Hvilke molekyler går ind og forlader Krebs-cyklussen?

Det Krebs cykler, også kendt som citronsyrecyklus eller tricarboxylsyre (TCA) cyklus, finder sted i mitokondrier af eukaryote organismer. Det er den første af to formelle processer, der er forbundet med aerob respiration. Den anden er elektrontransportkæde (ETC) reaktioner.

Krebs-cyklussen indledes med glykolyse, som er nedbrydningen af ​​glucose til pyruvat, med en lille mængde ATP (adenosintriphosphat, "energivaluta" af celler) og NADH (den reducerede form for nicotinamidadenindinukleotid) genereret i behandle. Glykolyse og de to aerobe processer, der følger den, repræsenterer fuldstændig cellulær respiration.

Selvom det i sidste ende er rettet mod at generere ATP, er Krebs-cyklussen en indirekte, men vital, bidragyder til det eventuelle høje ATP-udbytte af aerob respiration.

Startmolekylet for glykolyse er seks-kulstof sukker glukose, som er det universelle næringsstofmolekyle i naturen. Efter at glucose kommer ind i en celle, er den phosphoryleret (dvs. den har en fosfatgruppe bundet til den), omarrangeret, phosphoryleret en anden gang og delt i et par af tre-kulstofmolekyler, hver med sin egen fosfatgruppe vedhæftet.

Hvert medlem af dette par identiske molekyler gennemgår en anden phosphorylering. Dette molekyle omarrangeres til dannelse af pyruvat i en række trin, der genererer en NADH pr. Molekyle, de fire phosphatgrupper (to fra hvert molekyle) bruges til at skabe fire ATP. Men fordi den første del af glykolyse kræver en input af to ATP, nettoresultatet af glukose er to pyruvat, en ATP og to NADH.

Et Krebs-cyklusdiagram er uundværligt, når man prøver at visualisere processen. Det begynder med introduktionen af acetylcoenzym A (acetyl CoA) ind i mitokondriel matrix eller organelle interiør. Acetyl CoA er et to-kulstofmolekyle skabt af tre-carbon-pyruvatmolekylerne fra glykolyse med CO₂ (kuldioxid), der udgydes i processen.

Acetyl CoA kombineres med et fire-kulstofmolekyle for at starte cyklussen og skabe et seks-kulstofmolekyle. I en række trin, der involverer tabet af kulstofatomer som CO₂ og dannelsen af ​​noget ATP sammen med nogle værdifulde elektronbærere reduceres det mellemliggende molekyle med seks carbon til et molekyle med fire carbon. Men her er hvad der gør dette til en cyklus: Dette produkt med fire kulstofarter er det samme molekyle, der kombineres med acetyl CoA i starten af ​​processen.

Krebs-cyklussen er et hjul, der aldrig stopper med at dreje, så længe acetyl CoA føres ind i det for at holde det rundt.

De eneste reaktanter i den egentlige Krebs-cyklus er acetyl CoA og det førnævnte firecarbonmolekyle, oxaloacetat. Tilgængeligheden af ​​acetyl CoA afhænger af, at der er tilstrækkelige mængder ilt til stede, så de passer til en given celle. Hvis ejeren af ​​cellen træner kraftigt, kan cellen muligvis næsten udelukkende stole på glykolyse, indtil ilt-"gælden" kan "betales" under reduceret træningsintensitet.

Oxaloacetat kombineret med acetyl CoA under indflydelse af enzymet citratsyntase til dannelse citrateller ækvivalent citronsyre. Dette frigiver coenzymdelen af ​​acetyl CoA-molekylet og frigør det til brug i opstrømsreaktioner af cellulær respiration.

Citrat omdannes sekventielt til isocitrat, alfa-ketoglutarat, succinyl CoA, fumarat og malate inden det trin, der gengenererer oxaloacetat, finder sted. I processen to CO₂ molekyler pr. cyklusomgang (og dermed fire pr. molekyle glukose opstrøms) går tabt for miljøet, mens den energi, der frigøres i frigivelsen, bruges til at generere i alt to ATP, seks NADH og to FADH₂ (en elektronbærer svarende til NADH) pr. glukosemolekyle ind i glykolyse.

Set på en anden måde, idet man tager oxaloacetat helt ud af blandingen, når et molekyle af acetyl CoA kommer ind i Krebs-cyklussen, nettoresultatet er noget ATP og en hel del elektronbærere til de efterfølgende ETC-reaktioner i mitokondrie membran.