; u sitrat sikli yoki glikoliz jarayoniga nisbatan qisqadir. Lekin bu holat uning ahamiyatini yoʻqotmaydi. Aksincha, piruvat oksidlanishi glikolizni hujayra nafas olishining qolgan qismi bilan bogʻlaydigan asosiy yoʻl hisoblanadi.

Glikoliz jarayonining oxirida ikkita piruvat molekulasi mavjud boʻlib, ulardan hali koʻp miqdorda energiya olinadi. Piruvat oksidlanish qolgan energiyani $\text{ATF}$‍ koʻrinishida olishning navbatdagi bosqichidir, garchi piruvat oksidlanishda $\text{ATF}$‍ olinmasa ham.

Eukariotlarda bu qadam mitoxondriyaning ichki boʻlagi boʻlgan matritsada sodir boʻladi. Prokariotlarda bu sitoplazmada sodir boʻladi. Umuman olganda, piruvat oksidlanishi piruvatni – uch uglerodli molekulani – atsetil $\text{CoA}$‍ - Koanzema A ga biriktirish jarayonida ikki uglerodli molekulaga aylantiradi – bu $\text{NADN}$‍ hosil qiladi va bitta karbonat angidrid molekulasini chiqaradi. Atsetil $\text{CoA}$‍ hujayra nafas olishining keyingi bosqichida sitrat sikli uchun yonilgʻi sifatida ishlaydi.

Piruvat sitoplazmada glikoliz orqali hosil boʻladi, ammo piruvat oksidlanishi mitoxondriya matritsasida (eukariotlarda) sodir boʻladi. Shunday qilib, kimyoviy reaksiyalar boshlanishidan oldin piruvat mitoxondriyaga kirib, uning ichki membranasini kesib oʻtib, matritsaga yetib borishi kerak boʻladi.

Matritsada piruvat bir necha bosqichda oʻzgartiriladi:

1-bosqich. Karboksil guruhi piruvatdan ajraladi va karbonat angidrid molekulasi sifatida ajralib chiqadi va ikki uglerodli molekulani qoldiradi.

2-bosqich. 1-bosqichdagi ikki uglerodli molekula oksidlanadi va oksidlanishda yoʻqolgan elektronlar $\text{NADN}$‍ hosil qilish uchun ${\text{NAD}}^{+}$‍ bilan olinadi.

3-bosqich. Oksidlangan ikkita uglerodli molekula – yashil rang bilan ajratilgan atsetil guruhi, Koanzema A ($\text{CoA}$‍), B5 vitaminidan olingan organik molekula, atsetil $\text{CoA}$‍ hosil qilish uchun birikadi. Atsetil $\text{CoA}$‍ baʼzan tashuvchi molekula deb ataladi va bu yerda uning vazifasi atsetil guruhini sitrat sikliga oʻtkazishdir.

Yuqoridagi bosqichlar uchta piruvat degidrogenaz kompleksi deb nomlangan yirik ferment kompleksi tomonidan amalga oshiriladi, u uchta oʻzaro bogʻliq fermentlardan iborat va 60 dan ortiq kichik qismlarni oʻz ichiga oladi. Bir necha bosqichda reaksiya vositachilari ferment kompleksi bilan, aniqrogʻi, uning koeffitsiyentlari bilan kovalent aloqalarni hosil qiladi. Piruvat degidrogenaz kompleksi tartibga solishda muhim ahamiyat kasb etadi, chunki u sitrat ${}^{1,2,3}$‍ sikliga kiritilgan atsetil $\text{CoA}$‍ miqdorini nazorat qiladi.

Agar glikolizdan kiradigan ikkita piruvatni (har bir glyukoza molekulasi uchun) koʻrib chiqsak, piruvat oksidlanishini quyidagicha umumlashtirishimiz mumkin:

Nega atsetil $\text{CoA}$‍ hosil boʻladi? Atsetil $\text{CoA}$‍ hujayra nafas olishining keyingi bosqichida sitrat sikli uchun yonilgʻi sifatida xizmat qiladi. $\text{CoA}$‍ qoʻshilishi atsetil guruhini faollashtirishga yordam beradi va uni sitrat sikliga kirish uchun zarur boʻlgan reaksiyalardan oʻtishga tayyorlaydi.