Der Zitronensäurezyklus: Überblick

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

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 und bilden eine Verbindung mit sechs Kohlenstoffatomen, Zitronensäure. Während des Zyklus wird Zitronensäure neu angeordnet und zwei ihrer Kohlenstoffatome entfernt, was mit der Freisetzung von zwei Molekülen Kohlendioxid und vier Elektronen einhergeht. Am Ende des Zyklus entsteht ein Oxalacetatmolekül, das sich dann mit einer anderen Acetylgruppe verbindet, um die nächste Runde des Zyklus einzuleiten.

Die meisten Zwischenprodukte, von denen der Zyklus abhängt, sind Komponenten anderer biochemischer Stoffwechselwege, die Metaboliten wie Porphyrine, Fettsäuren und Aminosäuren produzieren. Wenn eines dieser Zwischenprodukte abgelenkt wird, wird die Integrität des Zyklus beeinträchtigt und der Zyklus kommt zum Stillstand.