Põhiline erinevus glüoksülaadi ja TCA tsükli vahel on see, et glüoksülaadi tsükkel on anaboolne rada, kus glükoosi toodetakse rasvhapetest, samas kui TCA tsükkel on kataboolne rada, mis toodab rakkudele märkimisväärsel hulgal energiat.
Kõik elusorganismid vajavad keha oluliste funktsioonide säilitamiseks energiat. Inimestel ja loomadel on keerulised metaboolsed rajad, kuna energiavajadus on suur. Kuid teised organismid vajavad piiratud koguses energiat. TCA tsükkel on rakulise hingamise teine etapp, mida aeroobsed organismid kasutavad energia tootmiseks. Glüoksülaadi tsükkel on TCA tsükli variant, mis esineb taimedes, bakterites, seentes ja protistides.
Mis on glüoksülaaditsükkel?
Glüoksüültsükkel on anaboolne rada, mis esineb taimedes, bakterites, seentes ja protistides. See tsükkel põhineb peamiselt atsetüül-Co-A muundamisel suktsinaadiks süsivesikute sünteesi käigus. Glüoksülaadi tsükli põhiülesanne on rasvhapete muutmine süsivesikuteks. Glüoksülaadi tsükkel võimaldab rakkudel kasutada kahte süsinikuühendit nagu atsetaat, et täita raku vajadusi suhkrute, nagu glükoos ja fruktoos, puudumisel. Glüoksülaadi tsükkel loomadel tavaliselt puudub; see toimub aga nematoodide embrüogeneesi varases staadiumis.
Joonis 01: Glüoksülaadi tsükkel
Tsükkel toimib viie ensüümi kasutamisega: tsitraadi süntaas, akonitaas, suktsinaatdehüdrogenaas, fumaraas ja malaatdehüdrogenaas. Taimedes toimub glüoksülaadi tsükkel glüoksüsoomides. Seemned kasutavad idanemise ajal energiaallikana lipiide. Peale lipiidide kasutavad taimed süsiniku- ja energiaallikana ka atsetaati. See tsükkel on kasulik ka taimede kaitsemehhanismide esilekutsumiseks patogeenide, näiteks seente vastu. Glüoksülaadi tsükkel täidab seentes ja bakterites teistsugust funktsiooni. Tsükkel toimub peamiselt patogeensetes mikroobides. Glüoksülaadi tsükli peamiste ensüümide tasemed suurenevad kokkupuutel inimperemehega. Seetõttu mängib glüoksülaadi tsükkel mikroobide patogeneesis olulist rolli. Glüoksülaadi tsükli rolli tõttu patogeensetes seentes ja bakterites on ensüümid haiguste ravi sihtmärgid.
Mis on TCA tsükkel?
TCA tsükkel, tuntud ka kui sidrunhappe tsükkel ja Krebi tsükkel, on rida ensümaatilisi reaktsioone, mis toimuvad aeroobsetes organismides. TCA tsükkel vabastab süsivesikutest, valkudest ja rasvadest saadud atsetüül-Co-A oksüdatsiooniprotsessi kaudu salvestatud energiat. Selle tsükli nimi on tuletatud sidrunhappest, mis on ka trikarboksüülhape, mida tarbitakse ja regenereeritakse reaktsioonide jada kaudu tsükli lõpuleviimiseks. TCA tsükkel tarbib atsetaati ja vett ning atsetaati tarbitakse atsetüül-Co-A kujul. Lisaks eraldab see lõpus süsinikdioksiidi.
Joonis 02: TCA tsükkel
Seda tsüklit viivad läbi kaheksa ensüümi: tsitraadi süntaas, akonitaas, isotsitraatdehüdrogenaas, alfa-ketoglutaraatdehüdrogenaas, suktsinüül-CoA süntetaas, suktsinaatdehüdrogenaas, fumaraas ja malaatdehüdrogenaas. See tsükkel toimub loomades, taimedes, seentes ja bakterites. Eukarüootides toimub see mitokondrite maatriksis ja prokarüootides tsütosoolis. Süsinikdioksiid eraldub TCA tsüklis kõrvalsaadusena. Glükoosi molekul muundatakse enne tsüklisse sisestamist atsetüül-Co-A-ks. TCA tsükli lõpp-produktid ja vahesaadused kuluvad ära lipiidide, aminohapete, valkude ja glükoosi metabolismis.
Millised on glüoksülaadi ja TCA tsükli sarnasused?
- Mõlemas tsüklis kasutatakse viit tavalist ensüümi, tsitraadi süntaas, akonitaas, suktsinaatdehüdrogenaas, fumaraas ja malaatdehüdrogenaas.
- Mõlemad tsüklid kombineeritakse atsetüül-Co-A-ga, et toota malaati, mida katalüüsib malaadi süntaas.
- Atsetaat muundatakse mõlemas tsüklis atsetüül-CoA-ks.
- Mõlemad tsüklid on suletud ahelad, kus raja viimane osa regenereerib esimeses etapis kasutatud ühendi.
Mis vahe on glüoksülaadil ja TCA-tsüklil?
Põhiline erinevus glüoksülaadi ja TCA tsükli vahel on see, et glüoksülaadi tsükkel on anaboolne rada, samas kui TCA tsükkel on kataboolne rada. Glüoksülaadi tsüklis muundatakse isotsitraat suktsinaadiks ja glüoksülaadiks TCA tsüklis alfa-ketoglutaraadi asemel ensüüm isotsitraatlüaasi toimel.
Allpool olev infograafik esitab erinevused glüoksülaadi ja TCA tsükli vahel tabelina, et kõrvuti võrrelda.
Kokkuvõte – glüoksülaat vs TCA tsükkel
Erinevate organismide energiavajadus varieerub sõltuv alt keha keerukusest. TCA tsükkel on rakuhingamise teine etapp, mis läbib energia tootmisel mitmeid ensümaatilisi reaktsioone. Glüoksülaadi tsükkel on TCA tsükli erivariant. See kasutab glükoosi puudumisel kahte süsinikuühendit. Seda leidub ainult taimedes, bakterites, seentes ja protistides. TCA tsükkel koosneb viiest ensüümipõhisest reaktsioonietapist ja glüoksülaadi tsükkel koosneb kaheksast ensüümipõhisest reaktsioonietapist. Mõlemad tsüklid kombineeritakse atsetüül-Co-A-ga, et saada malaati, mida katalüüsib malaadi süntaas. Niisiis, see on kokkuvõte erinevusest glüoksülaadi ja TCA tsükli vahel.
