Citrátový cyklus (Krebsův cyklus, cyklus kyseliny citronové, cyklus trikarboxylových
kyselin) je jedním ze základních biochemických cyklů, který probíhá u aerobních
organismů, cyklus je lokalizován v mitochondriích
buňky (v kapalné výplni - matrix).
Citrátový cyklus má několik
funkcí:
·
je určen
k terminální oxidaci substrátu až na oxid uhličitý
·
je vedle beta-oxidace mastných kyselin hlavním dodavatelem
aktivovaných atomů vodíku do dýchacího řetězce (více než polovina atomů vodíku pochází
ze 3 molekul vody, které do cyklu postupně vstupují)
·
je poolem (zásobárnou)
meziproduktů pro další metabolické dráhy
Výchozí látkou je
acetylkoenzym A (acetyl-CoA), který do cyklu vstupuje jako metabolit sacharidů
(z pyruvátu vznikajícího glykolýzou) a lipidů (z beta-oxidace mastných kyselin).
Sumární rovnice citrátového
cyklu je:
CH3CO-SCoA + 3 H2O
→ 2 CO2 + 8 [H]
Oxid uhličitý se uvolňuje
dekarboxylacemi bez podstatné změny energie, zdrojem energie jsou atomy vodíku
vstupující do dýchacího řetězce.
Odbourávání acetyl-CoA
probíhá stupňovitě, citrátový cyklus je řetězcem na sebe navazujících různých
chemických reakcí. Citrátový cyklus je také napojen na řadu dalších
metabolických drah - je nazýván křižovatkou anabolických a katabolických dějů
aerobního metabolismu.
Schéma: Citrátový cyklus
Regulace citrátového
cyklu:
Regulace probíhá účinkem 2
allosterických enzymů - citrátsyntázy a izocitrátdehydrogenázy. Oba enzymy jsou
allostericky inhibovány NADH a ATP (naopak aktivovány NAD+ a ADP).
Energetická bilance
cyklu:
Vytvoří se 3 NADH+H+
a 1 FADH2, prostřednictvím dýchacího řetězce z nich lze získat
(oxidační fosforylací) 11 ATP (3 x 3 + 1 x 2). Dále se vytvoří 1 molekula GTP,
tj. degradací každého C2-zbytku se uvolní energie odpovídající 12
ATP.
Literatura
·
Z.Vodrážka: Biochemie.
Academia, Praha 1992.
·
Karlson, Gerok, Gross: Pathobiochemie.
Academia, Praha 1987.
Další informace
ENC: Dědičné poruchy metabolismu
Karolína Pešková, Antonín Jabor