Avainero glyoksylaatti- ja TCA-syklin välillä on se, että glyoksylaattisykli on anabolinen reitti, jossa glukoosia tuotetaan rasvahapoista, kun taas TCA-sykli on katabolinen reitti, joka tuottaa huomattavan määrän energiaa soluille.
Kaikki elävät organismit tarvitsevat energiaa ylläpitääkseen tärkeitä kehon toimintoja. Ihmisillä ja eläimillä on monimutkaisia aineenvaihduntareittejä, koska energiantarve on suuri. Mutta muut organismit tarvitsevat rajoitetun määrän energiaa. TCA-sykli on soluhengityksen toinen vaihe, jota aerobiset organismit käyttävät energian tuottamiseen. Glyoksylaattisykli on muunnos TCA-syklistä, jota esiintyy kasveissa, bakteereissa, sienissä ja protisteissa.
Mikä on glyoksylaattisykli?
Glyoksyylisykli on anabolinen reitti, jota esiintyy kasveissa, bakteereissa, sienissä ja protisteissa. Tämä sykli perustuu pääasiassa asetyyli-Co-A:n muuntamiseen sukkinaatiksi hiilihydraattisynteesin aikana. Glyoksylaattisyklin päätehtävä on muuttaa rasvahapot hiilihydraateiksi. Glyoksylaattisykli mahdollistaa sen, että solut voivat käyttää kahta hiiliyhdistettä, kuten asetaattia, täyttämään solun tarpeet sokerien, kuten glukoosin ja fruktoosin, poissa ollessa. Glyoksylaattisykli puuttuu yleensä eläimistä; se tapahtuu kuitenkin sukkulamatoissa alkion synnyn alkuvaiheessa.
Kuva 01: Glyoksylaattisykli
Kieli toimii viiden entsyymin avulla: sitraattisyntaasi, akonitaasi, sukkinaattidehydrogenaasi, fumaraasi ja malaattidehydrogenaasi. Kasveissa glyoksylaattikierto tapahtuu glyoksisomeissa. Siemenet käyttävät lipidejä energialähteenä itämisen aikana. Lipidien lisäksi kasvit käyttävät asetaattia hiilen ja energian lähteenä. Tämä sykli on myös hyödyllinen indusoimaan kasvien puolustusmekanismeja taudinaiheuttajia, kuten sieniä, vastaan. Glyoksylaattisyklillä on erilainen tehtävä sienissä ja bakteereissa. Kierto tapahtuu pääasiassa patogeenisissa mikrobeissa. Glyoksylaattisyklin pääentsyymitasot kasvavat joutuessaan kosketuksiin ihmisisäntään. Siksi glyoksylaattisyklillä on merkittävä rooli mikrobien patogeneesissä. Glyoksylaattisyklin roolin vuoksi patogeenisissa sienissä ja bakteereissa entsyymit ovat sairauksien hoidon kohteita.
Mikä on TCA-sykli?
TCA-sykli, joka tunnetaan myös nimellä sitruunahapposykli ja Krebin sykli, on sarja entsymaattisia reaktioita, joita esiintyy aerobisissa organismeissa. TCA-sykli vapauttaa varastoitunutta energiaa hiilihydraateista, proteiineista ja rasvoista peräisin olevan asetyyli-Co-A:n hapetusprosessin kautta. Tämän syklin nimi on johdettu sitruunahaposta, joka on myös trikarboksyylihappo, jota kulutetaan ja regeneroidaan reaktiosarjan kautta syklin loppuun saattamiseksi. TCA-sykli kuluttaa asetaattia ja vettä, ja asetaatti kulutetaan asetyyli-Co-A:n muodossa. Lisäksi se vapauttaa lopussa hiilidioksidia.
Kuva 02: TCA-sykli
Tämän syklin suorittaa kahdeksan entsyymiä: sitraattisyntaasi, akonitaasi, isositraattidehydrogenaasi, alfa-ketoglutaraattidehydrogenaasi, sukkinyyli-CoA-syntetaasi, sukkinaattidehydrogenaasi, fumaraasi ja malaattidehydrogenaasi. Tämä kierto tapahtuu eläimissä, kasveissa, sienissä ja bakteereissa. Eukaryooteissa se tapahtuu mitokondrioiden matriisissa ja prokaryooteissa sytosolissa. Hiilidioksidia vapautuu TCA-kierrossa sivutuotteena. Glukoosimolekyyli muunnetaan asetyyli-Co-A:ksi ennen syöttämistä kiertoon. TCA-syklin lopputuotteet ja välituotteet kuluvat lipidi-, aminohappo-, proteiini- ja glukoosiaineenvaihduntaan.
Mitä yhtäläisyyksiä glyoksylaatin ja TCA-syklin välillä on?
- Molemmissa sykleissä käytetään viittä yleistä entsyymiä, sitraattisyntaasia, akonitaasia, sukkinaattidehydrogenaasia, fumaraasia ja malaattidehydrogenaasia.
- Molemmat syklit yhdistyvät asetyyli-Co-A:n kanssa tuottaen malaattia, jota malaattisyntaasi katalysoi.
- Asetaatti muuttuu asetyyli-CoA:ksi molemmissa sykleissä.
- Molemmat syklit ovat suljettuja silmukoita, joissa reitin viimeinen osa regeneroi ensimmäisessä vaiheessa käytetyn yhdisteen.
Mitä eroa on glyoksylaatilla ja TCA-syklillä?
Avainero glyoksylaatti- ja TCA-syklin välillä on, että glyoksylaattisykli on anabolinen reitti, kun taas TCA-sykli on katabolinen reitti. Glyoksylaattisyklissä isositraatti muuttuu sukkinaatiksi ja glyoksylaatiksi isositraattilyaasientsyymin toimesta alfa-ketoglutaraadin sijasta TCA-syklissä.
Alla oleva infografiikka esittelee glyoksylaatin ja TCA-syklin väliset erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Glyoksylaatti vs TCA-sykli
Eri organismien energiantarpeet vaihtelevat kehon monimutkaisuuden mukaan. TCA-sykli on soluhengityksen toinen vaihe, joka käy läpi sarjan entsymaattisia reaktioita energian tuotannossa. Glyoksylaattisykli on TCA-syklin erityinen muunnelma. Tämä hyödyntää kahta hiiliyhdistettä ilman glukoosia. Tätä esiintyy vain kasveissa, bakteereissa, sienissä ja protisteissa. TCA-sykli koostuu viidestä entsyymipohjaisesta reaktiovaiheesta ja glyoksylaattisykli koostuu kahdeksasta entsyymipohjaisesta reaktiovaiheesta. Molemmat syklit yhdistyvät asetyyli-Co-A:n kanssa tuottaen malaattia, jota malaattisyntaasi katalysoi. Joten tämä on yhteenveto glyoksylaatin ja TCA-syklin välisestä erosta.
