Ključna razlika između glioksilatnog i TCA ciklusa je u tome što je glioksilatni ciklus anabolički put u kojem se glukoza proizvodi iz masnih kiselina, dok je TCA ciklus katabolički put koji proizvodi znatnu količinu energije stanicama.
Svi živi organizmi trebaju energiju za održavanje osnovnih funkcija tijela. Ljudi i životinje imaju složene metaboličke putove jer su potrebe za energijom visoke. Ali drugi organizmi zahtijevaju ograničene količine energije. TCA ciklus je druga faza staničnog disanja koju koriste aerobni organizmi za proizvodnju energije. Glioksilatni ciklus je varijanta TCA ciklusa prisutnog u biljkama, bakterijama, gljivama i protistima.
Što je ciklus glioksilata?
Glioksilni ciklus je anabolički put koji se javlja u biljkama, bakterijama, gljivama i protistima. Ovaj ciklus se uglavnom temelji na pretvorbi acetil Co-A u sukcinat tijekom sinteze ugljikohidrata. Glavna uloga glioksilatnog ciklusa je pretvaranje masnih kiselina u ugljikohidrate. Glioksilatni ciklus omogućuje stanicama da koriste dva ugljikova spoja poput acetata za ispunjavanje staničnih potreba tijekom odsutnosti šećera kao što su glukoza i fruktoza. Glioksilatni ciklus obično je odsutan u životinja; međutim, odvija se u ranim fazama embriogeneze kod nematoda.
Slika 01: Ciklus glioksilata
Ciklus funkcionira pomoću pet enzima: citrat sintaze, akonitaze, sukcinat dehidrogenaze, fumaraze i malat dehidrogenaze. U biljkama se glioksilatni ciklus odvija u glioksisomima. Sjemenke koriste lipide kao izvor energije tijekom klijanja. Osim lipida, biljke također koriste acetat kao ugljik i izvor energije. Ovaj ciklus također je koristan za induciranje obrambenih mehanizama biljaka protiv patogena kao što su gljivice. Glioksilatni ciklus ima drugačiju funkciju u gljivicama i bakterijama. Ciklus se uglavnom odvija u patogenim mikrobima. Glavne razine enzima glioksilatnog ciklusa povećavaju se nakon kontakta s ljudskim domaćinom. Stoga glioksilatni ciklus igra značajnu ulogu u patogenezi kod mikroba. Zbog uloge glioksilatnog ciklusa u patogenim gljivicama i bakterijama, enzimi su mete za liječenje bolesti.
Što je TCA ciklus?
TCA ciklus, također poznat kao ciklus limunske kiseline i Krebov ciklus, niz je enzimskih reakcija koje se javljaju u aerobnim organizmima. TCA ciklus oslobađa pohranjenu energiju kroz proces oksidacije acetil Co-A, koji se dobiva iz ugljikohidrata, proteina i masti. Naziv ovog ciklusa potječe od limunske kiseline, koja je također trikarboksilna kiselina koja se troši i regenerira nizom reakcija kako bi se dovršio ciklus. TCA ciklus troši acetat i vodu, a acetat se troši u obliku acetil Co-A. Osim toga, na kraju oslobađa ugljični dioksid.
Slika 02: TCA ciklus
Ovaj ciklus provodi osam enzima: citrat sintaza, akonitaza, izocitrat dehidrogenaza, alfa-ketoglutarat dehidrogenaza, sukcinil-CoA sintetaza, sukcinat dehidrogenaza, fumaraza i malat dehidrogenaza. Ovaj ciklus se odvija u životinjama, biljkama, gljivama i bakterijama. Kod eukariota se odvija u matriksu mitohondrija, a kod prokariota u citosolu. Ugljični dioksid se oslobađa u TCA ciklusu kao nusprodukt. Molekula glukoze se pretvara u acetil Co-A prije unošenja u ciklus. Krajnji proizvodi i intermedijeri TCA ciklusa troše se u metabolizmu lipida, aminokiselina, proteina i glukoze.
Koje su sličnosti između ciklusa glioksilata i TCA?
- Pet uobičajenih enzima, citrat sintaza, akonitaza, sukcinat dehidrogenaza, fumaraza i malat dehidrogenaza, koriste se u oba ciklusa.
- Oba ciklusa se kombiniraju s acetil Co-A kako bi proizveli malat, koji je kataliziran malat sintazom.
- Acetat se pretvara u acetil CoA u oba ciklusa.
- Oba ciklusa su zatvorene petlje gdje zadnji dio puta regenerira spoj korišten u prvom koraku.
Koja je razlika između ciklusa glioksilata i TCA?
Ključna razlika između ciklusa glioksilata i TCA je u tome što je ciklus glioksilata anabolički put dok je TCA ciklus katabolički put. U ciklusu glioksilata, izocitrat se pretvara u sukcinat i glioksilat pomoću enzima izocitrat liaze umjesto alfa-ketoglutarata u ciklusu TCA.
Infografika u nastavku predstavlja razlike između glioksilata i TCA ciklusa u obliku tablice za usporedbu.
Sažetak – Glyoxylate vs TCA ciklus
Potrebe za energijom različitih organizama razlikuju se ovisno o složenosti tijela. Ciklus TCA je drugi stupanj staničnog disanja koji prolazi kroz niz enzimskih reakcija u proizvodnji energije. Glioksilatni ciklus je posebna varijanta TCA ciklusa. Ovo iskorištava dva spoja ugljika u odsutnosti glukoze. Ovo se nalazi samo u biljkama, bakterijama, gljivama i protistima. TCA ciklus se sastoji od pet enzimskih reakcijskih koraka, a glioksilatni ciklus sastoji se od osam enzimskih reakcijskih koraka. Oba ciklusa kombiniraju se s acetil Co-A kako bi proizveli malat, koji je kataliziran malat sintazom. Dakle, ovo je sažetak razlika između glioksilata i TCA ciklusa.
