Zitronensäurezyklus (Krebs-Zyklus) – Was ist das?
Der Zitronensäurezyklus wird auch Tricarbonsäurezyklus oder TCA-Zyklus genannt. Es ist eine Abfolge enzymatischer Reaktionen, die den Metabolismus von Kohlenstoffketten von Glucose, Fettsäuren und Aminosäuren beinhalten, um Kohlendioxid, Wasser und hochenergetische Phosphatbindungen (ATP) zu ergeben. Die Brenztraubensäuren mit drei Kohlenstoffatomen treten in die Mitochondrien ein, wobei jede einen Kohlenstoff verliert. Sie verbinden sich dann mit einem Coenzym, um ein Acetyl-CoA mit zwei Kohlenstoffatomen zu bilden und mehr energiereiche Elektronen freizusetzen. Dann verbindet sich jedes Acetyl-CoA mit einer Oxalessigsäure mit vier Kohlenstoffatomen, um eine Zitronensäure mit sechs Kohlenstoffatomen zu bilden. Während der acht Schritte dieses Zyklus werden Zitronensäureatome neu angeordnet, um verschiedene Zwischenmoleküle zu erzeugen, von denen die meisten Ketosäuren sind. Schließlich wird die Essigsäure vollständig entsorgt und das Aufnehmer Molekül (Oxalessigsäure) wird regeneriert. Der Zitronensäure (Krebs)-Zyklus produziert zwei Kohlendioxidmoleküle und vier Moleküle reduzierter Coenzyme.
Eine Reihe von Reaktionen entfernt zwei Kohlenstoffe, synthetisiert ein ATP und setzt mehr hochenergetische Elektronen frei. Bei der Nahrungsaufnahme werden große Makromoleküle in einfache Moleküle zerlegt. Proteine werden in Aminosäuren zerlegt, Kohlenhydrate werden in Einfachzucker (Glucose) zerlegt und Fette werden sowohl in Glycerin als auch in Fettsäuren zerlegt. Tatsächlich werden alle Nahrungskohlenhydrate schließlich in Glukose umgewandelt. Der Abbau einfacher Moleküle zu Acetyl-CoA wird von der Produktion begrenzter Mengen an ATP (über Glykolyse) und hochenergetischen Elektronen begleitet.
Glukose wird durch Glykolyse in Brenztraubensäure umgewandelt. Auch Glycerin und Aminosäuren werden zu Brenztraubensäure abgebaut. Tatsächlich führen alle diese Prozesse auf unterschiedliche Weise zu Acetyl-CoA. Die vollständige Oxidation von Acetyl-CoA zu H 2 O und CO 2 erzeugt hochenergetische Elektronen, die über die Elektronentransportkette größere Mengen an ATP liefern.
Im TCA-Zyklus liefert der Oxidationsprozess mehr ATP-Moleküle.
Das Folgende fasst den Zitronensäure-(Krebs)-Zyklus zusammen:
- Decarboxylierung: Ein Brenztraubensäurekohlenstoff wird entfernt und als Kohlendioxidgas freigesetzt. Dieses diffundiert in das Blut zur Ausscheidung durch die Lunge. Dies ist das erste Mal, dass Kohlendioxid während der Zellatmung freigesetzt wird.
- Oxidation: Essigsäure, das verbleibende 2C-Fragment, wird durch Entfernung von Wasserstoffatomen oxidiert. Diese Atome werden von NAD + aufgenommen.
- Acetyl-CoA-Bildung: Das reaktive Endprodukt Acetyl -CoA entsteht, wenn Essigsäure mit Coenzym A kombiniert wird. Dieses Coenzym enthält Schwefel, der aus Vitamin B5 stammt.
