Untitled Document


การสลายกลูโคสผ่านวิถีไกลโคลิซีส พลังงานส่วนใหญ่จะยังคงสะสมอยู่ในโมเลกุลของไพรูเวต ถ้าในเซลล์มีออกซิเจน ไพรูเวตก็จะเข้าสู่ไมโตคอนเดรียซึ่งเอนไซม์ของ วัฏจักรเครบส์จะทำหน้าที่ออกซิไดส์ต่ออย่างสมบูรณ์
เมื่อไพรูเวตจากไซโตซอลเข้ามายังไมโตคอนเดรีย มันจะถูกเปลี่ยนไปเป็นสารที่มีชื่อ เรียกว่าแอซิติลโคเอนไซม์ เอ หรือเรียกย่อๆ ว่า แอซิติลโคเอ (acetyl Co A) เสียก่อน ขั้นนี้เป็นรอยต่อของวิถีไกลโคลิซีสกับวัฏจักรเครบส์ ประกอบขึ้นด้วยปฏิกิริยาสามขั้นตอน คือ (1) หมู่คาร์บอกซิลของไพรูเวตหลุดออกเกิดเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (2) ส่วนที่เหลือของไพรูเวตซึ่งมีคาร์บอนเหลืออยู่สองอะตอมจะถูกออกซิไดส์ด้วย NAD⁺ ได้เป็นสารประกอบที่ชื่อ แอซีเตต ปฏิกิริยานี้จะได้สารพลังงานสูงในรูปของ NADH (3) จากนั้นโคเอนไซม์ เอ ซึ่งเป็นสารที่มีหมู่ซัลเฟอร์ และเป็นอนุพันธ์ของวิตามินบี จะถูกนำไป ติดกับแอซีเตตด้วยพันธะที่ไม่ค่อยอยู่ตัวได้เป็นแอซิติลโคเอ ทำให้แอซิติลโคเอ ส่งหมู่ แอซีเตต เข้าสู่วัฏจักรเครปส์เพื่อถูกออกซิไดส์ต่อได้อย่างง่าย

รูปที่ 7.4 การเปลี่ยนแปลงไพรูเวตให้เป็นแอซิติลโคเอเพื่อเข้าสู่วัฏจักรเครบส์
วัฏจักรเครปส์ ตั้งชื่อตาม ฮานส์ เครปส์ (Hans Krebs) นักวิทยาศาสตร์รางวัล โนเบลชาวเยอรมันผู้ซึ่งค้นพบวัฏจักรนี้ในระหว่างปี ค.ศ. 1930-1940 วัฏจักรนี้ประกอบด้วย ปฏิกิริยาหลายขั้นตอนด้วยกัน แต่ละขั้นตอนอาศัยการเร่งของเอนไซม์ที่จำเพาะสำหรับแต่ละ ปฏิกิริยา แอซิติล โค เอ ที่เข้าสู่วัฏจักรเครปส์จะรวมกับออกซาโลแอซิเตตเกิดเป็นซิเตรตและ ทำปฏิกิริยาต่อไปอีก 8 ขั้นตอน จนได้ออกซาโลแอซิเตตกลับคืนมา สารที่เข้าทำปฏิกิริยา ทุกตัวรวมทั้งผลิตผลของปฏิกิริยาทุกตัวในวัฏจักรเครปส์ล้วนเป็นกรดด้วยกันทั้งนั้น ปฏิกิริยา ส่วนใหญ่ของวัฏจักรเครปส์เป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ทำให้ได้สารพลังงานสูง NADH และ FADH₂ ออกมา ซึ่งจะถูกนำไปใช้ในการสร้าง ATP โดยวิธีออกซิเดทีฟฟอสโฟริเลชันต่อไป วัฏจักรเครปส์เองสามารถสร้าง ATP โดยวิธีฟอสโฟริเลชันระดับซับสเตรตได้เช่นเดียวกับ วิถีไกลโคลิซีส

รูปที่ 7.5 วัฏจักรเครปส์
วัฏจักรเครปส์เริ่มด้วย แอซีติลโค เอ รวมตัวกับ ออกซาโลแอซีเตต (oxaloacetate) ให้ได้ ซิเตรต (citrate)และโคเอนไซม์ เอ (CoA-SH) ซึ่งซิเตรตจะเปลี่ยนแปลงไปเป็น ไอโซเมอร์ของมันคือ ไอโซซิเตรต (isocitrate) ต่อไปสารนี้จะสูญเสียคาร์บอนไดออกไซด์ กลายเป็น แอลฟาคีโตกลูตาเรต (-ketoglutarate) ซึ่งจะสูญเสียคาร์บอนไดออกไซด์ อีกตัวหนึ่งกลายเป็น ซัคซินิลโคเอ (succinyl CoA) จากนั้นเป็นการเปลี่ยนซัคซีนิลโคเอ ให้เป็น ซัคซิเนต (succinate) ฟูมาเลต (fumalate) และ มาเลต (malate) ตามลำดับ
วัฏจักรเครปส์มีเอนไซม์ที่สามารถให้อิเล็กตรอนแก่ NAD⁺ ซึ่งจะเปลี่ยนเป็น NADH อยู่สามปฏิกิริยา คือ ไอโซซิเตรตดีไฮโดรจีเนส (isocitrate dehydrogenase) แอลฟาคีโต- กลูตาเรตดีไฮโดรจีเนส (-ketoglutarate dehydrogenase) และ มาเลตดีไฮโดรจีเนส (malate dehydrogenase) และยังมีเอนไซม์ ซัคซิเนตดีไฮโดรจีเนส (succinate dehydrogenase) ที่จะให้อิเล็กตรอนแก่ FAD เกิดเป็น FADH₂ นอกจากนี้วัฏจักรเครปส์ยังมี ปฏิกิริยา ซัคซินิลโคเอซินธีเทส (succinyl CoA synthetase) ที่สามารถสร้าง GTP ซึ่งเป็นสาร พลังงานสูงตัวหนึ่งที่มีพลังงานอิสระที่สภาวะมาตรฐานเท่ากับ ATP ขึ้นจาก GDP โดยวิธี ฟอสโฟริเลชันระดับซับสเตรต