De Krebs-cyclus of citroenzuurcyclus is een van de metabolische stappen van aërobe celademhaling die optreedt in de mitochondriale matrix van dierlijke cellen.
Onthoud dat celademhaling uit 3 fasen bestaat:
- Glycolyse - proces waarbij glucose in kleinere delen wordt afgebroken, met de vorming van pyruvaat of pyrodruivenzuur, waaruit Acetyl-CoA zal ontstaan.
- Citroenzuurcyclus - Acetyl-CoA wordt geoxideerd tot CO2.
- ademhalingsketen - productie van het grootste deel van de energie, met de overdracht van elektronen uit waterstofatomen, die werden verwijderd uit de stoffen die deelnamen aan de vorige stappen.
Rollen en belang
De complexe Krebs-cyclus heeft verschillende functies die bijdragen aan het celmetabolisme.
De functie van de Krebs-cyclus is het bevorderen van de afbraak van eindproducten door het metabolisme van koolhydraten, lipiden en verschillende aminozuren. Deze stoffen worden omgezet in acetyl-CoA, waarbij CO. vrijkomt2 en H2O- en ATP-synthese.
Zo voert het de energieproductie voor de cel.
Bovendien worden tussen de verschillende stadia van de Krebs-cyclus geproduceerd tussenproducten die als voorlopers in de Krebs-cyclus worden gebruikt. biosynthese van aminozuren en andere biomoleculen.
Via de Krebs-cyclus wordt energie van biologische voedselmoleculen overgebracht naar energiedragende moleculen, zoals ATP, om te worden gebruikt in cellulaire activiteiten.
Krebs-cyclusreacties
De Krebs-cyclus komt overeen met een opeenvolging van acht oxidatieve reacties, dat wil zeggen, die welke zuurstof nodig hebben.
Elk van de reacties is afhankelijk van de deelname van enzymen die in mitochondriën worden gevonden. Enzymen zijn verantwoordelijk voor het katalyseren (versnellen) van de reacties.
Krebs-cyclusfasen
Oxidatieve decarboxylatie van pyruvaat
Glucose (C6H12O6) van de afbraak van koolhydraten zal worden omgezet in twee moleculen pyrodruivenzuur of pyruvaat (C3H4O3). Glucose wordt afgebroken door Glycolyse, en is een van de belangrijkste bronnen van Acetyl-CoA.
De oxidatieve decarboxylering van pyruvaat initieert de Krebs-cyclus. Het komt overeen met de verwijdering van een CO2 van pyruvaat, waardoor de acetylgroep wordt gegenereerd die bindt aan co-enzym A (CoA) en Acetyl-CoA vormt.
Oxidatieve decarboxylatie van pyruvaat om Acetyl-CoA. te vormen
Merk op dat deze reactie NADH produceert, een energiedragend molecuul.
Krebs-cyclusreacties
Met de vorming van acetyl-CoA begint de Krebs-cyclus, in de matrix van mitochondriën. Het zal een cellulaire oxidatieketen integreren, dat wil zeggen een opeenvolging van reacties om de koolstoffen te oxideren en ze om te zetten in CO2.
Krebs-cyclusfasen
Gebaseerd op het beeld van de Krebs-cyclus, volg de stap voor stap van elke reactie:
Stappen (1 - 2) → Het enzym citraatsynthetase katalyseert de groepsoverdrachtsreactie acetyl, van acetyl-CoA, voor de oxaalazijnzuur of oxaalacetaat het vormen van de Citroenzuur of citraat en het vrijgeven van co-enzym A. De naam van de cyclus houdt verband met de vorming van citroenzuur en de verschillende reacties die plaatsvinden.
Stappen (3 - 5) → Er treden oxidatie- en decarboxyleringsreacties op die aanleiding geven tot: ketoglutaarzuur of ketoglutaraat. CO komt vrij2 en vorm NADH+ + H+.
Stappen (6 - 7) → Vervolgens ondergaat het ketoglutaarzuur een oxidatieve decarboxyleringsreactie, gekatalyseerd door een enzymatisch complex dat CoA en NAD omvat+. Deze reacties zullen ontstaan barnsteenzuur, NADH+ en een molecuul van GTP, die vervolgens hun energie overdragen aan een ADP-molecuul en zo ATP produceren.
Stap (8) → Barnsteenzuur of succinaat wordt geoxideerd tot fumaarzuur of fumaraat, waarvan het co-enzym FAD is. Dus het zal zich vormen FADH2, een ander energiedragend molecuul.
Stappen (9 -10) → Fumaarzuur wordt gehydrateerd en vormt de appelzuur of malaat. Ten slotte zal appelzuur oxidatie ondergaan waarbij oxaalazijnzuur wordt gevormd, waardoor de cyclus opnieuw wordt gestart.
Lees ook:
- Cellulaire ademhaling
- Metabolisme
- celmetabolisme
- energiemetabolisme
Bekijk voor meer informatie ook de onderstaande video:
