क्रेब्स चक्र में डीकार्बाक्सिलेशन प्रतिक्रियाएं। ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र (टीसीए चक्र)। टीसीए चक्र का जैविक महत्व। हाइड्रोजन स्थानांतरण के लिए शटल तंत्र। क्रेब्स चक्र प्रतिक्रियाएँ

• सामान्य विचार। चक्र चक्र के चरणों की विशेषताएँ।
• टीएफसी के अंतिम उत्पाद।
• टीसीए चक्र की जैविक भूमिका।
• टीसीए चक्र का विनियमन।
• केंद्रीय हीटिंग सिस्टम के संचालन में गड़बड़ी।

· सामान्य रूप से देखें। सीटीसी चरणों की विशेषताएं

ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र (टीसीए चक्र) है मुख्य, चक्रीय, चयापचय मार्ग, जिसमें कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, प्रोटीन के टूटने के दौरान बनने वाले सक्रिय एसिटिक एसिड और कुछ अन्य यौगिकों का ऑक्सीकरण होता है और जो कम कोएंजाइम के साथ श्वसन श्रृंखला प्रदान करता है।

CTK 1937 में खोला गया था जी. क्रेब्स. उन्होंने उस समय उपलब्ध प्रयोगात्मक अध्ययनों का सारांश दिया और प्रक्रिया का एक संपूर्ण आरेख तैयार किया।

टीसीए चक्र प्रतिक्रियाएं आगे बढ़ती हैं एरोबिक परिस्थितियों में माइटोकॉन्ड्रिया में.

चक्र की शुरुआत में (चित्र 6), सक्रिय एसिटिक एसिड (एसिटाइल-सीओए) ऑक्सालोएसिटिक एसिड (ऑक्सालोएसीटेट) के साथ संघनित होकर बनता है। साइट्रिक एसिड (साइट्रेट). यह प्रतिक्रिया उत्प्रेरित होती है साइट्रेट सिंथेज़ .

फिर साइट्रेट को आइसोमेराइज़ किया जाता है आइसोसाइट्रेट. सिस-एकोनाइटेट बनाने और इसके बाद के जलयोजन के लिए निर्जलीकरण द्वारा साइट्रेट का आइसोमेराइजेशन किया जाता है। दोनों प्रतिक्रियाओं का उत्प्रेरण प्रदान करता है एकोनिटेज़ .

चक्र के चौथे चरण में, आइसोसाइट्रेट का ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन किसके प्रभाव में होता है आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज (आईसीडीजी) शिक्षा के साथ ए-कीटोग्लुटेरिक एसिड, NADH(H+) या NADPH(H+) और CO 2 . एनएडी-निर्भर आईडीएच माइटोकॉन्ड्रिया में स्थानीयकृत होता है, और एनएडीपी-निर्भर एंजाइम माइटोकॉन्ड्रिया और साइटोप्लाज्म में मौजूद होता है।

5वें चरण के दौरान, ए-कीटोग्लूटारेट का ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन गठन के साथ होता है सक्रिय स्यूसिनिक एसिड (स्यूसिनिल-सीओए), NADH(H) और CO2।यह प्रक्रिया उत्प्रेरित होती है ए-कीटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स , जिसमें तीन एंजाइम और पांच कोएंजाइम शामिल हैं। एंजाइम: 1) कोएंजाइम टीपीपी से जुड़ा ए-कीटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज; 2) ट्रांसस्यूसिनाइलेज़, जिसका कोएंजाइम लिपोइक एसिड है;

3) एफएडी से जुड़े डायहाइड्रोलिपॉयल डिहाइड्रोजनेज। ए-कीटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज के कार्य में

इस कॉम्प्लेक्स में कोएंजाइम CoA-SH और NAD भी शामिल हैं।

छठे चरण में, सकल घरेलू उत्पाद के फॉस्फोराइलेशन के साथ मिलकर सक्सिनिल-सीओए का उच्च-ऊर्जा थियोएस्टर बंधन टूट जाता है। का गठन कर रहे हैं स्यूसिनिक एसिड (स्यूसिनेट)और जीटीपी (सब्सट्रेट फास्फारिलीकरण के स्तर पर). प्रतिक्रिया उत्प्रेरित होती है स्यूसिनिल-सीओए सिंथेटेज़ (स्यूसिनिलथियोकिनेज) . GTP के फॉस्फोरिल समूह को ADP में स्थानांतरित किया जा सकता है: जीटीपी + एडीपी ® जीडीपी + एटीपी. प्रतिक्रिया एंजाइम न्यूक्लियोसाइड डिपोस्फोकाइनेज की भागीदारी से उत्प्रेरित होती है।

7वें चरण के दौरान, सक्सिनेट का ऑक्सीकरण किसके प्रभाव में होता है सक्सेनेट डिहाइड्रोजनेज शिक्षा के साथ fumarateऔर एफएडीएन 2.

8वें चरण में फ्यूमरेट हाइड्रेटेज़ फ्यूमरिक एसिड के निर्माण में पानी मिलाना सुनिश्चित करता है एल-मैलिक एसिड (एल-मैलेट).

एल-मैलेट 9वीं अवस्था में प्रभाव में है मैलेट डिहाइड्रोजनेज ऑक्सीकरण करता है oxaloacetate, प्रतिक्रिया भी उत्पन्न होती है NADH(H+).ऑक्सालोएसीटेट पर चयापचय मार्ग बार-बार बंद हो जाता है खुद को दोहराता है, क्रय चक्रीयचरित्र।

चावल। 6. ट्राईकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र की प्रतिक्रियाओं की योजना।

· अंतिम उत्पाद

समग्र सीटीसी समीकरण का निम्नलिखित रूप है:

// के बारे में

सीएच 3 - सी~ एस-सीओए + 3 एनएडी + + एफएडी + एडीपी + एच 3 पीओ 4 + 3 एच 2 ओ®

® 2 सीओ 2 + 3 एनएडीएच (एच +) + एफएडीएच 2 + एटीपी + सीओए-एसएच

इस प्रकार, चक्र के अंतिम उत्पाद (प्रति 1 टर्नओवर) कम किए गए कोएंजाइम हैं - 3 एनएडीएच (एच +) और 1 एफएडीएच 2, कार्बन डाइऑक्साइड के 2 अणु, एटीपी के 1 अणु और सीओए के 1 अणु - श।

· टीसीए चक्र की जैविक भूमिका

क्रेब्स चक्र क्रियान्वित होता है एकीकरण, उभयचर (यानी कैटोबोलिक और एनाबॉलिक), ऊर्जा और हाइड्रोजन दाता की भूमिका।

एकीकरणभूमिका यह है कि टीटीसी है अंतिम सामान्य ऑक्सीकरण मार्गईंधन अणु - कार्बोहाइड्रेट, फैटी एसिड और अमीनो एसिड।

टीएसटीके में होता है एसिटाइल-सीओए का ऑक्सीकरण होता हैअपचयीभूमिका.

