هانز كريبز (Hans Krebs) هو عالم كيمياء حيوية ألماني بريطاني حصل على جائزة نوبل في الطب عام 1953 لاكتشافه دورة كريبز (Krebs Cycle)، والتي تُعرف أيضاً بدورة حمض الستريك (Citric Acid Cycle). تُعتبر هذه الدورة من أهم الاكتشافات في مجال الكيمياء الحيوية والطب، لأنها توضح كيفية إنتاج الطاقة في الكائنات الحية.
مقدمة عن دورة كريبز
دورة كريبز هي جزء أساسي من عملية التنفس الخلوي التي تحدث في الميتوكوندريا (مراكز الطاقة) داخل خلايا الكائنات الحية. تشمل الدورة سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى تحويل المواد الغذائية إلى طاقة على شكل جزيئات أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP).
خطوات دورة كريبز
تتضمن دورة كريبز ثماني خطوات رئيسية، كل منها يتم تحفيزه بواسطة إنزيم محدد. يمكن تلخيص هذه الخطوات كما يلي:
- تكوين أسيتيل-CoA:
- يتم تكوين أسيتيل-CoA من التحلل الجزئي للجلوكوز أو الأحماض الدهنية أو الأحماض الأمينية.
- يدخل أسيتيل-CoA في دورة كريبز عبر الاتحاد مع أوكسالوأسيتيت (Oxaloacetate) لتكوين حمض الستريك.
- تكوين حمض الستريك:
- يتم دمج أسيتيل-CoA مع أوكسالوأسيتيت لتكوين حمض الستريك (Citric Acid) بوساطة إنزيم ستريت سينثاز (Citrate Synthase).
- تحول حمض الستريك إلى أيزوسيترات:
- يتحول حمض الستريك إلى أيزوسيترات (Isocitrate) عبر سلسلة من التفاعلات الوسيطة بوساطة إنزيم أكونيتاز (Aconitase).
- تحول أيزوسيترات إلى ألفا-كيتوجلوتارات:
- يتم أكسدة أيزوسيترات إلى ألفا-كيتوجلوتارات (α-Ketoglutarate) عبر إزالة الكربون في عملية تُعرف بنزع الكربوكسيل (Decarboxylation) وتوليد NADH بوساطة إنزيم أيزوسيترات ديهيدروجيناز (Isocitrate Dehydrogenase).
- تحول ألفا-كيتوجلوتارات إلى سكسينيل-CoA:
- يتم أكسدة ألفا-كيتوجلوتارات إلى سكسينيل-CoA (Succinyl-CoA) عبر إزالة الكربون مرة أخرى وتوليد NADH بوساطة إنزيم ألفا-كيتوجلوتارات ديهيدروجيناز (α-Ketoglutarate Dehydrogenase).
- تحول سكسينيل-CoA إلى سكسينات:
- يتحول سكسينيل-CoA إلى سكسينات (Succinate) مع تكوين جزيء GTP (أو ATP) عبر تفاعل محفز بإنزيم سكسينيل-CoA سنتثاز (Succinyl-CoA Synthetase).
- تحول سكسينات إلى فومارات:
- يتم أكسدة سكسينات إلى فومارات (Fumarate) وتوليد FADH2 بوساطة إنزيم سكسينات ديهيدروجيناز (Succinate Dehydrogenase).
- تحول فومارات إلى ماليت:
- يتم تحويل فومارات إلى ماليت (Malate) بوساطة إنزيم فوماراز (Fumarase).
- تحول ماليت إلى أوكسالوأسيتيت:
- يتم أكسدة ماليت إلى أوكسالوأسيتيت وتوليد NADH بوساطة إنزيم ماليت ديهيدروجيناز (Malate Dehydrogenase).
أهمية دورة كريبز
تعد دورة كريبز مركزية لأيض الكائنات الحية بسبب دورها في إنتاج الطاقة. من خلال أكسدة الأحماض الأمينية والجلوكوز والأحماض الدهنية، توفر الدورة الجزيئات المحملة بالطاقة مثل NADH و FADH2، التي تُستخدم لاحقاً في سلسلة نقل الإلكترونات لإنتاج ATP، العملة الأساسية للطاقة في الخلايا. بدون دورة كريبز، لا يمكن للكائنات الحية الحصول على الطاقة اللازمة للعمليات الحيوية المختلفة مثل الحركة، النمو، والتكاثر.
اكتشاف هانز كريبز
بدأ هانز كريبز بحثه حول تفاعلات الأيض في أوائل الثلاثينيات من القرن العشرين، وتمكن من تحديد المسار الدقيق لدورة حمض الستريك بحلول عام 1937. كانت أبحاثه الأساس لفهمنا لكيفية إنتاج الطاقة في الخلايا، مما جعل اكتشافه واحداً من الاكتشافات الرئيسية في علم الأحياء والكيمياء الحيوية.
تأثير دورة كريبز على الطب والعلم
قدمت دورة كريبز فهماً عميقاً لآليات الأيض والطاقة في الخلايا، مما ساهم في تطوير العديد من العلاجات الطبية، وفهم الأمراض الأيضية، وتحسين الأداء الرياضي. تُعد هذه الدورة أيضاً نقطة ارتكاز للأبحاث الحديثة في مجال البيولوجيا الجزيئية والتكنولوجيا الحيوية.
