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8.7: Der Citratzyklus
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Der Citratzyklus
 

PROTOKOLLE

8.7: Der Citratzyklus

Der Citratzyklus, auch als Krebszyklus oder TCA-Zyklus bekannt, besteht aus mehreren energieerzeugenden Reaktionen. Bei ihnen werden ein ATP-Molekül, drei NADH-Moleküle, ein FADH2-Molekül und zwei CO2-Moleküle erzeugt.

Der Citratzyklus geht vom vorher entstandenen Acetyl CoA aus. Er läuft im inneren der Membran (d.h. der Matrix) der Mitochondrien in Eukaryontischen Zellen oder im Cytoplasma von Prokaryontischen Zellen ab. Vor dem Citratzyklus wurden bei der Pyruvat-Oxidation zwei Acetyl-CoA-Moleküle pro Glucosemolekül erzeugt. Der Citratzyklus läuft also zweimal pro Glucosemolekül ab.

Der Citratzyklus lässt sich in acht Schritte unterteilen, die jeweils unterschiedliche Moleküle hervorbringen (unten kursiv gesetzt).

Mit Hilfe von katalysierenden Enzymen reagiert ein Acetyl-CoA (2-Kohlenstoff) mit Oxalessigsäure (4-Kohlenstoff) und bildet das 6-Kohlenstoff-Molekül citrat.

Nachfolgend wird das Citrat in einem zweiteiligen Verfahren, bei welchem Wasser entfernt und hinzugefügt wird, in eines seiner Isomere, Isocitrat, umgewandelt.

Der dritte Schritt ergibt α-Ketoglutarat (5-Kohlenstoff) aus oxidiertem Isocitrat. Dieser Prozess setzt CO2 frei und reduziert NAD+ zu NADH.

Der vierte Schritt bildet die instabile Verbindung Succinyl-CoA aus α-Ketoglutarat, ein Prozess, der auch CO2 freisetzt und NAD+ auf NADH reduziert.

Im fünften Schritt wird Succinat (4-Kohlenstoff) hergestellt, nachdem eine Phosphatgruppe die CoA-Gruppe von Succinyl-CoA ersetzt hat. Diese Phosphatgruppe wird an ADP (oder GDP) weitergegeben, um ATP (oder GTP) zu bilden.

Der sechste Schritt bildet Fumarat (4-Kohlenstoff) aus der Oxidation von Succinat. Diese Reaktion reduziert FAD zu FADH2.

Der siebte Schritt, bei dem Wasser zu Fumarat zugegeben wird, erzeugt malat (4-Kohlenstoff).

Der letzte Schritt produziert Oxalacetat, die Verbindung, welche mit dem Acetyl-CoA in Schritt eins reagiert und aus der Oxidation von Malat entsteht. Dabei wird NAD+ zu NADH reduziert.

Die im Citratzyklus produzierten NADH und FADH2 liefern Elektronen in der Elektronentransportkette und unterstützen damit die Produktion von zusätzlichem ATP.


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