उपचयचक्र की भूमिका यह है कि वह आपूर्ति करती है मध्यवर्ती उत्पादके लिए जैवसंश्लेषकप्रक्रियाएँ। उदाहरण के लिए, ऑक्सालोएसीटेट का उपयोग संश्लेषण के लिए किया जाता है एस्पार्टेट,ए-कीटोग्लूटारेट - शिक्षा के लिए ग्लूटामेट, स्यूसिनिल-सीओए - संश्लेषण के लिए वो मुझे.

एक अणु एटीपीस्तर पर टीसीए में गठित किया गया है सब्सट्रेट फास्फारिलीकरण है ऊर्जाभूमिका।

हाइड्रोजन दाताभूमिका यह है कि टीसीए चक्र कम कोएंजाइम प्रदान करता है NADH(H+) और FADH 2श्वसन श्रृंखला, जिसमें इन कोएंजाइमों से पानी में हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण होता है, एटीपी के संश्लेषण के साथ मिलकर। जब टीसीए चक्र में एसिटाइल-सीओए का एक अणु ऑक्सीकरण होता है, तो 3 एनएडीएच (एच +) और 1 एफएडीएच बनते हैं 2

एसिटाइल-सीओए के ऑक्सीकरण के दौरान एटीपी उपज 12 एटीपी अणु (सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन के स्तर पर टीसीए चक्र में 1 एटीपी और एनएडीएच (एच +) के 3 अणुओं और एफएडीएच 2 के 1 अणु के ऑक्सीकरण के दौरान 11 एटीपी अणु) है। ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण के स्तर पर श्वसन श्रृंखला)।

· टीसीए चक्र का विनियमन

केंद्रीय हीटिंग सिस्टम की परिचालन गति को सटीक रूप से समायोजित किया जाता है आवश्यकताओंएटीपी में कोशिकाएं, यानी क्रेब्स चक्र एक श्वसन श्रृंखला से जुड़ा है जो केवल एरोबिक स्थितियों में कार्य करता है। चक्र की एक महत्वपूर्ण नियामक प्रतिक्रिया एसिटाइल-सीओए और ऑक्सालोएसीटेट से साइट्रेट का संश्लेषण है, जो की भागीदारी के साथ होता है साइट्रेट सिंथेज़. उच्च एटीपी स्तर रोकता हैयह एंजाइम. चक्र की दूसरी नियामक प्रतिक्रिया है आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज. एडीपी और एनएडी + सक्रियएंजाइम, NADH(H+) और ATP रोकना. तीसरी नियामक प्रतिक्रिया है ए-कीटोग्लूटारेट का ऑक्सीडेटिव डीकार्बोक्सिलेशन. NADH(H+), succinyl-CoA और ATP रोकते हैंए-कीटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज।

· सीटीके संचालन में व्यवधान

उल्लंघनकेंद्रीय परिसंचरण तंत्र की कार्यप्रणाली निम्न से संबंधित हो सकती है:

एसिटाइल-सीओए की कमी के साथ;

ऑक्सालोएसीटेट की कमी के साथ (यह पाइरूवेट के कार्बोक्सिलेशन के दौरान बनता है, और बाद में, कार्बोहाइड्रेट के टूटने के दौरान)। कार्बोहाइड्रेट में आहार के असंतुलन से केटोजेनेसिस (कीटोन निकायों का निर्माण) में एसिटाइल-सीओए का समावेश होता है, जिससे कीटोसिस होता है;

विटामिन की कमी के कारण एंजाइमों की गतिविधि के उल्लंघन के साथ, जो संबंधित कोएंजाइम का हिस्सा हैं (विटामिन बी 1 की कमी से टीपीपी की कमी होती है और ए-केटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स के कामकाज में व्यवधान होता है; की कमी) विटामिन बी 2 से एफएडी की कमी होती है और सक्सेनेट डिहाइड्रोजनेज की गतिविधि में व्यवधान होता है; विटामिन बी 3 की कमी से कोएंजाइम एसाइलेशन सीओए-एसएच की कमी होती है और ए-केटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स की बिगड़ा गतिविधि होती है; की कमी विटामिन बी 5 से एनएडी की कमी हो जाती है और आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज, ए-कीटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स और मैलेट डिहाइड्रोजनेज की गतिविधि ख़राब हो जाती है; लिपोइक एसिड की कमी से ए-कीटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स की कार्यप्रणाली भी ख़राब हो जाती है);

ऑक्सीजन की कमी के साथ (हीमोग्लोबिन संश्लेषण और श्वसन श्रृंखला की कार्यप्रणाली ख़राब हो जाती है, और संचित NADH (H +) इस मामले में आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज और ए-केटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स के एलोस्टेरिक अवरोधक के रूप में कार्य करता है)

· प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

पीवीके डिहाइड्रोजनेज प्रतिक्रिया में गठित एसिटाइल-एससीओए फिर प्रवेश करता है ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र(टीसीए चक्र, साइट्रिक एसिड चक्र, क्रेब्स चक्र)। पाइरूवेट के अलावा, अपचय से आने वाले कीटो एसिड भी चक्र में शामिल होते हैं अमीनो अम्लया कोई अन्य पदार्थ.

ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र

चक्र आगे बढ़ता है माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्सऔर प्रतिनिधित्व करता है ऑक्सीकरणअणुओं एसिटाइल-एससीओएलगातार आठ प्रतिक्रियाओं में.

