The Krebsov ciklus, također poznat kao ciklus limunske kiseline ili ciklus trikarboksilne kiseline (TCA), odvija se u mitohondrijima eukariotskih organizama. To je prvi od dva formalna procesa povezana s aerobno disanje. Drugo je lanac za transport elektrona (ETC) reakcije.
Krebsovom ciklusu prethodi glikoliza, što je razgradnja glukoze na piruvat, s malom količinom ATP (adenozin trifosfat, "energetska valuta" stanica) i NADH (reducirani oblik nikotinamid adenin dinukleotida) koji nastaje u postupak. Glikoliza i dva aerobna procesa koja joj slijede predstavljaju potpuno stanično disanje.
Iako je u konačnici usmjeren na stvaranje ATP-a, Krebsov ciklus neizravno, iako vitalno, pridonosi konačnom visokom ATP-u aerobnog disanja.
Glikoliza
Početna molekula za glikolizu je šećer od šest ugljika glukoza, koja je univerzalna hranjiva molekula u prirodi. Nakon što glukoza uđe u stanicu, ona se fosforilira (tj. Ima fosfatnu skupinu vezanu za nju), preuređuje se, fosforilirali su drugi put i podijelili se u par molekula s tri ugljika, svaka sa svojom fosfatnom skupinom u prilogu.
Svaki član ovog para identičnih molekula podvrgava se drugoj fosforilaciji. Ova molekula je preuređena tako da stvara piruvat u nizu koraka koji generiraju jedan NADH po molekuli, a četiri fosfatne skupine (dvije iz svake molekule) koriste se za stvaranje četiri ATP. Ali budući da prvi dio glikolize zahtijeva unos dva ATP, neto rezultat glukoze je dva piruvata, jedan ATP i dva NADH.
Krebsov pregled ciklusa
Krebsov dijagram ciklusa neophodan je kada pokušavate vizualizirati postupak. Počinje s uvođenjem acetil koenzim A (acetil CoA) u mitohondrijsku matricu ili unutrašnjost organela. Acetil CoA je molekula s dva ugljika stvorena iz molekula tri ugljika piruvata iz glikolize, s CO2 (ugljični dioksid) proliven u procesu.
Acetil CoA kombinira se s molekulom od četiri ugljika kako bi započeo ciklus, stvarajući molekulu od šest ugljika. U nizu koraka koji uključuju gubitak atoma ugljika kao CO2 i generiranje nekog ATP-a, zajedno s nekim vrijednim nosačima elektrona, intermedijarna molekula sa šest ugljika reducira se na molekulu s četiri ugljika. Ali evo što ovaj ciklus čini: Ovaj proizvod s četiri ugljika ista je molekula koja se na početku postupka kombinira s acetil-CoA.
Krebsov ciklus je kotač koji se nikad ne prestaje okretati sve dok se u njega uvodi acetil CoA da bi se i dalje vrtio.
Krebsovi reagensi za ciklus
Jedini reaktanti Krebsova ciklusa su acetil CoA i spomenuta molekula od četiri ugljika, oksaloacetat. Dostupnost acetil CoA ovisi o dovoljnoj količini kisika koji odgovara potrebama dane stanice. Ako vlasnik stanice energično vježba, stanica će se možda morati oslanjati gotovo isključivo na glikolizu sve dok se ne može „platiti“ dug kisika tijekom smanjenog intenziteta vježbanja.
Oksaloacetat u kombinaciji s acetil CoA pod utjecajem enzima citrat sintaze da nastane citrat, ili ekvivalentno limunskoj kiselini. Ovo oslobađa koenzimski dio molekule acetil CoA, oslobađajući ga za upotrebu u reakcijama staničnog disanja uzvodno.
Krebs proizvodi za ciklus
Citrat se sekvencijalno pretvara u izocitrat, alfa-ketoglutarat, sukcinil CoA, fumarat i malat prije nego što se dogodi korak koji ponovno generira oksaloacetat. U tom procesu dva CO2 molekule po zavoju ciklusa (a time i četiri po molekuli glukoze uzvodno) gube se u okolišu, dok se energija oslobođena njihovim oslobađanjem koristi za stvaranje ukupno dva ATP, šest NADH i dva FADH2 (nosač elektrona sličan NADH) po molekuli glukoze koja ulazi u glikolizu.
Na drugačiji pogled, izbacivanje oksaloacetata iz smjese uopće, kada molekula acetil CoA uđe u Krebsov ciklus, neto rezultat je neki ATP i puno nosača elektrona za naknadne ETC reakcije u mitohondriju membrana.