Ключевое различие между циклом глиоксилата и циклом ТСА заключается в том, что цикл глиоксилата представляет собой анаболический путь, при котором глюкоза вырабатывается из жирных кислот, в то время как цикл ТСА представляет собой катаболический путь, производящий значительное количество энергии для клеток.
Всем живым организмам требуется энергия для поддержания основных функций организма. Люди и животные обладают сложными метаболическими путями, поскольку потребность в энергии высока. Но другим организмам требуется ограниченное количество энергии. Цикл ТСА является второй стадией клеточного дыхания, используемой аэробными организмами для производства энергии. Глиоксилатный цикл представляет собой вариант цикла ТСА, присутствующий в растениях, бактериях, грибах и простейших.
Что такое глиоксилатный цикл?
Глиоксиловый цикл - это анаболический путь, встречающийся у растений, бактерий, грибов и простейших. Этот цикл в основном основан на превращении ацетил-Ко-А в сукцинат во время синтеза углеводов. Основная роль глиоксилатного цикла заключается в превращении жирных кислот в углеводы. Глиоксилатный цикл позволяет клеткам использовать два соединения углерода, такие как ацетат, для удовлетворения клеточных потребностей в отсутствие сахаров, таких как глюкоза и фруктоза. Глиоксилатный цикл у животных обычно отсутствует; однако у нематод это происходит на ранних стадиях эмбриогенеза.
Рисунок 01: Глиоксилатный цикл
Цикл функционирует с использованием пяти ферментов: цитратсинтазы, аконитазы, сукцинатдегидрогеназы, фумаразы и малатдегидрогеназы. У растений глиоксилатный цикл протекает в глиоксисомах. Семена используют липиды в качестве источника энергии во время прорастания. Помимо липидов, растения также используют ацетат в качестве источника углерода и энергии. Этот цикл также полезен для запуска механизмов защиты растений от патогенов, таких как грибки. Глиоксилатный цикл выполняет различную функцию у грибов и бактерий. Цикл в основном протекает у патогенных микробов. Уровни основных ферментов глиоксилатного цикла увеличиваются при контакте с человеком-хозяином. Следовательно, глиоксилатный цикл играет значительную роль в патогенезе микробов. Из-за роли глиоксилатного цикла в патогенных грибах и бактериях ферменты являются мишенями для лечения болезней.
Что такое цикл ТСА?
Цикл TCA, также известный как цикл лимонной кислоты и цикл Кребса, представляет собой серию ферментативных реакций, происходящих в аэробных организмах. Цикл ТСА высвобождает накопленную энергию в процессе окисления ацетил-Ко-А, который образуется из углеводов, белков и жиров. Название этого цикла происходит от лимонной кислоты, которая также является трикарбоновой кислотой, потребляемой и регенерируемой в результате последовательности реакций для завершения цикла. В цикле ТСА расходуются ацетат и вода, а ацетат расходуется в форме ацетил-Ко-А. Кроме того, в конце выделяется углекислый газ.
Рисунок 02: Цикл TCA
Этот цикл осуществляют восемь ферментов: цитратсинтаза, аконитаза, изоцитратдегидрогеназа, альфа-кетоглутаратдегидрогеназа, сукцинил-КоА-синтетаза, сукцинатдегидрогеназа, фумараза и малатдегидрогеназа. Этот цикл происходит у животных, растений, грибов и бактерий. У эукариот это происходит в матриксе митохондрий, а у прокариот - в цитозоле. Углекислый газ выделяется в цикле ТСА как побочный продукт. Молекула глюкозы превращается в ацетил-Ко-А перед подачей в цикл. Конечные продукты и промежуточные продукты цикла ТСА расходуются на метаболизм липидов, аминокислот, белков и глюкозы.
Каковы сходства между циклом глиоксилата и ТСА?
- В обоих циклах используются пять общих ферментов: цитратсинтаза, аконитаза, сукцинатдегидрогеназа, фумараза и малатдегидрогеназа.
- Оба цикла объединяются с ацетил-Ко-А с образованием малата, который катализируется малатсинтазой.
- Ацетат превращается в ацетил-КоА в обоих циклах.
- Оба цикла представляют собой замкнутые циклы, где последняя часть пути регенерирует соединение, использованное на первом этапе.
В чем разница между циклом глиоксилата и ТСА?
Ключевое различие между циклом глиоксилата и циклом ТСА заключается в том, что цикл глиоксилата является анаболическим путем, а цикл ТСА - катаболическим путем. В глиоксилатном цикле изоцитрат превращается в сукцинат и глиоксилат под действием фермента изоцитратлиазы вместо альфа-кетоглутарата в цикле ТСА.
Приведенная ниже инфографика представляет различия между циклом глиоксилата и ТСА в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Цикл глиоксилата и ТСА
Энергетические потребности разных организмов различаются в зависимости от сложности организма. Цикл ТСА является второй стадией клеточного дыхания, которая претерпевает ряд ферментативных реакций при производстве энергии. Глиоксилатный цикл представляет собой особый вариант цикла ТСА. При этом используются два углеродных соединения в отсутствие глюкозы. Это встречается только у растений, бактерий, грибов и простейших. Цикл ТСА состоит из пяти стадий реакции на основе ферментов, а глиоксилатный цикл состоит из восьми стадий реакции на основе ферментов. Оба цикла объединяются с ацетил-Ко-А с образованием малата, который катализируется малатсинтазой. Итак, это краткое изложение различий между циклом глиоксилата и ТСА.
