8.12: Produkty cyklu kwasu cytrynowego

Komórki większości organizmów – w tym roślin i zwierząt – uzyskują energię użytkową poprzez oddychanie tlenowe, wymagającą tlenu wersję oddychania komórkowego. Oddychanie tlenowe składa się z czterech głównych etapów: glikolizy, utleniania pirogronianu, cyklu kwasu cytrynowego i fosforylacji oksydacyjnej. Trzeci główny etap, cykl kwasu cytrynowego, jest również znany jako cykl Krebsa lub cykl kwasu trikarboksylowego (TCA).

Dla każdej cząsteczki glukozy, która ulega oddychaniu komórkowemu, cykl kwasu cytrynowego jest przeprowadzany dwukrotnie; dzieje się tak, ponieważ glikoliza (pierwszy etap oddychania tlenowego) wytwarza dwie cząsteczki pirogronianu na cząsteczkę glukozy. Podczas utleniania pirogronianu (drugi etap oddychania tlenowego) każda cząsteczka pirogronianu jest przekształcana w jedną cząsteczkę acetylo-CoA – wkład w cykl kwasu cytrynowego. Dlatego na każdą cząsteczkę glukozy wytwarzane są dwie cząsteczki acetylo-CoA. Każda z dwóch cząsteczek acetylo-CoA przechodzi raz przez cykl kwasu cytrynowego.

Cykl kwasu cytrynowego rozpoczyna się od fuzji acetylo-CoA i szczawiooctanu w celu wytworzenia kwasu cytrynowego. Dla każdej cząsteczki acetylo-CoA produktami cyklu kwasu cytrynowego są dwie cząsteczki dwutlenku węgla, trzy cząsteczki NADH, jedna cząsteczka FADH₂ i jedna cząsteczka GTP / ATP. Dlatego dla każdej cząsteczki glukozy (która generuje dwie cząsteczki acetylo-CoA), cykl kwasu cytrynowego daje cztery cząsteczki dwutlenku węgla, sześć cząsteczek NADH, dwie cząsteczki FADH2 i dwie cząsteczki GTP / ATP. Cykl kwasu cytrynowego regeneruje również szczawiooctan, cząsteczkę, która rozpoczyna cykl.

Podczas gdy wydajność ATP w cyklu kwasu cytrynowego jest niewielka, wytwarzanie koenzymów NADH i FADH₂ ma kluczowe znaczenie dla produkcji ATP w końcowym etapie oddychania komórkowego, fosforylacji oksydacyjnej. Koenzymy te działają jako nośniki elektronów i przekazują swoje elektrony do łańcucha transportu elektronów, ostatecznie napędzając produkcję większości ATP wytwarzanego przez oddychanie komórkowe.