Page 79 - การจัดประสบการณ์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์
P. 79
กระบวนการดำ�รงชีวิต 2-69
โดยสรุปแล้ว ในการออกซิไดซ์อะเซทิลโคเอไปเป็นกรดออกซาโลอะเซติกหรือออกซาโลอะเซเตต
(oxaloacetate) จะเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาออกซิเดชัน 4 ปฏิกิริยา โดยที่ 3 ปฏิกิริยาอาศัย NAD เป็นตัว
ออกซิไดซ์ ปฏิกิริยาออกซิเดชันที่เกิดขึ้นแต่ละครั้งจะทำ�ให้สารที่ถูกออกซิไดซ์สูญเสียอิเล็กตรอนไป 1 คู่
ดังน ั้น ในแ ต่ละร อบของว ัฏจักรเคร บส์จะมีอิเล็กตรอนเกิดข ึ้นจำ�นวน 4 คู่ หรือ 8 อิเล็กตรอน ซึ่งอ ิเล็กตรอน
เหล่านี้จะถูกส่งต่อไปยังออกซิเจนโดยผ่านกระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอนทำ�ให้เกิดโมเลกุลของนํ้าขึ้น
การอ อกซ ิไดซ์อะเซทิลโคเอมีแ ก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เกิดข ึ้นจ ำ�นวน 2 โมเลกุล
2.2 สารต วั กลางทสี่ ำ�คญั ในว ฏั จกั รเคร บส ์ การอ อกซ ิไดซ์อะเซทิลโคเอไปเป็นส ารช นิดต ่างๆ รวมท ั้ง
คาร์บอนไดออกไซด์แ ละนํ้า นอกจากจ ะม ีพลังงานเกิดข ึ้นในร ูปของ ATP ซึ่งมีความสำ�คัญต่อเซลล์แ ล้ว ก็ยัง
มีสารตัวกลางเกิดขึ้นอ ีกห ลายชนิด ซึ่งเซลล์ส ามารถน ำ�ไปใช้ป ระโยชน์ได้ เช่น กรดอ อกซ าโลอะเซต ิก จะเป็น
สารเริ่มต้นของการสังเคราะห์กรดอะมิโน เช่น กรดแอสพาร์ติกและแอสพาราจีน ซึ่งผลสุดท้ายก็จะนำ�ไปสู่
การส ร้างสารโมเลกุลใหญ่จำ�พวกโปรตีนแ ละเอนไซม์ สำ�หรับอ ะเซทิลโคเอจะเป็นส ารต ้นตอที่สำ�คัญข องการ
สังเคราะห์ก รดไขม ัน และส ารประกอบจ ำ�พวกไขม ันอ ีกห ลายช นิด สำ�หรับก รดแ อลฟาค ีโทก ลูต าร ิกน ั้นจ ะเป็น
สารต้นตอของการสังเคราะห์กรดอะมิโน คือ กรดกลูตามิก และกรดอะมิโนกลูตามีน ส่วนซักซินิลโคเอจะ
เป็นส ารท ี่จำ�เป็นต ่อการสังเคราะห์หมู่พ อร์ฟิร ิน (porphyrin) ซึ่งเป็นโครงสร้างที่สำ�คัญข องคลอโรฟิลล์ และ
ไซโทโครมซ ึ่งเป็นสารท ี่มีบ ทบาทส ำ�คัญในการสังเคราะห์ด้วยแ สง และการถ่ายทอดอ ิเล็กตรอนตามล ำ�ดับ
สารต ัวกลางต ่างๆ ข้างต ้นม ีบ ทบาทส ำ�คัญในก ารส ังเคราะห์ส ารต ่างๆ อีกห ลายช นิด ดังน ั้น การท ี่ส าร
เหล่านี้ถูกนำ�ไปใช้โดยกระบวนการที่ไม่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรเครบส์จึงเกิดขึ้นได้ เช่น กรดออกซาโลอะเซติก
อาจเปลี่ยนไปเป็นกรดแอสพาร์ติกหรือกรดแอลฟาคีโทกลูตาริกทำ�ปฏิกิริยาเปลี่ยนไปเป็นกรดกลูตามิก
โดยกระบวนก ารอะม ิเนชัน (amination) ซึ่งเป็นการแลกเปลี่ยนห มู่อะม ิโน ก็จะทำ�ให้ก รดออกซาโลอะเซต ิก
ถูกใช้ไปเป็นจำ�นวนมาก ในขณะเดียวกัน การสร้างกรดออกซาโลอะเซติกขึ้นมาจากการเปลี่ยนแปลงของ
กรดแอลฟาคีโทกลูตาริกก็ไม่เกิดขึ้นทำ�ให้เซลล์ขาดกรดออกซาโลอะเซติก ซึ่งในกรณีเช่นนี้จะทำ�ให้วัฏจักร
เครบส์หยุดชะงัก แต่ในสภาพธรรมชาติเหตุการณ์ดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้น เพราะการหายใจระดับเซลล์เป็น
กระบวนการที่หยุดชะงักไม่ได้ เซลล์จึงต้องมีวิธีการสร้างกรดออกซาโลอะเซติกขึ้นมาใหม่โดยวิธีการที่
แตกต่างไปจากที่พบเห็นในวัฏจักรเครบส์โดยฟอสโฟอีนอลไพรูเวต (phosphoenolpyruvate, PEP)
จะรวมตัวกับค าร์บอนไดออกไซด์มีเอนไซม์ PEP คาร์บอกซิเลส (PEP Case) เป็นต ัวเร่ง
PEP Case oxaloacetic acid
PEP + CO2
นอกจากนี้แล้ว ไพรูเวตรวมตัวกับคาร์บอนไดออกไซด์และนํ้าได้ โดยอาศัยพลังงานที่ได้จาก
การสลายตัวของ ATP และม ีเอนไซม์ไพรูเวตค าร์บ อกซ ิเลสช ่วยเร่งป ฏิกิริยา
pyruvate + ATP + CO2 + H2O pyruvate carboxylase oxaloacetic acid + ADP
