क्रेब्स चक्र में होने वाली अभिक्रियाओं का वर्णन कीजिए। क्रेब्स चक्र का रेखीय चित्र भी बनाइए। अथवा ट्राइकार्बोक्सिलिक अम्ल चक्र (T.C.A. cycle) की प्रक्रिया का वर्णन कीजिए।यह प्रक्रिया कोशिका के किस भाग में होती है

Explanation

क्रेब्स चक्र या सिट्रिक अम्ल चक्र या ट्राइकार्बोक्सिलिक अम्ल चक्र (Krebs Cycle or Citric Acid Cycle or Tricarboxylic Acid Cycle)—इसकी खोज क्रेब्स (Krebs, 1937) ने की, इसके लिए उन्हें सन् 1954 में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया। ग्लूकोस से ग्लाइकोलिसिस (glycolysis) प्रक्रिया में बने पाइरुविक अम्ल (pyruvic acid) क्रेब्स चक्र में ऐसीटिल कोएन्जाइम-A के रूप में प्रवेश करते हैं। यह क्रिया माइटोकॉण्ड्रिया (mitochondria) के मैट्रिक्स में होती है। यह क्रिया निम्न चरणों में पूर्ण होती है
(i) ऐसीटिल कोएन्जाइम-A, ऑक्सैलोऐसीटिक अम्ल (oxaloacetic acid) तथा जल से अभिक्रिया करके सिट्रिक अम्ल (citric acid) बनाता है तथा कोएन्जाइम-A पुनः प्राप्त हो जाता है
Acetyl Coenzyme-A + Oxaloacetic acid +`H_(2)Ooverset("Citrate")underset("synthatase")rarr` Citric acid + Co-A
(ii) सिट्रिक अम्ल के क्रमशः जल वियोजन से सिस-एकोनिटिक अम्ल तथा। इसके जलयोजन के फलस्वरूप आइसोसिट्रिक अम्ल (isocitric acid) बनता है
Citric acid`underset("aconitase")overset("aconitase")hArr`Cis-aconitic acid`+H_(2)O`
(iii) आइसोसिट्रिक अम्ल से 2 हाइड्रोजन परमाणु मुक्त होकर हाइड्रोजन ग्राही NAD से क्रिया करके NAD.2H और ऑक्सैलोसक्सिनिक अम्ल (oxalosuccinic acid) बनाते हैं।
Isocitric acid + NAD`overset("Isocitric dehydrogenase")rarr`Oxalosuccinic acid + NAD.2H
(iv) ऑक्सैलोसक्सिनिक अम्ल से `CO_(2)`: मुक्त होती है, इसके फलस्वरूप `alpha`-कीटोग्लूटेरिक अम्ल (x-ketoglutaric acid) बनता है
Oxalosuccinic acid`overset("Decarboxylase")rarralpha`-ketoglutaric acid + `CO_(2)uarr`
(v) `alpha`-कीटोग्लूटेरिक अम्ल कोएन्जाइम-A तथा NAD हाइड्रोजन ग्राही की उपस्थिति में CO2 मुक्त करके सक्सिनिल कोएन्जाइम-A (Succinyl Co-A) तथा NAD.2H बनाता है
`alpha`-ketoglutaric acid+NAD +Co-A+`overset("ketoglutarics")underset("dehydrogenase")rarr`Succinyl Co-A+CO_(2)+NAD.2H
(vi) सक्सिनिल कोएन्जाइम-A के जलीय अपघटन से सक्सिनिक अम्ल (succinic acid) बनता है, Co-A मुक्त हो जाता है। इसी के साथ मुक्त ऊर्जा को GDP ग्रहण करके GTP बनाता है। GTP की ऊर्जा बाद में ATP में ट्रान्सफर हो जाती है
Succinyl Co-A+GDP`+H_(3)PO_(4)overset("Succinic")underset( "thiokinase")rarr` - Succinic acid +GTP+Co-A
GTA+ADP`rarr`GDP+ATP
(vii) सक्सिनिक अम्ल (succinic acid) से हाइड्रोजन के दो परमाणु `(2H^(+))` मुक्त होकर हाइड्रोजन ग्राही FAD से क्रिया करके FAD.2H बनाते हैं तथा फ्यूमेरिक अम्ल (fumaric acid) बनता है
Succinic acid+FAD`overset("Succinic")underset("dehydrogenase")rarr`-Fumaric acid +FAD.2H
(viii) फ्यूमेरिक अम्ल से जल अणु संयुक्त होकर मैलिक अम्ल (malic acid) बनाता है
Fumaric acid + `H_(2)Ooverset("Fumerase")rarr`Malic acid
(ix) मैलिक अम्ल से दो हाइड्रोजन परमाणु `(2H^(+))` मुक्त होकर NAD हाइड्रोजन ग्राही से संयुक्त हो जाते हैं, इससे NAD.2H तथा ऑक्सैलोऐसीटिक अम्ल (oxaloacetic acid) बनता है। यह पुनः ऐसीटिल कोएन्जाइम-A से क्रिया कर इस चक्र को प्रारम्भ करता है।
Malic acid + NAD`overset("Malic")underset("dehydrogenase")rarr`Oxaloacetic acid + NAD.2H
क्रेब्स या सिट्रिक अम्ल चक्र (Krebs or Citric Acid Cycle or TCA Cycle) को (चित्र-14.2) निम्न सारांश समीकरण से दर्शा सकते हैं
Acetyl Co-A+2H_(2)O`+3NAD+ FAD+GDP+iP`rarr`2Co-A+`2CO_(2)` + 3NAD.2H +FAD.2H+GTP
ग्लूकोस के एक अणु के विघटन से ऐसीटिल कोएन्जाइम-A के दो अणु बनते हैं। अतः ग्लूकोस के एक अणु के अपघटन से क्रेब्स चक्र 2 बार होता है। क्रेब्स चक्र (Citric Acid or TCA Cycle) में कुल ऊर्जा लाभ
(i) 6NAD.2H (ETS में जाने के पश्चात् प्रत्येक NAD.2H से 3 ATP अणु प्राप्त होते हैं, अर्थात् `6xx3=18` ATP
(ii) 2 GTP (GTP`rarr`ATP) = 2 ATP
(iii) 2FAD.2H ( ETS में जाने के पश्चात् प्रत्येक FAD.2H से 2ATP अणु प्राप्त होते हैं, अर्थात् 2x2 =4ATP
इस प्रकार, केब्स चक्र से कुल (18+2+4)=24ATP अणु प्राप्त होते हैं। नोट-क्रेब्स चक्र के रेखीय चित्र के लिए चित्र-14.2 देखें