Klíčový rozdíl mezi glyoxylátovým a TCA cyklem je ten, že glyoxylátový cyklus je anabolická dráha, kde se glukóza vyrábí z mastných kyselin, zatímco TCA cyklus je katabolická dráha, která produkuje značné množství energie do buněk.
Všechny živé organismy potřebují energii k udržení základních funkcí těla. Lidé a zvířata mají složité metabolické dráhy, protože energetická potřeba je vysoká. Jiné organismy však vyžadují omezené množství energie. Cyklus TCA je druhou fází buněčného dýchání, kterou využívají aerobní organismy k výrobě energie. Glyoxylátový cyklus je variantou cyklu TCA přítomného u rostlin, bakterií, hub a protistů.
Co je glyoxylátový cyklus?
Glyoxylový cyklus je anabolická dráha, která se vyskytuje u rostlin, bakterií, hub a protistů. Tento cyklus je založen hlavně na přeměně acetyl Co-A na sukcinát během syntézy sacharidů. Hlavní úlohou glyoxylátového cyklu je přeměna mastných kyselin na sacharidy. Glyoxylátový cyklus umožňuje buňkám používat dvě uhlíkaté sloučeniny, jako je acetát, k plnění buněčných požadavků během nepřítomnosti cukrů, jako je glukóza a fruktóza. Glyoxylátový cyklus u zvířat obvykle chybí; probíhá však v raných fázích embryogeneze u nematodů.
Obrázek 01: Glyoxylátový cyklus
Cyklus funguje s využitím pěti enzymů: citrátsyntáza, akonitáza, sukcinátdehydrogenáza, fumaráza a malátdehydrogenáza. U rostlin probíhá glyoxylátový cyklus v glyoxysomech. Semena využívají lipidy jako zdroj energie během klíčení. Rostliny kromě lipidů využívají jako zdroj uhlíku a energie také acetát. Tento cyklus je také prospěšný pro navození obranných mechanismů rostlin proti patogenům, jako jsou houby. Glyoxylátový cyklus plní u hub a bakterií jinou funkci. Cyklus probíhá hlavně v patogenních mikrobech. Hladiny hlavního enzymu glyoxylátového cyklu se zvyšují po kontaktu s lidským hostitelem. Glyoxylátový cyklus proto hraje významnou roli v patogenezi u mikrobů. Vzhledem k roli glyoxylátového cyklu v patogenních houbách a bakteriích jsou enzymy cílem léčby nemocí.
Co je cyklus TCA?
TCA cyklus, také známý jako cyklus kyseliny citrónové a Krebův cyklus, je série enzymatických reakcí, které se vyskytují v aerobních organismech. Cyklus TCA uvolňuje uloženou energii prostřednictvím procesu oxidace acetyl Co-A, který pochází ze sacharidů, bílkovin a tuků. Název tohoto cyklu je odvozen od kyseliny citrónové, což je také trikarboxylová kyselina spotřebovaná a regenerovaná sekvencí reakcí k dokončení cyklu. Cyklus TCA spotřebovává acetát a vodu a acetát se spotřebovává ve formě acetyl Co-A. Navíc na konci uvolňuje oxid uhličitý.
Obrázek 02: Cyklus TCA
Tento cyklus provádí osm enzymů: citrátsyntáza, akonitáza, isocitrátdehydrogenáza, alfa-ketoglutarátdehydrogenáza, sukcinyl-CoA syntetáza, sukcinátdehydrogenáza, fumaráza a malátdehydrogenáza. Tento cyklus probíhá u zvířat, rostlin, hub a bakterií. U eukaryot se odehrává v matrix mitochondrií a u prokaryot v cytosolu. Oxid uhličitý se uvolňuje v cyklu TCA jako vedlejší produkt. Molekula glukózy se před zavedením do cyklu převede na acetyl Co-A. Koncové produkty a meziprodukty cyklu TCA se využívají v metabolismu lipidů, aminokyselin, bílkovin a glukózy.
Jaké jsou podobnosti mezi glyoxylátem a cyklem TCA?
- V obou cyklech se používá pět běžných enzymů, citrátsyntáza, akonitáza, sukcinátdehydrogenáza, fumaráza a malátdehydrogenáza.
- Oba cykly se spojují s acetyl Co-A za vzniku malátu, který je katalyzován malátsyntázou.
- Acetát se v obou cyklech přemění na acetyl CoA.
- Oba cykly jsou uzavřené smyčky, kde poslední část dráhy regeneruje sloučeninu použitou v prvním kroku.
Jaký je rozdíl mezi cyklem glyoxylátu a TCA?
Klíčový rozdíl mezi glyoxylátovým a TCA cyklem je ten, že glyoxylátový cyklus je anabolická dráha, zatímco cyklus TCA je katabolická dráha. V glyoxylátovém cyklu je isocitrát přeměněn na sukcinát a glyoxylát enzymem isocitrátlyázou namísto alfa-ketoglutarátu v cyklu TCA.
Níže uvedená infografika představuje rozdíly mezi cyklem glyoxylátu a TCA ve formě tabulky pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – Glyoxylát vs. Cyklus TCA
Požadavky na energii u různých organismů se liší podle složitosti těla. Cyklus TCA je druhý stupeň buněčného dýchání, který prochází řadou enzymatických reakcí při produkci energie. Glyoxylátový cyklus je speciální variantou cyklu TCA. To využívá dvě uhlíkové sloučeniny v nepřítomnosti glukózy. To se nachází pouze v rostlinách, bakteriích, houbách a prvokech. Cyklus TCA se skládá z pěti reakčních kroků založených na enzymu a cyklus glyoxylátu se skládá z osmi reakčních kroků založených na enzymu. Oba cykly se spojí s acetyl Co-A za vzniku malátu, který je katalyzován malátsyntázou. Toto je shrnutí rozdílu mezi cyklem glyoxylátu a TCA.
