Известно ли Вам, какое значение имеет цикл Кребса для всех живых организмов?

В рубрике «Homo doctus» мы представляем ученых, удостоенных Нобелевской премии за уникальные открытия в сфере медицины, а также физики и химии, которые позволяют нам жить и здравствовать.

Цикл Кребса – страшный сон для многих студентов-медиков в плане запоминания. И при этом центральная часть процесса распада веществ в организме с выделением энергии. Цикл Кребса также известен как цикл лимонной кислоты, ибо лимонная кислота является самым первым продуктом, генерируемым этой последовательностью химических превращений, она также регенерируется в конце цикла.

В общих чертах этот цикл можно описать так: молекулы сахара (глюкозы) из переваренной пищи проходят через ряд различных химических реакций внутри самой клетки, что приводит к образованию богатой энергией молекулы, а та, в свою очередь, снабжает энергией весь организм.

Цикл лимонной кислоты представляет собой круговой метаболический путь. Он состоит из 8 отдельных реакций, которые катализируются специфическими ферментами и необходимы для выработки энергии и получения промежуточных продуктов для синтеза важных биомолекул.

Примечательно, что в 1937 году немецкий ученый Ханс Кребс отослал свою небольшую статью на эту тему в журнал Nature, однако получил отказ в публикации с формулировкой: «мест нет». Следующую статью с названием: «Роль лимонной кислоты в промежуточном метаболизме в тканях животных» он уже отправил ее в голландский журнал Enzymologia. Именно там в итоге и появилась статья Кребса, которая принесла ему Нобелевскую премию через полтора десятка лет, в 1953 году.

Представляя на церемонии новоиспеченного лауреата, исследователь из Каролинского института Эрик Хаммарстен сказал: «Цикл Кребса объясняет два одновременно происходящих процесса: реакции распада, при которых высвобождается энергия, и синтетические процессы, при которых эта энергия расходуется».

Через несколько дней Кребс читал свою Нобелевскую лекцию. В ней, помимо обстоятельного изложения всех своих результатов в отношении цикла лимонной кислоты, ученый высказал очень важную вещь: если этот катаболический цикл представлен у всех живых существ (на тот момент еще не было открыто множество анаэробных бактерий и архей), то тогда жизнь возникла на планете единожды – в том виде, что мы знаем. Впрочем, даже открытие анаэробов скорее подтвердило правоту Кребса – ведь они используют почти тот же цикл трикарбоновых кислот, но реакции в нем идут в обратном направлении – цикл получается не окислительным, а восстановительным. Его так и называют: восстановительный цикл трикарбоновых кислот, или обратный цикл Кребса (также его называют циклом Аарона).