साइट्रिक एसिड चक्र

साइट्रिक एसिड चक्र कार्बोहाइड्रेट, अमीनो एसिड और फैटी एसिड के लिए कार्बन कंकाल ऑक्सीडेटिव अपचय में अंतिम चरण के लिए माइटोकॉन्ड्रियल हब के रूप में कार्य करता है। प्रत्येक ऑक्सीडेटिव चरण, बदले में, निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड (एनएडीएच) या फ्लेविन एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड (एफएडीएच2) जैसे कोएंजाइम को कम करता है।

साइट्रिक एसिड चक्र क्या है?

साइट्रिक एसिड रासायनिक सूत्र C6H8O7 का एक कार्बनिक यौगिक है

इसलिए इसमें कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन तत्व शामिल हैं। यह सफ़ेद रंग का ठोस होने के साथ-साथ एक कमज़ोर कार्बनिक अम्ल भी है। प्राकृतिक रूप से, यह नींबू, मौसमी आदि खट्टे फलों में पाया जाता है। साइट्रिक एसिड चक्र सभी एरोबिक जीवों के चयापचय में होता है। साइट्रिक एसिड जैव रसायन में साइट्रिक एसिड चक्र में एक मध्यवर्ती है। साइट्रिक एसिड के अणु में कार्बन के छह परमाणु, सात ऑक्सीजन परमाणु और आठ हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। इसमें एक तलीय संरचना और तीन कार्बोक्जिलिक एसिड समूह (COOH) और एक हाइड्रॉक्सिल समूह (OH) है। इसका विस्तारित सूत्र CH2COOH−COHCOOH−CH2COOH है

साइट्रिक एसिड चक्र की व्याख्या

साइट्रिक एसिड चक्र (सीएसी) को टीसीए चक्र (ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र) या क्रेब्स चक्र भी कहा जाता है। इस चक्र में, शामिल प्रतिक्रिया एसिटाइल-सीओए के ऑक्सीकरण की विधि के माध्यम से संग्रहीत ऊर्जा को मुक्त करने में सहायक होती है जो प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा से प्राप्त होती है। हालाँकि, प्रतिक्रियाओं की इस श्रृंखला को इसके पहले दो मध्यवर्ती पर तीन कार्बोक्सिल समूहों के लिए ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड (टीसीए) चक्र कहा जाता है, या इसके खोजकर्ता हंस क्रेब्स के बाद क्रेब्स चक्र कहा जाता है। इसलिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं की यह श्रृंखला वसा, कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन से प्राप्त एसीटेट के कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) में ऑक्सीकरण के माध्यम से ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए सभी एरोबिक जीवों के लिए महत्वपूर्ण है।).

साइट्रिक एसिड चक्र माइटोकॉन्ड्रिया में होता है और तीन एनएडीएच और एक एफएडीएच (फ्लेविन एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड) को इलेक्ट्रॉन दान करके एरोबिक स्थितियों में बड़ी मात्रा में ऊर्जा प्रदान करता है, जो प्रोटॉन ग्रेडिएंट बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन परिवहन की श्रृंखला में इलेक्ट्रॉन दान करते हैं।

साइट्रिक एसिड चक्र मार्ग को एक प्रमुख और मुख्य चयापचय मार्ग माना जाता है जो कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन के चयापचय को जोड़ता है।

साइट्रिक एसिड चक्र प्रतिक्रियाएं

साइट्रिक एसिड चक्र रासायनिक प्रतिक्रियाओं की आठ-चरणीय श्रृंखला है। इन प्रतिक्रियाओं में जलयोजन प्रतिक्रिया, रेडॉक्स प्रतिक्रिया, निर्जलीकरण प्रतिक्रिया और डीकार्बाक्सिलेशन प्रतिक्रियाएं शामिल हैं। एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट या गुआनोसिन ट्राइफॉस्फेट साइट्रिक चक्र के प्रत्येक चरण में बनता है और NADH के तीन अणु और एक FADH2 अणु भी बनता है जो आगे के चरणों में मदद करता है। साइट्रिक एसिड चक्र प्रतिक्रियाओं के प्रत्येक चरण की संरचनाओं के साथ साइट्रिक एसिड चक्र की आठ प्रतिक्रियाएं नीचे दी गई हैं।

