إن عملية التمثيل الغذائي المعروفة باسم دورة حمض الستريك (أو دورة حمض الكربوكسيل)، تحتوي على ثماني خطوات، سبع منها داخل مصفوفة الميتوكوندريا، والجزء الخارجي، نازع هيدروجين السكسينات مرتبط بسلسلة نقل الإلكترون على غشاء الميتوكوندريا الداخلي، ونتج عن هذه الدورة خطوات الأكسدة النهائية لمجموعات الأسيتيل، مما يؤدي إلى إطلاق جزيئين من غاز ثاني أكسيد الكربون.
ما هي دورة حمض الستريك
دورة حمض الكربوكسيل هي المسار الأيضي الرئيسي لإنتاج الطاقة في الخلايا، حيث توفر الجزء الأكبر من الإنزيمات المساعدة المختزلة التي ستتأكسد بواسطة سلسلة نقل الإلكترون لإنتاج ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP)، ويُعرف المسار أحيانًا باسم دورة حامض الستريك أو دورة كريبس، على اسم مكتشفه السير هانز كريبس.
وبالإضافة إلى دورها في التمثيل الغذائي لإنتاج الطاقة، وأكسدة وحدتين من الكربون، فإن الدورة هي أيضًا المسار الرئيسي للتحويل البيني لمركبات 4 و 5 كربون في الخلية، والتي ينشأ الكثير منها من أو تكون وسيطة في تركيب الأحماض الأمينية، (Oxaloacetate)، وسيط رئيسي في الدورة، هو السلائف الرئيسية استحداث السكر في حالة الصيام.
مكتشف دورة حمض الستريك
تم صياغة دورة حمض الكربوكسيليك (TCA) لأول مرة بشكل صحيح من قبل هان كريبس، الذي ولد في 25 أغسطس 1900 في هيلدسهايم، وقد كان ابن الجراح جورج وأمه ألما، التي كانت ستموت بسبب الاكتئاب عندما كان كريبس في التاسعة عشرة من عمره، وبعد الانتهاء من تدريبه في الطب الباطني في جوتنجن وفرايبورج وميونيخ وبرلين في ديسمبر 1925، بحث كريبس عن طرق للحصول على تدريب كيميائي حيوي.
أقنعه الوقت الذي أمضاه في العيادات بضرورة متابعة البحث الطبي، ومن خلال تأثير برونو مندل، الذي عمل مع كريبس في العيادة الطبية الثالثة في برلين، والذي كان أحد معارف ألبرت أينشتاين، أستاذ الفيزياء بجامعة برلين، الذي كان بدوره ضيف عشاء متكرر في منزل والد أوتو واربورغ.
وقد سمع مندل أن واربورغ كان يبحث عن مساعد وأوصى كريبس، وسمحت دائرة التأثير هذه لكريبس بالحصول على أول منصب مدفوع الأجر له كمساعد لأوتو واربورغ في برلين داهليم، وكانت هذه المهمة هي تغيير كريبس من طبيب إلى عالم كيمياء حيوية.
ماذا يحصل في دورة حمض الستريك
تستخدم دورة حمض الستريك إنزيمات الميتوكوندريا للأكسدة النهائية للكربوهيدرات والبروتينات والدهون، وعلاوة على ذلك تنتج دورة كريبس أيضًا مواد وسيطة مهمة في تكوين السكر، تحلل الدهون، تخليق الناقل العصبي، و(Acetyl-CoA) من بيروفات تحلل السكر، وأكسدة بيتا للأحماض الدهنية والأحماض الأمينية الكيتونية وتدخل الكيتونات هذا المسار لإنتاج الطاقة.
الخطوة الأولى هي اندماج مجموعة الأسيتيل من أسيتيل CoA مع أوكسالو أسيتات، محفزًا بواسطة سينثيز السترات، ويتم إطلاق CoA-SH والحرارة ويتم إنتاج السترات، ويتم إيزومرة السيترات عن طريق الجفاف وإعادة التميؤ إلى (isocitrate)، ويحفز إنزيم الأكونيتاز هاتين الخطوتين باستخدام (cis -aconitate) كمتوسط.
يتم تحفيز الخطوتين التاليتين بواسطة نازعة هيدروجين الأيزوسترات، ويشكل نزع الهيدروجين من (isocitrate) أوكسالوسكسينات، الذي ينزع الكربوكسيل إلى (alpha-ketoglutarate)، ويتم إزالة الكربوكسيل بشكل مؤكسد من ألفا كيتوجلوتارات بواسطة نازعة الهيدروجين ألفا كيتوجلوتارات – مركب متعدد الإنزيم، ويتم أيضا تشكيل (Succinyl-CoA) في هذا التفاعل أحادي الاتجاه.
يمكن القول بأنه تعمل دورة حمض الستريك كمحور للميتوكوندريا للخطوات النهائية في التقويض التأكسدي للهيكل الكربوني للكربوهيدرات والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية.
