Citronsyracykeln

Citronsyracykeln eller Krebscykeln är en serie biokemiska reaktioner i levande celler. Citronsyracykeln är ett led i cellens utvinnande av användbar energi ur olika näringsämnen, den så kallade cellandningen. I processen används syre och den karaktäriseras därför som en aerob process. Energin utvinns i form av högenergimolekylerna NADH, FADH₂ och GTP (analog till ATP).

Utgångsmaterialet för processen är oxalättiksyra och acetyl-CoA.

• Oxalättiksyra återbildas av citronsyracykeln eller bildas av pyruvat.
• Acetyl-CoA produceras genom nedbrytning av fettsyror samt nedbrytning av pyruvat (från kolhydrater).
• Olika karboxylsyror som bildas vid nedbrytning av aminosyror kan gå in i de olika mellanleden i citronsyracykeln (eller så bildas aminosyror av de samma mellanleden).

Reaktionsöversikt

I samtliga steg är det olika enzymer som katalyserar reaktionerna. I första steget bildas citronsyra som fått ge namn åt hela reaktionscykeln.

1. oxalättiksyra + acetyl-CoA + H₂O → citronsyra + CoA
2. citronsyra → isocitronsyra (Via ett intermediat)
3. isocitronsyra + NAD⁺ → α-ketoglutarsyra + CO₂ + NADH + H⁺ (Via ett intermediat)
4. α-ketoglutarsyra + NAD⁺ + CoA → bärnstenssyra-CoA + CO₂ + NADH och H⁺
5. bärnstenssyra-CoA + GDP → bärnstenssyra + GTP + CoA

   (GTP + ADP → GDP + ATP)

6. bärnstenssyra + FAD → fumarsyra + FADH₂
7. fumarsyra + H₂O → äppelsyra
8. äppelsyra + NAD⁺ → oxalättiksyra + NADH + H⁺

Översikt av citronsyracykeln

Oxalättiksyra har återbildats och reaktionen kan börja om. Den är alltså cyklisk och på ett varv i cykeln omvandlas två kolatomer till 2 CO₂ (steg 3 och 4).

Nettogeneration av ATP

Varje acetyl-CoA som går in i TCA-cykeln ger 1 ATP (från GTP), 3 NADH och 1 FADH₂. De två sistnämnda går sedan vidare till elektrontransportkedjan där de ger upphov till protontransport över mitokondriemembranet, vilket i slutändan genererar ATP. Man kan beräkna den totala mängden ATP som genereras, normalt anses NADH ge upphov till 2,5 ATP, och FADH2 ge upphov till 1,5 ATP. Summan för ATP som genereras blir alltså:

• 1 GDP som omvandlas till ATP
• 3 NADH som ger upphov till 3 x 2,5 = 7,5 ATP
• 1 FADH2 som ger upphov till 1,5 ATP

Totalt: 10 ATP per acetyl-CoA

Historia

Citronsyracykeln kallas Krebscykeln efter biokemisten Hans Krebs (1900-1981), som utredde reaktionscykeln på 1930-talet och lade fram huvuddelarna i den 1937. Han fick ett delat nobelpris i medicin 1953.

Externa länkar

• The chemical logic behind the citric acid cycle