The citric acid cycle

The standard Gibbs energy of combustion of glucose is −2880 kJ mol⁻¹, so terminating its oxidation at pyruvate is a poor use of resources. In the presence of O₂, pyruvate is oxidized further during the citric acid cycle and oxidative phosphorylation, which occur in a special compartment of the cell called the mitochondrion. The citric acid cycle requires eight enzymes that couple the synthesis of ATP to the oxidation of pyruvate by NAD+ and flavin adenine dinucleotide (FAD, 3):

2 CH₃COCO₂ −(aq) + 8 NAD⁺(aq) +2FAD (aq) + 2ADP (aq) + 2 Pi(aq) + 8 H₂O(l) →6CO₂(g)+8 NADH (aq) +4 H₃O⁺(aq) +2 FADH₂(aq)+2 ATP (aq)

The NADH and FADH2go on to reduce O2 during oxidative phosphorylation, which also produces ATP. The citric acid cycle and oxidative phosphorylation generate as many as 38 ATP molecules for each glucose molecule consumed. Each mole of ATP molecules extracts 31 kJ from the 2880 kJ supplied by 1 mol C6H12O6 (180 g of glucose), so 1178 kJ is stored for later use. Therefore, aerobic oxidation of glucose is much more efficient than glycolysis.

In the cell, each ATP molecule can be used to drive an endergonic reaction for which ∆_rG^⊕ does not exceed +31 kJ mol⁻¹. For example, the biosynthesis of sucrose from glucose and fructose can be driven by plant enzymes because the reaction is endergonic to the extent ∆rG^⊕ =+23 kJ mol⁻¹. The biosynthesis of proteins is strongly endergonic, not only on account of the enthalpy change but also on account of the large decrease in entropy that occurs when many amino acids are assembled into a precisely determined sequence. For instance, the formation of a peptide link is endergonic, with ∆_rG^⊕ =+17 kJ mol⁻¹, but the biosynthesis occurs indirectly and is equivalent to the consumption of three ATP molecules for each link. In a moderately small protein like myoglobin, with about 150 peptide links, the construction alone requires 450 ATP molecules, and therefore about 12 mol of glucose molecules for 1 mol of protein molecules.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

بذكرى شهادته.. جموع الزائرين تشيع النعش الرمزي للإمام الكاظم (عليه السلام) عند مرقده الطاهر في بغداد

العتبة العباسية المقدسة تنظم مجلس عزاء بذكرى شهادة الإمام الكاظم (عليه السلام)

جموع المؤمنين تشيّع النعش الرمزي للإمام الكاظم (عليه السلام) عند العتبتين المقدستين

شعبة التوجيه الديني النسوي تنظم مسابقة ميدانية بذكرى شهادة الإمام الكاظم (عليه السلام)

المزيد

الآخبار الصحية

الخبز الأسمر أم الأبيض.. أيهما أفضل لضبط سكر الدم؟

عقاقير التخسيس و"الانتحار".. الحكومة الأميركية تحسم الجدل

الهرم الغذائي الجديد.. لماذا يعد "انقلابا" في خارطة الطعام؟

لحماية ظهرك وقلبك في آن واحد.. ما وضعية النوم الصحيحة؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

كيف يعزز الضوء الطبيعي تفكيرك وانتباهك خلال اليوم

سابقة.. طاقم من محطة الفضاء الدولية يعود إلى الأرض مبكرا

منصات التواصل تضرّ بنفسية المراهقين… والفتيات الأكثر تأثرا

ابتكار ألماني قد يغيّر مستقبل صناعة البلاستيك

المزيد

مواضيع ذات صلة

Units

Names of quantities

Working galvanic cells

Electrolysis

Experimental techniques

The rate laws

The electric potential at the interface

The structure of the interface

Catalytic activity at surfaces

Mechanisms of heterogeneous catalysis

Mobility on surfaces

The rate of desorption