Vad är citronsyracykeln? Krebs cykel förklarad

Citronsyracykeln utgör det första steget i en tvådelad process som kallas cellandning. Den är även känd som trikarboxylsyracykeln (TCA) och, mer allmänt, som Krebs cykeln. Cellandning är den process genom vilken glukos omvandlas till ATP (adenosintrifosfat) – en användbar form av kemisk energi som kroppens celler kan utnyttja.

Fakta om cellandning

Cellandning är en komplex biologisk och kemisk process som vanligtvis delas upp i två huvudstadier. Processen startar med glukos och syre och bildar koldioxid, vatten samt fri energi. Den fria energin fångas därefter upp och lagras som ATP, enligt Teachersdomain.org.

Introduktion: från mat till glukos

Glukos är ett enkelt sockerämne som består av sex syreatomer, sex kolatomer och tolv väteatomer. Levande organismer intar föda i form av komplexa kolhydrater, som levern kan bryta ner till glukos. Enligt Teachersdomain.org omvandlar levern olika molekyler till glukos, som cellerna sedan kan hämta från blodet via kapillärernas väggar. När glukosen väl nått cellens inre tas den upp av mitokondrier – de organeller där citronsyracykeln äger rum.

Historia

Citronsyracykeln är en serie enzymkatalyserade kemiska reaktioner som äger rum i mitokondrierna. År 1937 identifierades detta första stadium av cellandningen av Albert Szent-Györgyi och Hans Krebs, därav namnet Krebs cykeln (officiellt benämnd Szent-Györgyi-Krebs-cykeln). Szent-Györgyi tilldelades Nobelpriset 1937 för sina upptäckter kring den biologiska förbränningsprocessen, medan Krebs mottog Nobelpriset 1953 för upptäckten av citronsyracykeln.

Funktion

Citronsyracykeln hanterar föreningar som donerar protoner och elektroner till elektrontransportkedjan, enligt "Citric Acid (Krebs) Cycle" vid CCBCMD.edu. Elektrontransportkedjan genererar i sin tur ATP genom processen oxidativ fosforylering. Dessutom producerar Krebs cykeln två ATP direkt via substratfosforylering. Genom att leverera viktiga prekursorer till ämnesomsättningen spelar citronsyracykeln även en central roll i kolets flöde genom cellen. Totalt består cykeln av åtta distinkta steg, varav vart och ett katalyseras av ett eget specifikt enzym.

De åtta stegen i citronsyracykeln

1. Steg 1: Koenzym A överför sin tvåkoliga acetylgrupp till fyra-kol-föreningen oxaloacetat. Detta resulterar i citrat, en molekyl med sex kolatomer.
2. Steg 2: Citratet ordnas om till isocitrat, en isomerisk form av samma molekyl.
3. Steg 3: Isocitratet oxideras och en koldioxidmolekyl avlägsnas. Detta ger upphov till en fem-kol-molekyl som kallas alfa-ketoglutarat.
4. Steg 4: Alfa-ketoglutaratet oxideras, ytterligare en koldioxidmolekyl avlägsnas och koenzym A tillsätts för att bilda succinyl-CoA, en förening med fyra kolatomer.
5. Steg 5: Koenzym A avlägsnas från succinyl-CoA, vilket producerar succinat. Energi frigörs och används för att bilda GTP (guanosintrifosfat) och i nästa led ATP.
6. Steg 6: Succinat oxideras till fumarat.
7. Steg 7: Vatten tillsätts till fumaratet, vilket bildar malat.
8. Steg 8: Malat oxideras till oxaloacetat – citronsyracykelns begynnelseförening – varpå cykeln kan påbörjas om igen.