पहली प्रतिक्रिया में वे बंध जाते हैं एसिटलऔर oxaloacetate(ऑक्सैलोएसिटिक एसिड) बनना साइट्रेट(साइट्रिक एसिड), फिर साइट्रिक एसिड का आइसोमेराइजेशन होता है आइसोसाइट्रेटऔर CO2 की सहवर्ती रिहाई और NAD में कमी के साथ दो डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाएं।

पांचवी प्रतिक्रिया में GTP बनता है, यही प्रतिक्रिया है सब्सट्रेट फास्फारिलीकरण. इसके बाद, FAD-निर्भर डिहाइड्रोजनेशन क्रमिक रूप से होता है सफल होना(स्यूसिनिक एसिड), जलयोजन फूमरोवाअम्ल को मैलेट(मैलिक एसिड), फिर एनएडी-निर्भर डिहाइड्रोजनेशन जिसके परिणामस्वरूप गठन होता है oxaloacetate.

परिणामस्वरूप, चक्र की आठ प्रतिक्रियाओं के बाद दोबाराऑक्सालोएसीटेट बनता है .

अंतिम तीन प्रतिक्रियाएं तथाकथित जैव रासायनिक रूपांकनों (एफएडी-निर्भर डिहाइड्रोजनेशन, हाइड्रेशन और एनएडी-निर्भर डिहाइड्रोजनेशन) का गठन करती हैं, इसका उपयोग कीटो समूह को सक्सिनेट संरचना में पेश करने के लिए किया जाता है। यह रूपांकन फैटी के β-ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में भी मौजूद है। अम्ल। विपरीत क्रम में (कमी, डेजलयोजन और कमी) यह मूल भाव फैटी एसिड संश्लेषण प्रतिक्रियाओं में देखा जाता है।

टीएसटीके के कार्य

1. ऊर्जा

• पीढ़ी हाइड्रोजन परमाणुश्वसन श्रृंखला के कामकाज के लिए, अर्थात् NADH के तीन अणु और FADH2 का एक अणु,
• एकल अणु संश्लेषण जी.टी.एफ(एटीपी के बराबर)।

2. अनाबोलिक. टीसीसी में गठित होते हैं

• हेम अग्रदूत स्यूसिनिल-एससीओए,
• कीटो एसिड जिन्हें अमीनो एसिड में बदला जा सकता है - α-कीटोग्लूटारेटग्लूटामिक एसिड के लिए, oxaloacetateएस्पार्टिक एसिड के लिए,
• नींबू का अम्ल, फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है,
• oxaloacetate, ग्लूकोज संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है।

टीसीए चक्र की अनाबोलिक प्रतिक्रियाएं

ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र का विनियमन

एलोस्टेरिक विनियमन

TCA चक्र की पहली, तीसरी और चौथी प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइम किसके प्रति संवेदनशील होते हैं? एलोस्टेरिक विनियमनमेटाबोलाइट्स:

ऑक्सालोएसीटेट उपलब्धता का विनियमन

मुख्यऔर बुनियादीटीसीए चक्र का नियामक ऑक्सालोएसीटेट है, या यों कहें कि इसकी उपलब्धता। ऑक्सालोएसीटेट की उपस्थिति एसिटाइल-एससीओए को टीसीए चक्र में भर्ती करती है और प्रक्रिया शुरू करती है।

आमतौर पर सेल में होता है संतुलनएसिटाइल-एससीओए (ग्लूकोज, फैटी एसिड या अमीनो एसिड से) के गठन और ऑक्सालोएसीटेट की मात्रा के बीच। ऑक्सालोएसीटेट का स्रोत है पाइरूवेट, (ग्लूकोज या ऐलेनिन से निर्मित), से प्राप्त किया जाता है एस्पार्टिक अम्लसंक्रमण या एएमपी-आईएमपी चक्र के परिणामस्वरूप, और से भी फल अम्लस्वयं चक्र (स्यूसिनिक, α-कीटोग्लुटेरिक, मैलिक, साइट्रिक), जो अमीनो एसिड के अपचय के दौरान बन सकता है या अन्य प्रक्रियाओं से आ सकता है।

पाइरूवेट से ऑक्सालोएसीटेट का संश्लेषण

एंजाइम गतिविधि का विनियमन पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज़की सहभागिता से किया गया एसिटाइल-एससीओए. यह एलोस्टेरिक है उत्प्रेरकएंजाइम, और इसके बिना पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज व्यावहारिक रूप से निष्क्रिय है। जब एसिटाइल-एससीओए जमा हो जाता है, तो एंजाइम काम करना शुरू कर देता है और ऑक्सालोएसीटेट बनता है, लेकिन, निश्चित रूप से, केवल पाइरूवेट की उपस्थिति में।

बहुमत भी अमीनो अम्लअपने अपचय के दौरान, वे टीसीए चक्र के मेटाबोलाइट्स में परिवर्तित होने में सक्षम होते हैं, जो फिर ऑक्सालोएसीटेट में चले जाते हैं, जो चक्र की गतिविधि को भी बनाए रखता है।

अमीनो एसिड से टीसीए चक्र मेटाबोलाइट पूल की पुनःपूर्ति

नए मेटाबोलाइट्स (ऑक्सालोएसीटेट, साइट्रेट, α-कीटोग्लूटारेट, आदि) के साथ चक्र की पुनःपूर्ति की प्रतिक्रियाओं को कहा जाता है एनाप्लेरोटिक.