• प्रतिक्रिया 1: साइट्रेट सिंथेज़- साइट्रिक एसिड चक्र की पहली प्रतिक्रिया में, एंजाइम साइट्रेट सिंथेज़ प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है। प्रतिक्रिया के पहले चरण में साइट्रिक एसिड के निर्माण के लिए, ऑक्सालोएसीटेट को एसिटाइल-सीओए के साथ मिलाया जाता है। एक बार जब दो अणु जुड़ जाते हैं तो पानी का अणु एसिटाइल पर हमला करता है और कॉम्प्लेक्स से कोएंजाइम ए की रिहाई की ओर जाता है।
• प्रतिक्रिया 2: एकोनिटेज़- एंजाइम एकोनिटेज़ का उपयोग अगली प्रतिक्रिया में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। इस प्रतिक्रिया में पानी के अणु को साइट्रिक एसिड से निकालकर वापस एक अलग स्थान पर रख दिया जाता है। इस परिवर्तन से उत्पाद की उपज आइसोसिट्रेट होती है।
• प्रतिक्रिया 3: आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज- साइट्रिक एसिड चक्र की तीसरी प्रतिक्रिया में, दो घटनाएं घटती हैं। पहली प्रतिक्रिया में, NAD से NADH की उत्पत्ति होती है। ऑक्सीजन-हाइड्रोजन समूह का ऑक्सीकरण एंजाइम आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा आइसोसाइट्रेट की चौथी स्थिति में उत्प्रेरित होता है ताकि एक मध्यवर्ती प्राप्त हो सके जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) होता है) अल्फा-कीटोग्लूटारेट प्राप्त करने के लिए इसमें से अणु निकाला गया।
• प्रतिक्रिया 4: अल्फा-कीटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज- अल्फा-कीटोग्लूटारेट चक्र की चौथी प्रतिक्रिया में एक कार्बन डाइऑक्साइड अणु खो देता है और उसके स्थान पर कोएंजाइम ए जोड़ा जाता है। NAD की सहायता से डिकार्बाक्सिलेशन होता है, जो NADH में परिवर्तित हो जाता है। प्रतिक्रिया एंजाइम अल्फा-किटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा उत्प्रेरित होती है। अंत में बनने वाली प्रतिक्रिया के अणु को succinyl-CoA कहा जाता है।
• प्रतिक्रिया 5: सक्सिनिल-सीओए सिंथेटेज़- गुआनोसिन ट्राइफॉस्फेट (जीटीपी) का एक अणु प्रतिक्रियाओं के पांचवें चरण में संश्लेषित किया जाता है जहां यह एंजाइम स्यूसिनिल-सीओए सिंथेटेज़ द्वारा उत्प्रेरित होता है। जीडीपी अणु में एक मुक्त फॉस्फेट समूह के जुड़ने से, जीटीपी संश्लेषण होता है। फॉस्फेट का एक मुक्त समूह सबसे पहले सक्सिनिल-सीओए अणु पर हमला करता है और सीओए छोड़ता है। फॉस्फेट अणु से जुड़ने के बाद इसे जीटीपी बनाने के लिए जीडीपी में स्थानांतरित किया जाता है। परिणामी उत्पाद अणु सक्सिनेट है।
• प्रतिक्रिया 6: सक्सिनेट डीहाइड्रोजनेज- एंजाइम सक्सिनेट डीहाइड्रोजनेज उस प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है जहां यह साइट्रिक एसिड चक्र की छठी प्रतिक्रिया में सक्सिनेट से दो हाइड्रोजन को हटा देता है। FAD का एक अणु जो NAD के समान एक सहएंजाइम है, FADH2 में अपचयित हो जाता है प्रतिक्रिया में क्योंकि यह सक्सेनेट से हाइड्रोजन लेता है। इस प्रतिक्रिया का उत्पाद फ्यूमरेट है।
• प्रतिक्रिया 7: फ्यूमरेज़- इस चक्र की दूसरी अंतिम प्रतिक्रिया को H2O के अतिरिक्त एंजाइम फ़्यूमरेज़ द्वारा बढ़ाया जाता है अणु एल-मैलेट का उत्पादन करने के लिए एच2ओ अणु को -ओएच समूह के रूप में फ्यूमरेट में बदलें।
• प्रतिक्रिया 8: मैलेट डिहाइड्रोजनेज- साइट्रिक एसिड चक्र की अंतिम प्रतिक्रिया में एनएडीएच का उत्पादन करने के लिए एनएडी के एक अणु के साथ एल-मैलेट को ऑक्सीकरण करके ऑक्सालोएसिटेट उत्पन्न होता है।

निष्कर्ष

साइट्रिक एसिड चक्र एसिटाइल-सीओए को CO2 में ऑक्सीकरण करने का एक महत्वपूर्ण कैटोबोलिक मार्ग है और एटीपी उत्पन्न करना। चक्र की जटिल, साथ ही सरल साइट्रिक एसिड चक्र प्रतिक्रियाएं, आठ एंजाइमों द्वारा की जाती हैं जो एसीटेट को पूरी तरह से ऑक्सीकरण करती हैं।

अभ्यास प्रश्न:

1. साइट्रिक एसिड चक्र क्या है?
2. साइट्रिक एसिड चक्र द्वारा बनने वाले उत्पादों का उल्लेख करें?
3. साइट्रिक एसिड क्या है?