ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัฏจักรไกลออกซีเลตและวงจร TCA คือวัฏจักรไกลออกซีเลตเป็นวิถีทาง anabolic ซึ่งกลูโคสผลิตจากกรดไขมันในขณะที่วัฏจักร TCA เป็นวิถีทางแคแทบอลิซึมที่สร้างพลังงานจำนวนมากให้กับเซลล์
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการพลังงานเพื่อรักษาหน้าที่ที่จำเป็นของร่างกาย มนุษย์และสัตว์มีวิถีทางเมแทบอลิซึมที่ซับซ้อนเนื่องจากความต้องการพลังงานสูง แต่สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ต้องการพลังงานในปริมาณที่จำกัด วัฏจักร TCA เป็นขั้นตอนที่สองของการหายใจระดับเซลล์ที่สิ่งมีชีวิตแอโรบิกใช้เพื่อผลิตพลังงาน วัฏจักรไกลออกซีเลตเป็นตัวแปรของวัฏจักร TCA ที่มีอยู่ในพืช แบคทีเรีย เชื้อรา และโปรติสต์
วัฏจักรไกลออกซีเลตคืออะไร
วัฏจักรไกลออกซิลิกเป็นวิถีทาง anabolic ที่เกิดขึ้นในพืช แบคทีเรีย เชื้อรา และกลุ่มโปรติสต์ วัฏจักรนี้ขึ้นอยู่กับการแปลงของ acetyl Co-A เป็น succinate ในระหว่างการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต บทบาทหลักของวัฏจักรไกลออกซิเลตคือการเปลี่ยนกรดไขมันเป็นคาร์โบไฮเดรต วัฏจักรไกลออกซิเลตช่วยให้เซลล์สามารถใช้สารประกอบคาร์บอนสองชนิด เช่น อะซิเตตเพื่อดำเนินการตามข้อกำหนดของเซลล์ในระหว่างที่ไม่มีน้ำตาล เช่น กลูโคสและฟรุกโตส วัฏจักรไกลออกซีเลตมักไม่มีในสัตว์ อย่างไรก็ตาม มันเกิดขึ้นในระยะแรกของการสร้างตัวอ่อนในไส้เดือนฝอย
รูปที่ 01: Glyoxylate Cycle
วงจรทำงานโดยใช้เอนไซม์ 5 ชนิด ได้แก่ ซิเตรตซินเทส, อาโคนิเทส, ซัคซิเนต ดีไฮโดรจีเนส, ฟูมาเรส และมาเลต ดีไฮโดรจีเนสในพืช วัฏจักรไกลออกซีเลตเกิดขึ้นในไกลออกซีโซม เมล็ดพืชใช้ไขมันเป็นแหล่งพลังงานระหว่างการงอก นอกจากไขมันแล้ว พืชยังใช้อะซิเตทเป็นแหล่งคาร์บอนและพลังงานอีกด้วย วัฏจักรนี้ยังเป็นประโยชน์ต่อการกระตุ้นกลไกการป้องกันพืชต่อเชื้อโรค เช่น เชื้อรา วัฏจักรไกลออกซีเลตทำหน้าที่แตกต่างกันในเชื้อราและแบคทีเรีย วัฏจักรส่วนใหญ่เกิดขึ้นในจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ระดับเอนไซม์หลักของวัฏจักรไกลออกซีเลตจะเพิ่มขึ้นเมื่อสัมผัสกับโฮสต์ของมนุษย์ ดังนั้นวัฏจักรไกลออกซิเลตจึงมีบทบาทสำคัญในการเกิดโรคในจุลินทรีย์ เนื่องจากบทบาทของวัฏจักรไกลออกซิเลตในเชื้อราและแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค เอนไซม์จึงเป็นเป้าหมายในการรักษาโรคต่างๆ
รอบ TCA คืออะไร
วัฏจักร TCA หรือที่เรียกว่าวัฏจักรกรดซิตริกและวัฏจักรของเคร็บคือชุดของปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตแอโรบิก วัฏจักร TCA ปล่อยพลังงานที่สะสมไว้ผ่านกระบวนการออกซิเดชันของ acetyl Co-A ซึ่งได้มาจากคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมันชื่อของวัฏจักรนี้ได้มาจากกรดซิตริก ซึ่งเป็นกรดไตรคาร์บอกซิลิกที่บริโภคและสร้างใหม่ผ่านลำดับของปฏิกิริยาเพื่อทำให้วัฏจักรสมบูรณ์ วัฏจักร TCA ใช้อะซิเตทและน้ำ และอะซิเตทถูกบริโภคในรูปของอะซิติลโคเอ นอกจากนี้ยังปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในตอนท้าย
