Der Zitronensäurezyklus, auch als Krebszyklus oder Tricarbonsäurezyklus (TCA) bekannt, ist die zweite Stufe von Zellatmung. Dieser Zyklus wird von mehreren Enzymen katalysiert und ist nach dem britischen Wissenschaftler Hans Krebs benannt, der die Reihe der Schritte im Zitronensäurezyklus identifiziert hat. Die nutzbare Energie in der Kohlenhydrate, Proteine, und Fette Wir essen wird hauptsächlich durch den Zitronensäurezyklus freigesetzt. Obwohl der Zitronensäurezyklus Sauerstoff nicht direkt verwendet, funktioniert er nur, wenn Sauerstoff vorhanden ist.
Die erste Phase der Zellatmung heißt Glykolysefindet im Cytosol der Zelle statt Zytoplasma. Der Zitronensäurezyklus tritt jedoch in der Zellmatrix auf Mitochondrien. Vor dem Beginn des Zitronensäurezyklus passiert die bei der Glykolyse erzeugte Brenztraubensäure die Mitochondrienmembran und wird zur Bildung verwendet Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA). Acetyl-CoA wird dann im ersten Schritt des Zitronensäurezyklus verwendet. Jeder Schritt im Zyklus wird durch ein bestimmtes Enzym katalysiert.
Die Zwei-Kohlenstoff-Acetylgruppe von Acetyl-CoA wird zu dem Vier-Kohlenstoff hinzugefügt Oxalacetat um das Sechs-Kohlenstoff-Citrat zu bilden. Das korrespondierende Säure Citrat ist Zitronensäure, daher der Name Zitronensäurezyklus. Oxalacetat wird am Ende des Zyklus regeneriert, so dass der Zyklus fortgesetzt werden kann.
CoA wird aus dem entfernt Succinyl-CoA Molekül und wird durch a ersetzt Phosphatgruppe. Die Phosphatgruppe wird dann entfernt und an Guanosindiphosphat (GDP) gebunden, wodurch Guanosintriphosphat (GTP) gebildet wird. Wie ATP ist GTP ein energielieferndes Molekül und wird zur Erzeugung von ATP verwendet, wenn es eine Phosphatgruppe an ADP abgibt. Das Endprodukt aus der Entfernung von CoA aus Succinyl-CoA ist Succinat.
Malat wird oxidiert und bildet sich Oxalacetat, das Anfangssubstrat im Zyklus. NAD + wird dabei auf NADH + H + reduziert.
Im eukaryotische ZellenDer Zitronensäurezyklus verwendet ein Molekül Acetyl-CoA, um 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH2, 2 CO2 und 3 H + zu erzeugen. Da aus den beiden bei der Glykolyse erzeugten Brenztraubensäuremolekülen zwei Acetyl-CoA-Moleküle erzeugt werden, wird die Die Gesamtzahl dieser im Zitronensäurezyklus erhaltenen Moleküle wird auf 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, 4 CO2 und verdoppelt 6 H +. Zwei zusätzliche NADH-Moleküle werden auch bei der Umwandlung von Brenztraubensäure in Acetyl-CoA vor Beginn des Zyklus erzeugt. Die im Zitronensäurezyklus produzierten NADH- und FADH2-Moleküle werden in die Endphase von weitergeleitet Zellatmung die Elektronentransportkette genannt. Hier werden NADH und FADH2 oxidativ phosphoryliert, um mehr ATP zu erzeugen.