Citronsyracykeln

	Ämnesomsättningen
	; Denna artikel är en del i serien Ämnesomsättningen med följande delar:
	Metabolism · Katabolism · Anabolism
Katabolism
	Matspjälkning · Glykolys · Beta-oxidation · Trans-/Deaminering · Citronsyracykeln · Elektrontransportkedjan · Oxidativ fosforylering · Ureacykeln
Anabolism
	Glukoneogenes · Proteinsyntes · Fettsyrasyntes
Se även
	Fotosyntes · Cellandning · Malat-aspartatskytteln

Citronsyracykeln, även känd som Krebs cykel och trikarboxylsyracykeln, 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). I människans celler sker citronsyracykeln i mitokondriens matrix.^[1]

Utgångsmaterialet för processen är oxalättiksyra och acetyl-CoA.

Oxalättiksyra återbildas av citronsyracykeln eller bildas av pyruvat.
Acetyl-CoA produceras genom nedbrytning av aminosyror, 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.

oxalättiksyra + acetyl-CoA + H₂O → citronsyra + CoA
citronsyra → isocitronsyra (via akonitsyra)
isocitronsyra + NAD⁺ → α-ketoglutarsyra + CO₂ + NADH + H⁺ (via oxalbärnstenssyra)
α-ketoglutarsyra + NAD⁺ + CoA → succinyl-CoA + CO₂ + NADH + H⁺
succinyl-CoA + GDP + P_i → bärnstenssyra + GTP + CoA
(GTP + ADP → GDP + ATP)
bärnstenssyra + FAD → fumarsyra + FADH₂
fumarsyra + H₂O → äppelsyra
äppelsyra + NAD⁺ → oxalättiksyra + NADH + H⁺

Oxalättiksyra har återbildats och reaktionen kan börja om. Processen är alltså cyklisk och på ett varv oxideras de två kolatomerna i acetylgruppen till 2 CO₂ (steg 3 och 4) med hjälp av 2 H₂O (plus en "netto-vattenmolekyl" som "kommer från" GDP + P_i → GTP + H₂O).

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 genom oxidativ fosforylering. 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 10. Anledningen till att NADH ger upphov till ca 2,5 ATP och FADH2 till 1,5 ATP är att elektronerna i NADH har högre energi och därav börjar protontransporten över mitokondriemembranet i ett tidigare skede.

1 GTP som omvandlas till 1 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 Krebs cykel efter biokemisten Hans Krebs (1900–1981), som utredde reaktionscykeln på 1930-talet och presenterade dess huvudsakliga delar 1937. Han delade nobelpris i medicin 1953 med Fritz Lipmann, som upptäckt koenzym A.

Referenser

^ 1947-, Erlanson-Albertsson, Charlotte, (2007). Cellbiologi (2., [rev. och uppdaterade] uppl). Studentlitteratur. ISBN 9789144047386. OCLC 185246172. https://www.worldcat.org/oclc/185246172

Externa länkar

Wikimedia Commons har media som rör Citronsyracykeln.
Bilder & media
The chemical logic behind the citric acid cycle

[1] 1947-, Erlanson-Albertsson, Charlotte, (2007). Cellbiologi (2., [rev. och uppdaterade] uppl). Studentlitteratur. ISBN 9789144047386. OCLC 185246172. https://www.worldcat.org/oclc/185246172

[1]