चयापचय में ऑक्सालोएसीटेट की भूमिका

महत्वपूर्ण भूमिका का एक उदाहरण oxaloacetateकीटोन निकायों के संश्लेषण को सक्रिय करने का कार्य करता है और कीटोअसिदोसिसरक्त प्लाज्मा पर नाकाफीऑक्सालोएसीटेट की मात्रा जिगर में. यह स्थिति इंसुलिन-निर्भर मधुमेह मेलिटस (टाइप 1 मधुमेह) के विघटन और उपवास के दौरान देखी जाती है। इन विकारों के साथ, यकृत में ग्लूकोनियोजेनेसिस की प्रक्रिया सक्रिय हो जाती है, अर्थात। ऑक्सालोएसीटेट और अन्य मेटाबोलाइट्स से ग्लूकोज का निर्माण, जिससे ऑक्सालोएसीटेट की मात्रा में कमी आती है। फैटी एसिड ऑक्सीकरण का एक साथ सक्रियण और एसिटाइल-एससीओए का संचय एसिटाइल समूह के उपयोग के लिए एक बैकअप मार्ग को ट्रिगर करता है - कीटोन निकायों का संश्लेषण. इस मामले में, शरीर में रक्त अम्लीकरण विकसित होता है ( कीटोअसिदोसिस) एक विशिष्ट नैदानिक ​​​​तस्वीर के साथ: कमजोरी, सिरदर्द, उनींदापन, मांसपेशियों की टोन में कमी, शरीर का तापमान और रक्तचाप।

टीसीए चक्र प्रतिक्रियाओं की दर में परिवर्तन और कुछ शर्तों के तहत कीटोन निकायों के संचय के कारण

ऑक्सालोएसीटेट की भागीदारी के साथ विनियमन की वर्णित विधि सुंदर सूत्रीकरण का एक उदाहरण है " वसा कार्बोहाइड्रेट की ज्वाला में जलती है"इसका तात्पर्य यह है कि ग्लूकोज की "दहन की लौ" पाइरूवेट की उपस्थिति की ओर ले जाती है, और पाइरूवेट न केवल एसिटाइल-एससीओए में परिवर्तित हो जाता है, बल्कि एसिटाइल-एससीओए में भी परिवर्तित हो जाता है। ऑक्सालोएसीटेट।ऑक्सालोएसीटेट की उपस्थिति से बनने वाले एसिटाइल समूह का समावेश सुनिश्चित होता है वसायुक्त अम्लटीसीए चक्र की पहली प्रतिक्रिया में, एसिटाइल-एससीओए के रूप में।

फैटी एसिड के बड़े पैमाने पर "दहन" के मामले में, जो मांसपेशियों में देखा जाता है शारीरिक कार्यऔर जिगर में उपवासटीसीए चक्र प्रतिक्रिया में एसिटाइल-एससीओए के प्रवेश की दर सीधे ऑक्सालोएसीटेट (या ऑक्सीकृत ग्लूकोज) की मात्रा पर निर्भर करेगी।

यदि ऑक्सालोएसीटेट की मात्रा यकृतकोशिकापर्याप्त नहीं है (कोई ग्लूकोज नहीं है या यह पाइरूवेट में ऑक्सीकृत नहीं है), तो एसिटाइल समूह कीटोन निकायों के संश्लेषण में जाएगा। ऐसा तब होता है जब लंबा उपवासऔर टाइप 1 मधुमेह मेलेटस.

नीम्बू रस चक्र(ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र - टीसीए चक्र, क्रेब्स चक्र) माइटोकॉन्ड्रिया में होने वाली प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला है, जिसके दौरान एसिटाइल समूहों का अपचय और कम करने वाले समकक्षों की रिहाई होती है; उत्तरार्द्ध के ऑक्सीकरण के दौरान, मुक्त ऊर्जा ईटीसी को आपूर्ति की जाती है और एटीपी में जमा होती है। चक्र ऑक्सालोएसीटेट द्वारा शुरू किया जाता है, जिसे पीवीए के प्रभाव में संश्लेषित किया जाता है पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज़।

एसिटाइल-सीओए अणु, पीवीके के ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन और वीएफए के β-ऑक्सीकरण में प्राप्त होता है, ओए के साथ बातचीत करता है; परिणामस्वरूप, 6-कार्बन ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड उत्पन्न होता है - नींबू (साइट्रेट)(चित्र 3.8) . इसके बाद, प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला में, कार्बन डाइऑक्साइड के दो अणु निकलते हैं और ऑक्सालोएसीटेट पुनर्जीवित होता है। चूँकि बड़ी संख्या में एसिटाइल समूहों को परिवर्तित करने के लिए आवश्यक उत्तरार्द्ध की मात्रा बहुत कम है, हम मान सकते हैं कि यह यौगिक एक उत्प्रेरक कार्य करता है।

टीसीए चक्र में, कई विशिष्ट डिहाइड्रोजनेज की गतिविधि के कारण, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के रूप में कम करने वाले समकक्षों का निर्माण होता है, जो श्वसन श्रृंखला को प्रेरित करते हैं, जिसके कामकाज के दौरान एटीपी का संश्लेषण होता है।

टीसीए चक्र में उच्च-ऊर्जा यौगिकों का निर्माण

ऑक्सीकरण योग्य सब्सट्रेट	एंजाइम, उत्प्रेरक	मैक्रोर्ज के गठन का स्थान और संबंधित प्रक्रिया की प्रकृति	संश्लेषित एटीपी अणुओं की संख्या
आइसोसिट्रेट	आइसोसिट्रेटडीएच		3
α-कीटोग्लूटारेट	α-कीटोग्लूटारेटDH	श्वसन श्रृंखला में NADH का ऑक्सीकरण	3
सक्सिनिल फॉस्फेट	सक्सिनेट थायोकिनेस	सब्सट्रेट स्तर पर एटीपी संश्लेषण	1
सक्सिनेट	सक्सिनेटडीएच	श्वसन श्रृंखला में FADH 2 का ऑक्सीकरण	2
मालटे	मालाटडीजी	श्वसन श्रृंखला में NADH का ऑक्सीकरण	3
कुल			12

इस प्रकार, प्रत्येक चक्र 12 मैक्रोर्ज अणुओं का संश्लेषण प्रदान करता है।

क्रेब्स चक्र के जैविक कार्य

टीसीए चक्र कार्बोहाइड्रेट, लिपिड और प्रोटीन के ऑक्सीडेटिव टूटने के लिए सामान्य अंतिम मार्ग है, क्योंकि चयापचय के दौरान, ग्लूकोज, एफए, ग्लिसरॉल, अमीनो एसिड और एसाइक्लिक नाइट्रोजनस बेस या तो एसिटाइल-सीओए में या इस प्रक्रिया के मेटाबोलाइट्स में परिवर्तित हो जाते हैं। जो ईटीसी और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण को ट्रिगर करने वाले समकक्षों को कम करने के स्रोत हैं, जिससे विभिन्न अंगों और ऊतकों की ऊर्जा मांगों और निरंतर शरीर के तापमान को सुनिश्चित किया जाता है। अंतर्जात पानी भी बनता है, जैसा कि ज्ञात है, जैविक ऑक्सीकरण के कारण, जिसके सब्सट्रेट टीसीए चक्र के मेटाबोलाइट्स हैं। टीसीए चक्र के मध्यवर्ती उत्पादों का उपयोग उपचय में किया जा सकता है: ओए और इसके पूर्ववर्ती जीएनजी में सब्सट्रेट के रूप में काम करते हैं; ट्रांसएमिनेशन का उपयोग करके α-कीटोग्लूटारेट और OA से अमीनो एसिड प्राप्त करना आसान है; हीम संश्लेषण के लिए स्यूसिनिल-सीओए आवश्यक है; अतिरिक्त साइट्रेट, माइटोकॉन्ड्रिया को छोड़कर, एसिटाइल-सीओए को विभाजित करता है, जिससे आईवीएच, कोलेस्ट्रॉल, एसिटाइलकोलाइन और मोनोसेकेराइड के डेरिवेटिव (हेटरोपॉलीसेकेराइड के मोनोमर्स) उत्पन्न होते हैं।

मनुष्यों में, इसके विभिन्न चरणों को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइमों की आनुवंशिक रूप से निर्धारित क्षति का वर्णन नहीं किया गया है, क्योंकि ऐसे विकारों की घटना शरीर के सामान्य विकास के साथ असंगत है।

ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र की खोज 1937 में जी. क्रेब्स द्वारा की गई थी। इस संबंध में इसे "क्रेब्स चक्र" कहा गया। यह प्रक्रिया चयापचय का केंद्रीय मार्ग है। यह विकासवादी विकास (सूक्ष्मजीवों, पौधों, जानवरों) के विभिन्न चरणों में जीवों की कोशिकाओं में होता है।

ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र का प्रारंभिक सब्सट्रेट एसिटाइल कोएंजाइम ए है। यह मेटाबोलाइट एसिटिक एसिड का सक्रिय रूप है। एसिटिक एसिड जीवित जीवों की कोशिकाओं में निहित लगभग सभी कार्बनिक पदार्थों के एक सामान्य मध्यवर्ती टूटने वाले उत्पाद के रूप में कार्य करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कार्बनिक अणु कार्बन यौगिक होते हैं जो स्वाभाविक रूप से दो-कार्बन एसिटिक एसिड इकाइयों में टूट सकते हैं।

मुक्त एसिटिक अम्ल की प्रतिक्रियाशीलता अपेक्षाकृत कमजोर होती है। इसके परिवर्तन कठोर परिस्थितियों में होते हैं, जो जीवित कोशिका में अवास्तविक होते हैं। इसलिए, एसिटिक एसिड को कोएंजाइम ए के साथ मिलाकर कोशिकाओं में सक्रिय किया जाता है। परिणामस्वरूप, एसिटिक एसिड का एक चयापचय रूप से सक्रिय रूप बनता है - एसिटाइल-कोएंजाइम ए।

कोएंजाइम ए एक कम आणविक भार यौगिक है जिसमें फॉस्फोएडेनोसिन, एक पैंटोथेनिक एसिड अवशेष (विटामिन बी 3) और थायोएथेनॉलमाइन होता है। एसिटिक एसिड अवशेष को थायोएथेनॉलमाइन के सल्फहाइड्रील समूह में जोड़ा जाता है। इस मामले में, एक थायोथर बनता है - एसिटाइल-कोएंजाइम ए, जो क्रेब्स चक्र का प्रारंभिक सब्सट्रेट है।

एसिटाइल कोएंजाइम ए

क्रेब्स चक्र में मध्यवर्ती उत्पादों के परिवर्तन का एक आरेख चित्र में दिखाया गया है। 67. यह प्रक्रिया ऑक्सालोएसीटेट (ऑक्सालोएसिटिक एसिड, ओसीए) के साथ एसिटाइल कोएंजाइम ए के संघनन से शुरू होती है, जिसके परिणामस्वरूप साइट्रिक एसिड (साइट्रेट) बनता है। प्रतिक्रिया एंजाइम साइट्रेट सिंथेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है।

चित्र 67 - चक्र में मध्यवर्ती उत्पादों के परिवर्तन की योजना

ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड

इसके अलावा, एंजाइम एकोनिटेज़ की कार्रवाई के तहत, साइट्रिक एसिड आइसोसिट्रिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है। आइसोसिट्रिक एसिड ऑक्सीकरण और डीकार्बाक्सिलेशन प्रक्रियाओं से गुजरता है। इस प्रतिक्रिया में, एंजाइम एनएडी-निर्भर आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा उत्प्रेरित, उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड, कम एनएडी, और ए-केटोग्लुटेरिक एसिड होते हैं, जो तब ऑक्सीडेटिव डीकार्बोक्सिलेशन (छवि 68) की प्रक्रिया में शामिल होते हैं।

चित्र 68 - क्रेब्स चक्र में ए-कीटोग्लुटेरिक एसिड का निर्माण

ए-कीटोग्लूटारेट के ऑक्सीडेटिव डीकार्बोक्सिलेशन की प्रक्रिया ए-कीटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज मल्टीएंजाइम कॉम्प्लेक्स के एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होती है। इस कॉम्प्लेक्स में तीन अलग-अलग एंजाइम होते हैं। इसे कार्य करने के लिए कोएंजाइम की आवश्यकता होती है। ए-कीटो-ग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स के कोएंजाइम में निम्नलिखित पानी में घुलनशील विटामिन शामिल हैं:

· विटामिन बी 1 (थियामिन) - थायमिन पायरोफॉस्फेट;

· विटामिन बी 2 (राइबोफ्लेविन) - एफएडी;

· विटामिन बी 3 (पैंटोथेनिक एसिड) - कोएंजाइम ए;

· विटामिन बी 5 (निकोटिनमाइड) - एनएडी;

· विटामिन जैसा पदार्थ - लिपोइक एसिड।

योजनाबद्ध रूप से, ए-कीटो-ग्लूटेरिक एसिड के ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन की प्रक्रिया को निम्नलिखित संतुलन प्रतिक्रिया समीकरण के रूप में दर्शाया जा सकता है:

इस प्रक्रिया का उत्पाद कोएंजाइम ए - स्यूसिनिल-कोएंजाइम ए के साथ स्यूसिनिक एसिड अवशेष (सक्सिनेट) का थियोएस्टर है। स्यूसिनिल-कोएंजाइम ए का थियोएस्टर बंधन मैक्रोर्जिक है।

क्रेब्स चक्र की अगली प्रतिक्रिया सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन की प्रक्रिया है। इसमें, स्यूसिनिल-कोएंजाइम ए का थायोएस्टर बंधन एंजाइम स्यूसिनिल-सीओए सिंथेटेस की क्रिया के तहत स्यूसिनिक एसिड (सक्सिनेट) और मुक्त कोएंजाइम ए के निर्माण के साथ हाइड्रोलाइज्ड होता है। यह प्रक्रिया ऊर्जा की रिहाई के साथ होती है, जो तुरंत होती है एचडीपी के फॉस्फोराइलेशन के लिए उपयोग किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च-ऊर्जा अणु जीटीपी फॉस्फेट का निर्माण होता है। क्रेब्स चक्र में सब्सट्रेट फास्फारिलीकरण:

जहाँ Fn ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड है।

ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण के दौरान गठित जीटीपी का उपयोग विभिन्न ऊर्जा-निर्भर प्रतिक्रियाओं (प्रोटीन जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया, फैटी एसिड के सक्रियण आदि) में ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जा सकता है। इसके अलावा, जीटीपी का उपयोग न्यूक्लियोसाइड डिफॉस्फेट किनेज प्रतिक्रिया में एटीपी उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है

सक्सिनिल-सीओए सिंथेटेस प्रतिक्रिया का उत्पाद, सक्सिनेट, एंजाइम सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज की भागीदारी के साथ आगे ऑक्सीकरण होता है। यह एंजाइम एक फ्लेविन डिहाइड्रोजनेज है, जिसमें एफएडी अणु एक कोएंजाइम (कृत्रिम समूह) के रूप में होता है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, स्यूसिनिक एसिड फ्यूमरिक एसिड में ऑक्सीकृत हो जाता है। उसी समय, FAD को बहाल कर दिया जाता है।

जहां ई एंजाइम की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला से जुड़ा एफएडी कृत्रिम समूह है।

फ्यूमरेज़ एंजाइम (चित्र 69) की क्रिया के तहत, सक्सेनेट डिहाइड्रोजनेज प्रतिक्रिया में गठित फ्यूमरिक एसिड, एक पानी के अणु से जुड़ता है और मैलिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है, जिसे बाद में मैलेट डिहाइड्रोजनेज प्रतिक्रिया में ऑक्सालोएसिटिक एसिड (ऑक्सालोएसीटेट) में ऑक्सीकृत किया जाता है। बाद वाले का उपयोग साइट्रिक एसिड के संश्लेषण के लिए साइट्रेट सिंथेज़ प्रतिक्रिया में फिर से किया जा सकता है (चित्र 67)। इसके कारण, क्रेब्स चक्र में परिवर्तन प्रकृति में चक्रीय होते हैं।

चित्र 69 - क्रेब्स चक्र में मैलिक एसिड का चयापचय

क्रेब्स चक्र के संतुलन समीकरण को इस प्रकार प्रस्तुत किया जा सकता है:

यह दर्शाता है कि चक्र में एसिटाइल-कोएंजाइम ए से सीओ 2 के दो अणुओं में अवशेषों के एसिटाइल रेडिकल का पूर्ण ऑक्सीकरण होता है। यह प्रक्रिया कम एनएडी के तीन अणुओं, कम एफएडी के एक अणु और उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट - जीटीपी के एक अणु के गठन के साथ होती है।

क्रेब्स चक्र माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि यहीं पर इसके अधिकांश एंजाइम स्थित होते हैं। और केवल एक एंजाइम, सक्सेनेट डिहाइड्रोजनेज, आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में निर्मित होता है। ट्राईकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र के अलग-अलग एंजाइमों को आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली की आंतरिक सतह से जुड़े एक कार्यात्मक मल्टीएंजाइम कॉम्प्लेक्स (मेटाबोलोन) में संयोजित किया जाता है। एंजाइमों को एक मेटाबोलोन में संयोजित करने से, इस चयापचय मार्ग के कामकाज की दक्षता में काफी वृद्धि होती है और इसके ठीक विनियमन के लिए अतिरिक्त अवसर दिखाई देते हैं।

ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र के नियमन की विशेषताएं काफी हद तक इसके महत्व से निर्धारित होती हैं। यह प्रक्रिया निम्नलिखित कार्य करती है:

1) ऊर्जा।क्रेब्स चक्र ऊतक श्वसन के लिए सब्सट्रेट्स (कम कोएंजाइम - एनएडी और एफएडी) का सबसे शक्तिशाली स्रोत है। इसके अलावा, इसमें ऊर्जा उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट - जीटीपी के रूप में संग्रहीत होती है;

2) प्लास्टिक. क्रेब्स चक्र के मध्यवर्ती उत्पाद कार्बनिक पदार्थों के विभिन्न वर्गों - अमीनो एसिड, मोनोसेकेराइड, फैटी एसिड, आदि के संश्लेषण के लिए अग्रदूत हैं।

इस प्रकार, क्रेब्स चक्र दोहरा कार्य करता है: एक ओर, यह अपचय का एक सामान्य मार्ग है, जो कोशिका की ऊर्जा आपूर्ति में केंद्रीय भूमिका निभाता है, और दूसरी ओर, यह सब्सट्रेट के साथ जैवसंश्लेषक प्रक्रियाएं प्रदान करता है। ऐसी चयापचय प्रक्रियाओं को उभयचर कहा जाता है। क्रेब्स चक्र एक विशिष्ट उभयचर चक्र है।

कोशिका में चयापचय प्रक्रियाओं का विनियमन "प्रमुख" एंजाइमों के अस्तित्व से निकटता से संबंधित है। इस प्रक्रिया में प्रमुख एंजाइम वे हैं जो इसकी गति निर्धारित करते हैं। आमतौर पर, किसी प्रक्रिया में "प्रमुख" एंजाइमों में से एक वह एंजाइम होता है जो इसकी प्रारंभिक प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है।

"कुंजी" एंजाइमों की विशेषता निम्नलिखित विशेषताएं हैं। ये एंजाइम

· अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करना;

· प्रक्रिया में शामिल अन्य एंजाइमों की तुलना में सबसे कम गतिविधि है;

· एलोस्टेरिक एंजाइम हैं.

क्रेब्स चक्र के प्रमुख एंजाइम साइट्रेट सिंथेज़ और आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज हैं। अन्य चयापचय मार्गों में प्रमुख एंजाइमों की तरह, उनकी गतिविधि नकारात्मक प्रतिक्रिया द्वारा नियंत्रित होती है: माइटोकॉन्ड्रिया में क्रेब्स चक्र मध्यवर्ती की एकाग्रता बढ़ने पर यह कम हो जाती है। इस प्रकार, साइट्रिक एसिड और स्यूसिनिल-कोएंजाइम ए साइट्रेट सिंथेज़ अवरोधक के रूप में कार्य करते हैं, और कम एनएडी आइसोसाइट्रेट डिहाइड्रोजनेज के रूप में कार्य करते हैं।

एडीपी आइसोसाइट्रेट डिहाइड्रोजनेज का उत्प्रेरक है। ऊर्जा स्रोत के रूप में एटीपी के लिए सेल की बढ़ी हुई आवश्यकता की शर्तों के तहत, जब इसमें ब्रेकडाउन उत्पादों (एडीपी) की सामग्री बढ़ जाती है, तो क्रेब्स चक्र में रेडॉक्स परिवर्तनों की दर में वृद्धि के लिए पूर्वापेक्षाएँ उत्पन्न होती हैं और, परिणामस्वरूप, इसकी ऊर्जा आपूर्ति के स्तर में वृद्धि होती है। .

ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र (TCA चक्र, क्रेब्स चक्र, साइट्रिक एसिड चक्र) एसिटाइल-सीओए (1), कीटो एसिड, ऑक्सीकरण उत्पादों के उपयोग के दौरान बनने वाले कोएंजाइम और कृत्रिम समूहों के कम रूपों की श्वसन श्रृंखला का सबसे महत्वपूर्ण आपूर्तिकर्ता है। मोनोसेकेराइड, उच्च फैटी एसिड (एचएफए) और अमीनो एसिड (चित्र 28 देखें)।

सक्सेनेट डिहाइड्रोजनेज (6*, चित्र 28) को छोड़कर, प्रक्रिया के सभी एंजाइम माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में स्थानीयकृत होते हैं। टीसीए चक्र के प्रवाह की दर मुख्य रूप से माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स (छवि 28, (1)) में एसिटाइल-सीओए के गठन की दर, इसके अग्रदूतों की आपूर्ति (पाइरूवेट, आईवीएफ) और कई अन्य कारकों पर निर्भर करती है। क्रेब्स चक्र की आठ प्रतिक्रियाओं में से प्रत्येक के संबंध में विचार करने की आवश्यकता है:

1) एसिटाइल-सीओए (1) का ऑक्सालोएसीटेट (ऑक्सालोएसिटिक एसिड (ओए), 2) के साथ संघनन एंजाइम साइट्रेट सिंथेज़ (1*) द्वारा किया जाता है। साइट्रेट सिंथेज़ की गतिविधि मैट्रिक्स में एटीपी, एनएडीएच, स्यूसिनिल-सीओए और आईवीएफ एसाइल के संचय से बाधित होती है;

2) साइट्रेट (3) का आइसोसाइट्रेट (5) में आइसोमेराइजेशन एंजाइम एकोनिटेज़ (Fe 2+ -युक्त प्रोटीन, 2*) द्वारा दो चरणों में किया जाता है:

चरण 1 - सिस-एकोनिटिक एसिड (4) के निर्माण के साथ साइट्रेट का निर्जलीकरण;

चरण 2 - आइसोसिट्रेट (5) बनाने के लिए दोहरे बंधन पर सीआईएस-एकोनिटिक एसिड का जलयोजन।

एंजाइम आर्सेनिक एसिड डेरिवेटिव द्वारा बाधित होता है।

चित्र 28. क्रेब्स चक्र। प्रक्रिया आरेख में, सभी एंजाइमों को तारांकन के साथ एक संख्या के साथ चिह्नित किया जाता है, मेटाबोलाइट्स को कोष्ठक में एक संख्या के साथ चिह्नित किया जाता है (पाठ में नाम देखें)।

3) एनएडी + - आश्रित आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज (3*) की क्रिया के तहत, उत्पादों के निर्माण के साथ आइसोसिट्रेट (5) का ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन होता है:
ά-कीटोग्लूटारेट (7), सीओ 2 और एनएडीएच (श्वसन श्रृंखला के लिए इलेक्ट्रॉन दाता)। प्रतिक्रिया दो चरणों में आगे बढ़ती है: 1) ऑक्सालिक-स्यूसिनिक एसिड (6) के निर्माण के साथ डिहाइड्रोजनीकरण; 2) इस पदार्थ का ά-कीटोग्लुटेरिक एसिड में डीकार्बाक्सिलेशन। आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज संपूर्ण क्रेब्स चक्र के लिए दर सीमित करने वाला एंजाइम है। एंजाइम ADP, Mg 2+ और Mn 2+ आयनों द्वारा सक्रिय होता है; मैट्रिक्स में एटीपी और एनएडीएच के संचय से बाधित;

4) ά-कीटोग्लूटारेट का ऑक्सीडेटिव डीकार्बोक्सिलेशन ά-कीटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स (4*) द्वारा किया जाता है। यह संरचना (तीन एंजाइम) और विटामिन सामग्री में एक बहुएंजाइम प्रणाली है: विटामिन बी 1 (कोएंजाइम टीडीपी), बी 2 (कृत्रिम समूह एफएडी), बी 5 (कोएंजाइम कोएएसएच), बी 3 (कोएंजाइम एनएडी +), लिपोइक एसिड एमाइड) . कॉम्प्लेक्स के संचालन के परिणामस्वरूप, CO 2 और succinyl-CoA (मैक्रोएर्जिक पदार्थ, 8) बनते हैं; एनएडीएच (श्वसन श्रृंखला के लिए इलेक्ट्रॉन दाता);

