تفاوت اصلی بین چرخه گلی اکسیلات و TCA در این است که چرخه گلیوکسیلات یک مسیر آنابولیک است که در آن گلوکز از اسیدهای چرب تولید می شود در حالی که چرخه TCA یک مسیر کاتابولیک است که مقدار قابل توجهی انرژی به سلول ها تولید می کند.
همه موجودات زنده برای حفظ عملکردهای ضروری بدن به انرژی نیاز دارند. انسان ها و حیوانات دارای مسیرهای متابولیکی پیچیده ای هستند زیرا نیاز به انرژی زیاد است. اما موجودات دیگر به مقادیر محدودی انرژی نیاز دارند. چرخه TCA دومین مرحله از تنفس سلولی است که توسط ارگانیسم های هوازی برای تولید انرژی استفاده می شود. چرخه گلیوکسیلات گونه ای از چرخه TCA است که در گیاهان، باکتری ها، قارچ ها و پروتیست ها وجود دارد.
چرخه گلیوکسیلات چیست؟
چرخه گلیوکسیلیک یک مسیر آنابولیک است که در گیاهان، باکتری ها، قارچ ها و پروتیست ها رخ می دهد. این چرخه عمدتاً بر اساس تبدیل استیل Co-A به سوکسینات در طول سنتز کربوهیدرات است. نقش اصلی چرخه گلیوکسیلات تبدیل اسیدهای چرب به کربوهیدرات است. چرخه گلی اکسیلات سلول ها را قادر می سازد تا از دو ترکیب کربنی مانند استات برای رفع نیازهای سلولی در زمان عدم وجود قندهایی مانند گلوکز و فروکتوز استفاده کنند. چرخه گلیوکسیلات معمولاً در حیوانات وجود ندارد. با این حال، در مراحل اولیه جنین زایی در نماتدها اتفاق می افتد.
شکل 01: چرخه گلیوکسیلات
چرخه با استفاده از پنج آنزیم: سیترات سنتاز، آکونیتاز، سوکسینات دهیدروژناز، فوماراز و مالات دهیدروژناز عمل می کند.در گیاهان، چرخه گلی اکسیلات در گلی اکسیزوم ها انجام می شود. دانه ها در طول جوانه زنی از لیپیدها به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند. به غیر از لیپیدها، گیاهان نیز از استات به عنوان منبع کربن و انرژی استفاده می کنند. این چرخه همچنین برای القای مکانیسم های دفاعی گیاه در برابر عوامل بیماری زا مانند قارچ مفید است. چرخه گلیوکسیلات عملکرد متفاوتی را در قارچ ها و باکتری ها انجام می دهد. چرخه عمدتاً در میکروب های بیماری زا انجام می شود. سطح آنزیم اصلی چرخه گلیوکسیلات در تماس با میزبان انسان افزایش می یابد. بنابراین چرخه گلی اکسیلات نقش مهمی در پاتوژنز در میکروب ها ایفا می کند. با توجه به نقش چرخه گلیوکسیلات در قارچ ها و باکتری های بیماری زا، آنزیم ها هدف درمان بیماری ها هستند.
چرخه TCA چیست؟
چرخه TCA، همچنین به عنوان چرخه اسید سیتریک و چرخه کرب شناخته می شود، مجموعه ای از واکنش های آنزیمی است که در موجودات هوازی رخ می دهد. چرخه TCA انرژی ذخیره شده را از طریق فرآیند اکسیداسیون استیل Co-A که از کربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی ها مشتق می شود، آزاد می کند.نام این چرخه از اسید سیتریک گرفته شده است که همچنین یک اسید تری کربوکسیلیک است که از طریق توالی واکنش ها برای تکمیل چرخه مصرف و بازسازی می شود. چرخه TCA استات و آب مصرف می کند و استات به شکل استیل Co-A مصرف می شود. علاوه بر این، در پایان دی اکسید کربن آزاد می کند.
شکل 02: چرخه TCA
این چرخه توسط هشت آنزیم انجام می شود: سیترات سنتاز، آکونیتاز، ایزوسیترات دهیدروژناز، آلفا کتوگلوتارات دهیدروژناز، سوکسینیل-CoA سنتتاز، سوکسینات دهیدروژناز، فوماراز، و مالات دهیدروژناز. این چرخه در حیوانات، گیاهان، قارچ ها و باکتری ها انجام می شود. در یوکاریوت ها در ماتریکس میتوکندری و در پروکاریوت ها در سیتوزول جای می گیرد. دی اکسید کربن در چرخه TCA به عنوان یک محصول جانبی آزاد می شود.یک مولکول گلوکز قبل از تغذیه به چرخه به استیل Co-A تبدیل می شود. محصولات نهایی و واسطه‌های چرخه TCA در متابولیسم لیپید، اسیدهای آمینه، پروتئین و گلوکز مصرف می‌شوند.
شباهت های بین Glyoxylate و TCA چیست؟
- پنج آنزیم رایج، سیترات سنتاز، آکونیتاز، سوکسینات دهیدروژناز، فوماراز، و مالات دهیدروژناز، در هر دو چرخه استفاده می شود.
- هر دو چرخه با استیل Co-A ترکیب می شوند و مالات تولید می کنند که توسط مالات سنتاز کاتالیز می شود.
- استات در هر دو چرخه به استیل CoA تبدیل می شود.
- هر دو چرخه حلقه های بسته ای هستند که در آن قسمت آخر مسیر، ترکیب مورد استفاده در مرحله اول را بازسازی می کند.
تفاوت بین Glyoxylate و چرخه TCA چیست؟
تفاوت کلیدی بین چرخه گلی اکسیلات و TCA این است که چرخه گلیوکسیلات یک مسیر آنابولیک است در حالی که چرخه TCA یک مسیر کاتابولیک است.در چرخه گلی اکسیلات، ایزوسیترات توسط آنزیم ایزوسیترات لیاز به جای آلفا کتوگلوتارات در چرخه TCA به سوکسینات و گلی اکسیلات تبدیل می شود.
اینفوگرافیک زیر تفاوت‌های بین چرخه گلیوکسیلات و TCA را به شکل جدولی برای مقایسه کنار هم نشان می‌دهد.
خلاصه - Glyoxylate در مقابل چرخه TCA
نیازهای انرژی توسط موجودات مختلف با پیچیدگی بدن متفاوت است. چرخه TCA مرحله دوم تنفس سلولی است که تحت یک سری واکنش های آنزیمی در تولید انرژی قرار می گیرد. چرخه گلی اکسیلات یک نوع خاص از چرخه TCA است. این از دو ترکیب کربن در غیاب گلوکز استفاده می کند. این فقط در گیاهان، باکتری ها، قارچ ها و پروتیست ها یافت می شود. چرخه TCA شامل پنج مرحله واکنش مبتنی بر آنزیم و چرخه گلیوکسیلات شامل هشت مرحله واکنش مبتنی بر آنزیم است. هر دو چرخه با استیل Co-A ترکیب می شوند و مالات تولید می کنند که توسط مالات سنتاز کاتالیز می شود.بنابراین، این خلاصه ای از تفاوت بین چرخه گلیوکسیلات و TCA است.
