Oxidativ decarboxylering forbinder glykolysen med Krebs’ cyklus. Pyruvat med tre carbonatomer omdannes til acetyl-CoA, der afleverer en acetylgruppe med to carbonatomer til cyklussen. Samtidig frigives CO₂, og der dannes NADH.
I videoen tegner og forklarer jeg, hvad der fjernes fra pyruvat, hvad der bliver tilbage, og hvordan elektroner overføres til NAD⁺.
Hvor foregår oxidativ decarboxylering?
I eukaryote celler, fx vores egne celler, foregår processen i mitokondriets matrix. Matrix er rummet inden for den indre membran. Pyruvat dannes først i cellens cytosol ved glykolyse og transporteres derefter ind i mitokondriet.
Omdannelsen katalyseres af pyruvatdehydrogenase-komplekset. Et enzymkompleks er flere enzymer, der arbejder sammen. Vi kan dele forklaringen op i tre overordnede ændringer, selv om de i cellen er tæt koblet.
1. Decarboxylering: Ét carbonatom forlader processen som CO₂
Pyruvat har tre carbonatomer. Under omdannelsen fjernes ét af dem som kuldioxid, CO₂. Det kaldes decarboxylering. Ordet fortæller altså, at en carboxylgruppe fjernes med frigivelse af CO₂.
Hos mennesker kan CO₂ transporteres med blodet til lungerne og udskilles ved udånding. De sidste to carbonatomer fra pyruvat bliver foreløbig i en acetylgruppe.
2. Oxidation: NAD⁺ modtager elektroner
Den tilbageværende to-carbon-enhed oxideres. Oxidation betyder afgivelse af elektroner. Elektronerne overføres gennem enzymkomplekset til NAD⁺, som reduceres til NADH. Reduktion betyder modtagelse af elektroner.
NADH fungerer som elektronbærer. Senere kan det aflevere elektroner til elektrontransportkæden, hvor energien fra elektrontransporten bidrager til ATP-dannelse.
3. Acetylgruppen bindes til coenzym A
En acetylgruppe skrives CH₃–CO–, hvor den sidste binding forbinder gruppen med resten af molekylet. Den er ikke det samme som en fri acetat-ion. Under processen bindes acetylgruppen til coenzym A, forkortet CoA. Produktet hedder acetyl-CoA.
CoA er et hjælpemolekyle, et coenzym, og ikke selv et enzym. Det bærer acetylgruppen videre, så den kan kobles til oxaloacetat i begyndelsen af Krebs’ cyklus. Oxaloacetat har fire carbonatomer; sammen med acetylgruppens to dannes citrat med seks.
Reaktionsskema og udbytte
For hvert pyruvat kan nettoreaktionen skrives:
Pyruvat + CoA-SH + NAD⁺ → acetyl-CoA + CO₂ + NADH + H⁺
CoA-SH viser den form af coenzym A, som acetylgruppen bindes til. Der dannes ikke ATP direkte i denne reaktion. Derimod opsamles elektroner i NADH, og acetylgruppen føres videre til nedbrydning.
| Udbytte | Pr. pyruvat | Pr. glukose |
|---|---|---|
| Acetyl-CoA | 1 | 2 |
| CO₂ | 1 | 2 |
| NADH | 1 | 2 |
| ATP direkte | 0 | 0 |
Tallene fordobles pr. glukose, fordi glykolysen danner to pyruvatmolekyler fra ét glukosemolekyle.
Kræver selve reaktionen ilt?
O₂ indgår ikke direkte i reaktionsskemaet. I vores celler afhænger den fortsatte proces dog indirekte af ilt, fordi NADH skal kunne oxideres til NAD⁺ igen gennem den aerobe elektrontransportkæde. Ved utilstrækkelig aerob omsætning kan pyruvat i stedet omdannes til laktat, så glykolysen kan fortsætte.
Husk sammenhængen i respirationen
Glukose → glykolyse → pyruvat → oxidativ decarboxylering → acetyl-CoA → Krebs’ cyklus. Tegn carbonatomerne undervejs, og markér præcis, hvor CO₂ frigives. Tilføj NAD⁺ og NADH for at vise, hvor elektronerne ender.
