19.4: Der Zitronensäurezyklus: Überblick

In aeroben Organismen ist der Zitronensäurezyklus die zweite Stufe der Zellatmung, in der Moleküle, die aus dem Abbau von Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten stammen, in Kohlendioxid und Energie oxidiert werden. Dieser Prozess ist auch als Tricarbonsäure-Zyklus (TCA) bekannt, da das erste Produkt des Zyklus, Zitronensäure, drei Carboxylgruppen in seiner Struktur enthält. Alternativ wird dieser Zyklus auch als Krebs-Zyklus bezeichnet, zu Ehren seines Entdeckers Sir Hans Krebs.

Der Zitronensäurezyklus beginnt, wenn komplexe Moleküle wie Glukose in einfachere Moleküle wie Acetylgruppen zerlegt werden. Die Acetylgruppen verbinden sich dann mit einem Molekül mit vier Kohlenstoffatomen namens Oxalacetat zu einer Verbindung mit sechs Kohlenstoffatomen, Zitronensäure. Während des Zyklus wird die Zitronensäure neu angeordnet und zwei ihrer Kohlenstoffatome werden entfernt, begleitet von der Freisetzung von zwei Molekülen Kohlendioxid und vier Elektronen. Am Ende des Zyklus wird ein Molekül Oxalacetat produziert, das sich dann mit einer anderen Acetylgruppe verbindet, um die nächste Runde des Zyklus zu starten.

Die Mehrzahl der Zwischenprodukte, von denen der Zyklus abhängig ist, sind Bestandteile anderer biochemischer Signalwege, die Metaboliten wie Porphyrine, Fettsäuren und Aminosäuren produzieren. Wenn eines dieser Zwischenprodukte umgeleitet wird, ist die Integrität des Zyklus gefährdet und der Zyklus kommt zum Stillstand.