TCA 회로

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TCA 회로(TriCarboxylic Acid Cycle), 시트르산 회로(Citric Acid Cycle) 또는 크레브스 회로(Krebs Cycle, 크랩스 회로)는 세포 호흡과정에서 작용하는 순환 회로이다.

목차

1. 과정
1.1. 시트르산의 생성
1.2. α-케토글루타르산의 생성
1.3. 석신산의 생성
2. 참고 문헌
3. 영상

1. 과정 _{✎ ⊖}

피루브산에서 만들어진 아세틸기가 반응을 하면서 시작한다.

아세틸 코엔자임A|아세틸 CoA는 옥살아세트산과 결합하여 시트르산이 되고, 이것은 α-케토글루타르산, 석신산, 푸마르산, 말산을 거쳐 다시 옥살아세트산이 되는데, 이 과정을 일컫는다. 이 과정을 통해 1분자의 아세틸 CoA에서 2분자의 이산화탄소|CO$_2$가 이탈되며 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드|NADH 3분자와 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드|FADH$_2$ 1분자, 아데노신삼인산|ATP 1분자가 생성된다.

시트르산이 전자를 생산하는 일련의 산화반응을 거치면서 2개의 이산화탄소가 떨어져 나와 다시 옥살로아세트산이 된다. 재생된 옥살로아세트산은 다음 번의 TCA회로를 위해 또 다른 아세틸기와 결합하는데 사용된다.

1.1. 시트르산의 생성 _{✎ ⊖}

TCA 회로의 첫번째 반응으로, 아세틸 CoA는 옥살아세트산에 아세틸기를 첨가하여 시트르산을 생성한다. 아세틸 CoA의 2-탄소 아세틸기가 옥살로아세트산(oxloacetate)라는 4-탄소 분자와 결합한다.

1.2. α-케토글루타르산의 생성 _{✎ ⊖}

시트르산은 이성질체인 이소시트르산으로 전환된 다음, 탈탄산 효소의 작용으로 이산화탄소를 이탈시키고 탈수소 효소의 작용으로 산화되면서 NAD$^+$를 NADH로 환원시키면서 α-케토글루타르산이 된다.

시트르산의 한 탄소로부터 물 분자 하나가 제거되고 물 분자는 다시 다른 탄소에 결합된다. 그 결과 -H와 -OH기의 위치 변동이 생긴다. 이렇게 해서 생기는 시트르산의 이성질체가 이소시트르산이다. 이러한 작용기의 재배열은 다음 이어지는 반응이 잘 일어나도록 해준다.
이소시트르산에서 산화적 탈카르복시화 반응이 일어난다. 이소시트르산이 산화되어 1쌍의 전자를 방출해 NAD+를 NADH로 환원시킨 다음 산화된 중간물질이 탈카르복시화되어 중심의 카르복실기가 떨어져 나와 이산화탄소를 생성한다. 그결과로 5-탄소 분자인 α-케토글루타르산이 생성된다.

1.3. 석신산의 생성 _{✎ ⊖}

α-케토글루타르산은 탈탄산 효소의 작용으로 이산화탄소를 이탈시키고 탈수소 효소의 작용으로 산화되면서 NAD$^+$를 NADH로 환원시키면서 석신산이 된다. 이때 기질 수준 인산화가 진행되어 ATP가 생성된다.

α-케토글루타르산이 피루브산 탈수소효소와 유사한 다효소복합체에 의해 탈카르복시화된다. 이산화탄소 제거 뒤에 남는 숙시닐기가 조효소A에 결합하여 숙시닐-조효소 A를 생성한다. 이 과정에서 2개의 전자가 방출되고, 이 전자는 NAD+를 NADH로 환원시킨다.
4-탄소의 숙시닐기와 조효소A의 결합은 고에너지 결합이다. 해당과정에서 일어나는 것과 유사한 공역반응을 통해 이 결합은 끊어지고, 이 때 방출된 에너지는 GDP를 GTP로 인산화시키는데 사용된다.

2. 참고 문헌 _{✎ ⊖}

고등학교 생명과학 2 HIGH TOP 1권. 두산동아

3. 영상 _{✎ ⊖}

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1. 과정 ✎ ⊖

1.1. 시트르산의 생성 ✎ ⊖

1.2. α-케토글루타르산의 생성 ✎ ⊖

1.3. 석신산의 생성 ✎ ⊖

2. 참고 문헌 ✎ ⊖

3. 영상 ✎ ⊖