Обратный цикл Кребса

Обратный цикл Кребса (также известный как обратный кислотный цикл трикарбонового, в обратном цикле трикарбоновых кислот, или обратный кислоту цикл лимонного, или восстановительный кислоту цикл трикарбонового, или восстановительные ЦТК) представляет собой последовательность химических реакций, которые используются некоторыми бактерии для получения углеродных соединений из углекислого газа и воды за счет использования энергии -богатой восстанавливающих агентов в качестве доноров электронов.

Реакция представляет собой обратный цикл лимонной кислоты : там, где цикл Кребса берет сложные молекулы углерода в форме сахаров и окисляет их до CO 2 и воды, в обратном цикле CO 2 и вода превращаются в углеродные соединения. Этот процесс используется некоторыми бактериями для синтеза углеродных соединений, иногда с использованием водорода, сульфида или тиосульфата в качестве доноров электронов. В этом процессе его можно рассматривать как альтернативу фиксации неорганического углерода в восстановительном пентозофосфатном цикле, который происходит у самых разных микробов и высших организмов.

В отличие от окислительного цикла лимонной кислоты, обратный или восстановительный цикл имеет несколько ключевых отличий. Одним из основных отличий является превращение сукцината в 2-оксоглутарат. В окислительной реакции эта стадия сочетается с восстановлением НАДН. Однако окисление 2-оксоглутарата до сукцината настолько энергетически выгодно, что НАДН не обладает восстанавливающей способностью, чтобы запустить обратную реакцию. В цикле rTCA в этой реакции должен использоваться восстановленный ферредоксин с низким потенциалом.

Реакция - возможный кандидат на пребиотические условия ранней Земли и поэтому представляет интерес для исследования происхождения жизни. Было обнаружено, что некоторые непоследовательных этапы цикла может быть катализируемых минералами через фотохимии, в то время как два целых и три шага последовательности могут способствовать металлических ионов, таких как железо (как восстановители ) под кислых условиях. Однако условия чрезвычайно жесткие и требуют 1 М соляной или 1 М серной кислоты и сильного нагрева до 80–140 ° C.

• Фиксация углерода
• Цикл Кальвина

1. ^ Evans MC; Бьюкенен BB; Арнон Д.И. (апрель 1966 г.). «Новый ферредоксин-зависимый цикл восстановления углерода в фотосинтезирующих бактериях». Proc Natl Acad Sci USA. 55 (4): 928–34. Bibcode : 1966PNAS... 55..928E. DOI : 10.1073 / pnas.55.4.928. PMC   224252. PMID   5219700.
2. ^ Бьюкенен BB; Арнон Д.И. (1990). «Обратный цикл KREBS в фотосинтезе: наконец-то консенсус». Photosynth Res. 24: 47–53. DOI : 10.1007 / BF00032643. PMID   11540925. S2CID   2753977.
3. ^ Бар-Эвен, Аррен; Нур, Элад; Майло, Рон (2012). «Обзор путей фиксации углерода через количественную линзу». Журнал экспериментальной ботаники. 63 (6): 2325–2342. DOI : 10.1093 / JXB / err417. ISSN   1460-2431. PMID   22200662.
4. ^ Сян В. Чжан; Скот Т. Мартин (декабрь 2006 г.). "Движущие части цикла Кребса в обратном направлении через минеральную фотохимию". Варенье. Chem. Soc. 128 (50): 16032–16033. DOI : 10.1021 / ja066103k. PMID   17165745.
5. ^ Muchowska, Камила Б.; Varma, Sreejith J.; Шевалло-Беру, Элоди; Lethuillier-Karl, Лукас; Ли, Гуан; Моран, Джозеф (2017-10-02). «Металлы продвигают последовательности обратного цикла Кребса». Природа, экология и эволюция. 1 (11): 1716–1721. DOI : 10.1038 / s41559-017-0311-7. ISSN   2397-334X. PMC   5659384. PMID   28970480.