5) स्यूसिनिल-सीओए थायोकिनेज (सिंथेज़, 5*), सक्सिनिल-सीओए में उच्च-ऊर्जा बंधन को तोड़ने की ऊर्जा का उपयोग करके, जीटीपी के गठन के साथ जीडीपी को फॉस्फोराइलेट करता है, जबकि समानांतर में स्यूसिनिक एसिड का निर्माण होता है (आयन पर - सक्सेनेट, 9). इस प्रतिक्रिया को सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन कहा जाता है। समीकरण के अनुसार गठित जीटीपी को न्यूक्लियोसाइड डिफॉस्फेट किनेज की क्रिया द्वारा एटीपी में परिवर्तित किया जा सकता है:

जीटीपी + एडीपी → एटीपी + जीडीपी

6) सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज (माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली पर स्थानीयकृत टीसीए चक्र का एकमात्र एंजाइम, 6*), कृत्रिम समूह एफएडी के लिए धन्यवाद, स्यूसिनिक एसिड (9) को ट्रांस-फ्यूमेरिक एसिड (10) में ऑक्सीकरण करता है। माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज आयरन-सल्फर युक्त प्रोटीन के साथ एक कॉम्प्लेक्स बनाता है, जिसे श्वसन श्रृंखला का कॉम्प्लेक्स II कहा जाता है। मैलोनिक एसिड एक प्रतिस्पर्धी एंजाइम अवरोधक है;

7) एंजाइम फ्यूमरेज़ (7*) दोहरे बंधन पर केवल एल-मैलिक एसिड (आयन पर - एल-मैलेट, 11) के गठन के साथ फ्यूमरिक एसिड के ट्रांस-फॉर्म को हाइड्रेट करता है। प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, फ्यूमरेज़ केवल एल-मैलेट के लिए स्टीरियोस्पेसिफिक है।

8) चक्र के अंतिम चरण में, NAD + - आश्रित मैलेट डिहाइड्रोजनेज (8*) NADH (श्वसन श्रृंखला के लिए इलेक्ट्रॉन दाता) के गठन के साथ एल-मैलेट के ऑक्सीकरण को ऑक्सैलोएसिटिक एसिड (OA) में उत्प्रेरित करता है। प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, लेकिन साइट्रेट सिंथेज़ प्रतिक्रिया में पीसीए का तेजी से उपयोग संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित कर देता है।

इस प्रकार, क्रेब्स चक्र की आठ प्रतिक्रियाओं के दौरान, तीन ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड (साइट्रिक, सीस-एकोनिटिक, आइसोसिट्रिक) के गठन के माध्यम से, चार डिहाइड्रोजनेज प्रतिक्रियाओं के दौरान, जिनमें से दो डीकार्बोक्सिलेशन (3*, 4*) के साथ थे, 2 मोल सीओ 2 बनते हैं, 3 एनएडीएच, 1 एफएडीएच 2 और 1 एटीपी के बराबर 1 जीटीपी। इन पदार्थों को प्रति चक्र क्रेब्स चक्र का अंतिम उत्पाद कहा जाता है। PIKE लगातार पुनर्जीवित होता है और फिर से साइट्रेट सिंथेज़ प्रतिक्रिया में शामिल हो जाता है, इसलिए इस पदार्थ को चक्र का अंतिम उत्पाद कहने की आवश्यकता नहीं है।

टीसीए चक्र की मुख्य नियामक प्रतिक्रियाएं साइट्रेट सिंथेज़ और आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज हैं। टीसीए चक्र के नियमन में चयापचय प्रतिक्रिया का सिद्धांत शामिल है। एडीपी और एनएडी + की बढ़ती सांद्रता की स्थितियों में इसमें सब्सट्रेट्स के ऑक्सीकरण की तीव्रता बढ़ जाती है। एटीपी और एनएडीएच की बढ़ती सांद्रता की स्थितियों में, क्रेब्स चक्र में सब्सट्रेट्स के ऑक्सीकरण की दर कम हो जाती है। इस तरह के विनियमन से उन परिस्थितियों में टीसीए चक्र के कामकाज की तीव्रता को पर्याप्त रूप से बदलना संभव हो जाता है, जिनके लिए सेल को ऊर्जा आपूर्ति के स्तर में तत्काल बदलाव की आवश्यकता होती है।

टीसीए प्रवाह की तीव्रता श्वसन नियंत्रण के मूल्य से निर्धारित की जा सकती है, जो एकाग्रता अनुपात [एटीपी]/[एडीपी] द्वारा व्यक्त की जाती है। [एटीपी]/[एडीपी] मूल्यों पर<1 увеличивается скорость включения в дыхательную цепь восстановленных форм коферментов НАДН, при этом скорость ЦТК увеличивается.

क्रेब्स चक्र एक उभयचर प्रक्रिया है, चूँकि यह एक कैटाबोलिक प्रक्रिया है, इसके कुछ मेटाबोलाइट्स का उपयोग कोशिका द्वारा सिंथेटिक उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। Succinyl-CoA का उपयोग कोशिका द्वारा हीम संश्लेषण की पहली प्रतिक्रिया के लिए प्रारंभिक सब्सट्रेट के रूप में किया जाता है। चक्र में ऑक्सालोएसीटेट और इसके पूर्ववर्तियों का उपयोग ग्लूकोज के संश्लेषण (ग्लूकोनियोजेनेसिस की प्रक्रिया) में किया जा सकता है। कीटो एसिड - ऑक्सालोएसीटेट और अल्फा-कीटोग्लूटारेट, ट्रांसएमिनेशन प्रतिक्रियाओं के लिए धन्यवाद, क्रमशः गैर-आवश्यक अमीनो एसिड: एस्पार्टिक और ग्लूटामिक एसिड बनाने के लिए उपयोग किया जा सकता है।