Цикл трикарбоновых кислот
Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК, цикл Кребса) является заключи¬тельным этапом окисления всех видов клеточного "топлива" в аэробных условиях. Процесс окисления включает ряд последовательных фермента¬тивных реакций, замкнутых в цикл (рис. 5.4). Цикл протекает в матриксе митохондрий, в нем не используется молекулярный кислород. Главная функция ЦТК заключается в окислении ацетил-КоА с участием дегидроге-наз (ферментов, содержащих НАД+ или ФАД в качестве кофермента) и об¬разованием двух молекул СОг и четырех пар атомов водорода в виде вос-становленных коферментов:
СНз-CO-SKoA -> 2СО2 + ЗНАД-Н + ФАД-Н2 + ГТФ.
При каждом обороте цикла молекула ацетил-КоА вступает во взаи¬модействие со щавелевоуксусной кислотой {ЩУК) с образованием лимон¬ной кислоты. Конечным продуктом цикла является та же ЩУК, поэтому она практически не расходуется: одной молекулы ЩУК достаточно для окисления неограниченного количества молекул уксусной кислоты.
Фермент, катализирующий связывание ацетила со ЩУК и запус¬кающий цикл лимонной кислоты, - цитрат-синтаза - относится к регуля-торным энзимам; он активируется под действием инсулина и ингибируется АТФ и НАД-Н. Фермент аконитаза обеспечивает равновесие между ли¬монной и изолимонной кислотами через образование цис-аконитовой ки¬слоты. Следующая реакция катализируется НАД-зависимой изоцитратде-гидрогеназой, которая также может ингибироваться АТФ и НАД-Н, но ак¬тивируется АДФ.
Окислительное декарбоксилирование а-кетоглутарата до сукцинил-КоА (необратимый процесс) происходит с помощью а-кетоглутарат-дегидрогеназного комплекса и напоминает окисление ПВК до ацетил-КоА. В качестве коферментов в процессе также участвуют ТДФ, амид липоевой кислоты, HS-KoA, ФАД и НАД.

Рис. 5.4. Реакции цикла трикарбоновых кислот Кребса
Образовавшийся сукцинил-КоА представляет собой макроэргическое соединение. С участием гуанозиндифосфата (ГДФ), неорганического фос¬фата и фермента сукцинил-тиокиназы происходит перенос энергии макро-эргической связи на молекулу ГТФ, которая затем передает свою фосфат-
ную группу на АДФ с образованием АТФ. Такой процесс получил назва¬ние субстратного фосфорилирования, так как для образования макроэрги-ческого вещества (в данном случае АТФ) не требуется окисления.
Окисление янтарной кислоты катализируется ФАД-зависимой сукци-натдегидрогеназой, далее фумараза обеспечивает гидратацию фумаровой кислоты и образование малата. В последней реакции цикла Кребса НАД-зависимая малатдегидрогеназа катализирует окисление яблочной кислоты с образованием ЩУК.
Основные биохимические функции цикла трикарбоновых кислот:
•   Интегративная - цикл Кребса является своеобразным метаболическим "коллектором", который объединяет пути катаболизма углеводов, липи-дов и белков.
•    Энергетическая - в цикле образуется одна молекула АТФ (в процессе субстратного фосфорилирования).
•   Водород-генерирующая - ЦТК является основным "генератором водо¬рода" для ферментов дыхательной цепи. Ферменты ЦТК, как и пируват-дегидрогеназный комплекс, находятся в матриксе митохондрий и по¬этому имеют тесную связь с процессами тканевого дыхания и окисли¬тельного фосфорилирования, протекающими в митохондриальных мем¬бранах.