8.12: Продукты цикла лимонной кислоты

Клетки большинства организмов, включая растения и животных, получают полезную энергию посредством аэробного дыхания, кислородно-зависимой версии клеточного дыхания. Аэробное дыхание состоит из четырех основных стадий: гликолиза, окисления пирувата, цикла лимонной кислоты и окислительного фосфорилирования. Третья основная стадия, цикл лимонной кислоты, также известна как цикл Кребса или цикл трикарбоновой кислоты (TCA).

Для каждой молекулы глюкозы, которая подвергается клеточному дыханию, цикл лимонной кислоты выполняется дважды; это потому, что гликолиз (первая стадия аэробного дыхания) производит две молекулы пирувата на молекулу глюкозы. Во время окисления пирувата (вторая стадия аэробного дыхания) каждая молекула пирувата превращается в одну молекулу ацетил-КоА – входящего в цикл лимонной кислоты. Следовательно, для каждой молекулы глюкозы образуются две молекулы ацетил-КоА. Каждая из двух молекул ацетил-КоА проходит один раз цикл лимонной кислоты.

Цикл лимонной кислоты начинается со слияния ацетил-КоА и оксалоацетата с образованием лимонной кислоты. Для каждой молекулы ацетил-КоА продуктами цикла лимонной кислоты являются две молекулы диоксида углерода, три молекулы NADH, одна молекула FADH ₂ и одна молекула GTP / ATP. Следовательно, для каждой молекулы глюкозы (которая генерирует две молекулы ацетил-КоА) цикл лимонной кислоты дает четыре молекулы диоксида углерода, шесть молекул НАДН, две молекулы FADH2 и две молекулы ГТФ / АТФ. Цикл лимонной кислоты также восстанавливает оксалоацетат, молекулу, которая запускает цикл.

В то время как выход АТФ цикла лимонной кислоты невелик, образование коферментов НАДН и ФАДН ₂ имеет решающее значение для производства АТФ на заключительной стадии клеточного дыхания, окислительного фосфорилирования. Эти коферменты действуют как переносчики электронов и отдают свои электроны в цепь переноса электронов, в конечном итоге управляя производством большей части АТФ, производимой клеточным дыханием.