Sự khác biệt chính giữa chu trình glyoxylate và TCA là chu trình glyoxylate là một con đường đồng hóa nơi glucose được tạo ra từ các axit béo trong khi chu trình TCA là một con đường dị hóa tạo ra một lượng năng lượng đáng kể cho các tế bào.
Tất cả các sinh vật sống đều cần năng lượng để duy trì các chức năng thiết yếu của cơ thể. Con người và động vật sở hữu những con đường trao đổi chất phức tạp vì nhu cầu năng lượng cao. Nhưng các sinh vật khác đòi hỏi một lượng năng lượng hạn chế. Chu trình TCA là giai đoạn thứ hai của quá trình hô hấp tế bào được các sinh vật hiếu khí sử dụng để sản xuất năng lượng. Chu trình glyoxylate là một biến thể của chu trình TCA có trong thực vật, vi khuẩn, nấm và sinh vật nguyên sinh.
Chu trình Glyoxylate là gì?
Chu trình glyoxylic là một con đường đồng hóa xảy ra ở thực vật, vi khuẩn, nấm và sinh vật nguyên sinh. Chu trình này chủ yếu dựa trên sự chuyển đổi acetyl Co-A thành succinate trong quá trình tổng hợp carbohydrate. Vai trò chính của chu trình glyoxylate là chuyển đổi axit béo thành carbohydrate. Chu trình glyoxylate cho phép các tế bào sử dụng hai hợp chất cacbon như axetat để thực hiện các yêu cầu của tế bào khi không có đường như glucose và fructose. Chu trình glyoxylate thường không có ở động vật; tuy nhiên, nó diễn ra trong giai đoạn đầu của quá trình hình thành phôi ở giun tròn.
Hình 01: Chu trình Glyoxylate
Chu trình hoạt động với việc sử dụng năm enzym: citrate synthase, aconitase, succinate dehydrogenase, fumarase, và malate dehydrogenase. Ở thực vật, chu trình glyoxylate diễn ra trong glyoxysomes. Hạt sử dụng lipid làm nguồn năng lượng trong quá trình nảy mầm. Ngoài lipid, thực vật cũng sử dụng axetat làm nguồn cacbon và năng lượng. Chu kỳ này cũng có lợi để tạo ra các cơ chế bảo vệ thực vật chống lại các mầm bệnh như nấm. Chu trình glyoxylate thực hiện một chức năng khác ở nấm và vi khuẩn. Chu kỳ chủ yếu diễn ra trong các vi khuẩn gây bệnh. Mức độ enzyme chính của chu trình glyoxylate tăng lên khi tiếp xúc với vật chủ là người. Do đó, chu trình glyoxylate đóng một vai trò quan trọng trong quá trình sinh bệnh ở vi sinh vật. Do vai trò của chu trình glyoxylate đối với nấm và vi khuẩn gây bệnh, các enzym là mục tiêu để điều trị bệnh.
Chu kỳ TCA là gì?
Chu trìnhTCA, còn được gọi là chu trình axit xitric và chu trình Kreb’s, là một chuỗi các phản ứng enzym xảy ra ở các sinh vật hiếu khí. Chu trình TCA giải phóng năng lượng dự trữ thông qua quá trình oxy hóa acetyl Co-A, có nguồn gốc từ carbohydrate, protein và chất béo. Tên của chu trình này có nguồn gốc từ axit xitric, cũng là một axit tricarboxylic được tiêu thụ và tái tạo thông qua chuỗi phản ứng để hoàn thành chu trình. Chu trình TCA tiêu thụ axetat và nước, và axetat được tiêu thụ dưới dạng axetyl Co-A. Ngoài ra, nó còn giải phóng carbon dioxide ở cuối.
Hình 02: Chu trình TCA
Chu trình này được thực hiện bởi tám enzym: citrate synthase, aconitase, isocitrate dehydrogenase, alpha-ketoglutarate dehydrogenase, succinyl-CoA synthetase, succinate dehydrogenase, fumarase, và malate dehydrogenase. Chu trình này diễn ra ở động vật, thực vật, nấm và vi khuẩn. Ở sinh vật nhân thực, nó diễn ra trong chất nền của ti thể, và ở sinh vật nhân sơ, nó diễn ra trong tế bào. Carbon dioxide được giải phóng trong chu trình TCA như một sản phẩm phụ. Một phân tử glucose được chuyển đổi thành acetyl Co-A trước khi đưa vào chu trình. Các sản phẩm cuối cùng và các chất trung gian của chu trình TCA được sử dụng hết trong chuyển hóa lipid, axit amin, protein và glucose.
Sự tương đồng giữa chu trình Glyoxylate và TCA là gì?
- Năm loại enzyme phổ biến, citrate synthase, aconitase, succinate dehydrogenase, fumarase và malate dehydrogenase, được sử dụng trong cả hai chu kỳ.
- Cả hai chu trình kết hợp với acetyl Co-A để tạo ra malate, được xúc tác bởi tổng hợp malate.
- Acetate được chuyển thành acetyl CoA trong cả hai chu kỳ.
- Cả hai chu trình đều là các vòng khép kín trong đó phần cuối cùng của quá trình tái tạo hợp chất được sử dụng trong bước đầu tiên.
Sự khác biệt giữa chu trình Glyoxylate và TCA là gì?
Sự khác biệt chính giữa chu trình glyoxylate và TCA là chu trình glyoxylate là một con đường đồng hóa trong khi chu trình TCA là một con đường dị hóa. Trong chu trình glyoxylate, isocitrate được chuyển đổi thành succinate và glyoxylate bởi enzyme isocitrate lyase thay vì alpha-ketoglutarate trong chu trình TCA.
Đồ họa thông tin dưới đây trình bày sự khác biệt giữa chu trình glyoxylate và TCA ở dạng bảng để so sánh song song.
Tóm tắt - Glyoxylate và TCA Chu kỳ
Nhu cầu năng lượng của các sinh vật khác nhau thay đổi theo mức độ phức tạp của cơ thể. Chu trình TCA là giai đoạn thứ hai của quá trình hô hấp tế bào trải qua một loạt các phản ứng enzym trong việc sản xuất năng lượng. Chu trình glyoxylate là một biến thể đặc biệt của chu trình TCA. Điều này sử dụng hai hợp chất cacbon trong trường hợp không có glucose. Điều này chỉ có ở thực vật, vi khuẩn, nấm và sinh vật nguyên sinh. Chu trình TCA bao gồm năm bước phản ứng dựa trên enzyme, và chu trình glyoxylate bao gồm tám bước phản ứng dựa trên enzyme. Cả hai chu trình kết hợp với acetyl Co-A để tạo ra malate, được xúc tác bởi malate synthase. Vì vậy, đây là tóm tắt về sự khác biệt giữa chu trình glyoxylate và TCA.
