citronsyracykeln

Citronsyracykeln, även kallad Krebs-cykeln, är en central del av cellernas aerob metabolism. Den oxiderar acetyl‑CoA till koldioxid och överför energi i form av NADH och FADH2 som används i elektrontransportkedjan. Cykeln sker i mitokondriernas matrix hos eukaryoter; hos många bakterier fungerar den i cytoplasman. Den kopplar samman kolhydrat-, fett- och proteinnedbrytning och ger byggstenar till biosyntes genom sina intermediärer.

Varje varv i citronsyracykeln börjar när acetyl‑CoA förenas med oxaloacetat till citrat genom enzymet citratsyntas. Citrat omvandlas sedan till isocitrat via aconitase. Isocitratdehydrogenas katalyserar omvandlingen till alfa‑ketoglutarat och i processen avges CO2 och NADH. Alfa‑ketoglutaratdehydrogenas producerar ytterligare CO2 och NADH och bildar succinyl‑CoA. Succinyl‑CoA-syntetas genererar GTP (eller ATP) och succinat. Succinatdehydrogenas oxiderar succinat till fumarat och bildar FADH2. Fumarat hydratiseras till malat, som sedan oxideras av malatdehydrogenas till oxaloacetat och återproducerar NADH. Cykeln kan därefter börja igen med nya acetyl‑CoA-molekyler.

Stökiometri: Per varv bildas 3 NADH, 1 FADH2 och 1 GTP (eller ATP) samt 2 CO2 som avges i själva cykeln. Eftersom en glukosmolekyl ger två acetyl‑CoA genom pyruvatdekarboxylering, genomgår citronsyracykeln två varv per glukos och totalt produceras därmed 6 NADH, 2 FADH2 och 2 GTP samt 4 CO2 i cykeln; ytterligare 2 CO2 genereras tidigare i pyruvatoxidationen.

Reglering och betydelse: Cykeln regleras främst av cellens energibehov. Nyckelregulatorerna inkluderar isocitratdehydrogenas och alfa‑ketoglutaratdehydrogenas; ATP och NADH hämmar, medan ADP och NAD+ aktiverar. Ca2+ kan stimulera vissa vävnader. Cykeln är amphibolisk: intermediärer används också i biosyntes av t.ex. porfyriner, proteiner och aminosyror, och uppfyller viktiga anaplerotiska funktioner för att återfylla oxaloacetat och andra förråd.