รูปที่ 02: TCA Cycle
วัฏจักรนี้ดำเนินการโดยเอนไซม์ 8 ชนิด ได้แก่ ซิเตรตซินเทส, อาโคนิเทส, ไอโซซิเตรตดีไฮโดรจีเนส, อัลฟาคีโตกลูตาเรตดีไฮโดรจีเนส, ซัคซินิล-CoA ซินธิเทส, ซัคซิเนต ดีไฮโดรจีเนส, ฟูมาเรส และมาเลตดีไฮโดรจีเนส วัฏจักรนี้เกิดขึ้นในสัตว์ พืช เชื้อรา และแบคทีเรีย ในยูคาริโอตจะเกิดขึ้นในเมทริกซ์ของไมโทคอนเดรียและในโปรคาริโอตจะเกิดขึ้นในไซโตซอล คาร์บอนไดออกไซด์ถูกปล่อยออกมาในวัฏจักร TCA โดยเป็นผลพลอยได้โมเลกุลกลูโคสจะถูกแปลงเป็น acetyl Co-A ก่อนป้อนเข้าสู่วัฏจักร ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายและตัวกลางของวงจร TCA ใช้ในไขมัน กรดอะมิโน โปรตีน และเมแทบอลิซึมของกลูโคส
ความคล้ายคลึงกันระหว่าง Glyoxylate และ TCA Cycle คืออะไร
- เอนไซม์ทั่วไปห้าชนิด ซิเตรตซินเทส อาโคนิเทส ซัคซิเนต ดีไฮโดรจีเนส ฟูมาเรส และมาเลตดีไฮโดรจีเนส ถูกใช้ในทั้งสองรอบ
- ทั้งสองรอบรวมกับ acetyl Co-A เพื่อผลิต malate ซึ่งถูกเร่งโดย malate synthase
- อะซิเตทถูกแปลงเป็น acetyl CoA ในทั้งสองรอบ
- ทั้งสองรอบเป็นวงปิดซึ่งส่วนสุดท้ายของทางเดินจะสร้างสารประกอบที่ใช้ในขั้นตอนแรกขึ้นใหม่
วัฏจักรไกลออกซีเลตและ TCA แตกต่างกันอย่างไร
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัฏจักรไกลออกซีเลตและวัฏจักร TCA คือวัฏจักรไกลออกซีเลตเป็นวิถีทาง anabolic ในขณะที่วัฏจักร TCA เป็นวิถีทาง catabolicในวัฏจักรไกลออกซิเลต ไอโซซิเตรตจะถูกแปลงเป็นซัคซิเนตและไกลออกซีเลตโดยเอนไซม์ไอโซซิเตรตไลเอสแทนอัลฟาคีโตกลูตาเรตในวัฏจักร TCA
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างวัฏจักรไกลออกซีเลตและ TCA ในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – Glyoxylate vs TCA Cycle
ความต้องการพลังงานของสิ่งมีชีวิตต่างกันไปตามความซับซ้อนของร่างกาย วัฏจักร TCA เป็นขั้นตอนที่สองของการหายใจระดับเซลล์ซึ่งผ่านปฏิกิริยาทางเอนไซม์หลายชุดในการผลิตพลังงาน วัฏจักรไกลออกซีเลตเป็นวัฏจักรพิเศษของวัฏจักร TCA สิ่งนี้ใช้สารประกอบคาร์บอนสองชนิดในกรณีที่ไม่มีกลูโคส พบได้เฉพาะในพืช แบคทีเรีย เชื้อรา และโปรติสต์ วัฏจักร TCA ประกอบด้วยขั้นตอนปฏิกิริยาตามเอนไซม์ห้าขั้นตอน และวัฏจักรไกลออกซีเลตประกอบด้วยขั้นตอนปฏิกิริยาตามเอนไซม์แปดขั้นตอน ทั้งสองวัฏจักรรวมกับ acetyl Co-A เพื่อผลิต malate ซึ่งเร่งปฏิกิริยาโดย malate synthaseนี่คือบทสรุปของความแตกต่างระหว่างไกลออกซีเลตและวัฏจักร TCA
