Cykl Krebsa

Miejscem, gdzie zachodzi cykl Krebsa jest macierz mitochondrium (matriks). Znajdują się tu niezbędne enzymy katalizujące cykl przemian. Cykl ten polega na utlenianiu acetylokoenzymu A do dwutlenku węgla. Ma przy tym miejsce redukcja NAD+ i FAD.

Cykl Krebsa zaczyna się reakcją przyłączenie acetykoenzymu A do kwasu szczawiooctowego (C4). W wyniku tej reakcji powstaje kwas cytrynowy. Jednocześnie odłącza się koenzym A, który może po raz kolejny brać udział w reakcji pomostowej, czyli oksydacyjnej dekarboksylacji kwasu pirogronowego. Kwas cytrynowy wchodzi w cykl skomplikowanych reakcji, które zostały przedstawione na schemacie poniżej. Ostatecznie przekształca się w związek rozpoczynający cykl Krebsa, czyli kwas szczawioctowy. W ten sposób cykl się zamyka.

W trakcie cyklu Krebsa dochodzi do dwóch procesów dekarboksylacji. Efektem jest przekształcenie kwasu cytrynowego w związek czterowęglowy. Zachodzą również 4 dehydrogenacje, czyli reakcje odwodorowania (odłączenia wodoru cząsteczkowego). Podczas tej reakcji uwalniane są protony i elektrony i przenoszone na dinukleotydy (3 razy na NAD+ i 1 raz na FAD), które ulegają redukcji. Jedna z tych reakcji jest związana z fosforylacją substratową, jednak uczestniczy w niej GTP, a nie ATP. Wartość energii GTP i ATP są sobie równe.

Do produktów jednego cyklu Krebsa należą: dwie cząsteczki dwutlenku węgla, trzy cząsteczki NADPH, jedna cząsteczka FADH2 i jedna cząsteczka GTP. Z jednej cząsteczki glukozy powstają dwie cząsteczki kwasu pirogronowego i potem dwie cząsteczki acetylokoenzymu A, a więc zachodzą 2 obroty cyklu Krebsa.

Pierwsze trzy etapy oddychania komórkowego tlenowego powodują całkowite utlenienie glukozy (1 cząsteczka glukoza = 6 cząsteczek dwutlenku węgla). Ma miejsce także fosforylacja dwóch ADP i GDP, a także redukcja 10 cząsteczek NAD+ i dwóch cząsteczek FAD. Mamy, zatem podsumowujące równanie reakcji:





Dwutlenek węgla, który powstaje jest uwalniany do atmosfery podczas wymiany gazowej albo też wykorzystywany do syntezy innych związków chemicznych. ATP i GTP to energia do różnych procesów metabolicznych organizmu, a dinukleotydy w formie zredukowanej biorą udział w ostatnim etapie oddychania tlenowego, czyli łańcuchu oddechowym.