De Krebs sykler, også kjent som sitronsyresyklusen eller trikarboksylsyresyklusen (TCA), finner sted i mitokondriene til eukaryote organismer. Det er den første av to formelle prosesser knyttet til aerobisk respirasjon. Den andre er elektrontransportkjede (ETC) reaksjoner.
Krebs-syklusen innledes med glykolyse, som er nedbrytningen av glukose til pyruvat, med en liten mengde ATP (adenosintrifosfat, "energivaluta" av celler) og NADH (den reduserte formen av nikotinamidadenindinukleotid) generert i prosess. Glykolyse og de to aerobe prosessene som følger den representerer fullstendig cellulær respirasjon.
Selv om den til slutt er rettet mot å generere ATP, er Krebs-syklusen en indirekte, men viktig bidragsyter til det eventuelle høye ATP-utbyttet av aerob respirasjon.
Glykolyse
Startmolekylet for glykolyse er seks-karbon sukker glukose, som er det universelle næringsstoffmolekylet i naturen. Etter at glukose kommer inn i en celle, fosforyleres den (dvs. den har en fosfatgruppe festet til den), omarrangeres, fosforylerte en gang til og delte seg i et par med tre karbonmolekyler, hver med sin egen fosfatgruppe vedlagte.
Hvert medlem av dette paret av identiske molekyler gjennomgår en annen fosforylering. Dette molekylet er omorganisert for å danne pyruvat i en serie trinn som genererer en NADH per molekyl, de fire fosfatgruppene (to fra hvert molekyl) brukes til å lage fire ATP. Men fordi den første delen av glykolyse krever en inngang på to ATP, nettoresultatet av glukose er to pyruvat, en ATP og to NADH.
Krebs Cycle Oversikt
Et Krebs syklusdiagram er uunnværlig når du prøver å visualisere prosessen. Det begynner med introduksjonen av acetylkoenzym A (acetyl CoA) inn i mitokondriell matrise, eller organell interiør. Acetyl CoA er et to-karbonmolekyl opprettet fra tre-karbon pyruvatmolekylene fra glykolyse, med CO2 (karbondioksid) kaste i prosessen.
Acetyl CoA kombineres med et fire-karbonmolekyl for å starte syklusen, og skape et seks-karbonmolekyl. I en serie trinn som involverer tap av karbonatomer som CO2 og generering av noen ATP sammen med noen verdifulle elektronbærere, reduseres seks-karbon-mellommolekylet til et fire-karbonmolekyl. Men her er det som gjør dette til en syklus: Dette firekarbonproduktet er det samme molekylet som kombineres med acetyl CoA i begynnelsen av prosessen.
Krebs-syklusen er et hjul som aldri slutter å snu så lenge acetyl CoA mates inn i det for å holde det snurrende.
Krebs syklusreaktanter
De eneste reaktantene i Krebs-syklusen er acetyl CoA og det nevnte firkarbonmolekylet, oksaloacetat. Tilgjengeligheten av acetyl CoA henger på at tilstrekkelige mengder oksygen er tilstede for å dekke behovene til en gitt celle. Hvis eieren av cellen trener kraftig, kan det hende at cellen må stole nesten utelukkende på glykolyse til oksygen "gjeld" kan "betales" under redusert treningsintensitet.
Oksaloacetat kombinert med acetyl CoA under påvirkning av enzymet sitratsyntase til dannelse sitrateller tilsvarende sitronsyre. Dette frigjør koenzymdelen av acetyl CoA-molekylet, og frigjør den for bruk i oppstrømsreaksjoner av cellulær respirasjon.
Krebs Cycle Products
Sitrat konverteres sekvensielt til isocitrat, alfa-ketoglutarat, succinyl CoA, fumarat og malate før trinnet som re-genererer oksaloacetat finner sted. I prosessen to CO2 molekyler per omgang av syklusen (og dermed fire per molekyl glukose oppstrøms) går tapt for miljøet, mens energien frigjort i frigjøringen brukes til å generere totalt to ATP, seks NADH og to FADH2 (en elektronbærer som ligner på NADH) per glukosemolekyl som går inn i glykolyse.
Sett annerledes på, og tok helt oksaloacetat ut av blandingen når et molekyl av acetyl CoA kommer inn i Krebs-syklusen, nettoresultatet er noe ATP og mye elektronbærere for de påfølgende ETC-reaksjonene i mitokondrie membran.