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Der Citratzyklus

Neben den katabolen Reaktionen zur Energiegewinnung sind die Substrate des Citratzyklus sehr wichtig für Aufbaureaktionen. So wird Succinyl-CoA z.B. für den Aufbau des Blutfarbstoffs Hämoglobin benötigt, Oxalacetat ist ein Baustein für Aminosäuren oder der Pyrimidinbasen der DNA.

Pyruvat bzw. Acetyl-CoA-Moleküle können nicht nur aus Kohlenhydraten (Glukose), sondern auch aus dem Abbau von Aminosäuren (Proteine) oder Fettsäuren (Fettsäureoxidation) gewonnen werden.

Merke

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Der Citratzyklus wird auch Krebszyklus, nach seinem Entdecker Adolf Krebs, oder Tricarbonsäurezyklus genannt.

Citratzyklus = Krebszyklus = Tricarbonsäurezyklus

Im Citratzyklus werden alle durch die Glukose eingebrachten Kohlenstoffatome in Form von CO2 ausgeschieden. Gleichzeitig werden in diesem zyklischen Abbauweg Oxidationsreaktionen durchgeführt, in denen die Redoxäquivalente NADH+H+ und FADH2 gebildet werden. Darüber hinaus wird direkt Energie in Form von GTP erzeugt.

Bilanz des Citratzyklus (bezogen auf 1 Mol Glukose)

  • 6 Mol NADH+H+
  • 2 Mol GTP
  • 2 Mol FADH2
  • 4 Mol CO2
Die wichtigsten Vorgänge im Citratzyklus.
Die wichtigsten Vorgänge im Citratzyklus.

(1) Acetyl-CoA und Oxalacetat fusionieren zum C6-Körper Citrat, nach dem der Zyklus benannt ist. Schritt 3 + 4 sind oxidative Decarboxylierungen. CO2 wird freigesetzt, es entsteht jeweils das Redoxäquivalent NADH+H+. Diese Reaktionen sind vergleichbar mit der oxidativen Decarboxylierung von Pyruvat zu Acetyl-CoA; Schritt 4 des Citratzyklus ist mehr oder weniger identisch mit der Reaktion der Pyruvat-Decarboxylase. Succinyl-CoA ist eine energiereiche Verbindung. Die Energie des Thioesters (5) kann direkt als GTP gewonnen werden. GTP ist direkt und ohne Energieverlust in die universelle Energiewährung ATP umwandelbar. Das Produkt dieser Reaktion, Succinat, ist ein C4-Körper, genau wie Oxalacetat, das Sie bereits als Akzeptor des Acetyl-CoA kennen. Im Zuge der Regenerierung, die den Zyklus schließt, finden nochmals Oxidationsreaktionen statt. Es werden erneut NADH+H+(8) und FADH2 (6) gewonnen.

Citratzyklus zusammengefasst:


Lokalisation: Mitochondrien-Matrix

Im Citratzyklus werden Redoxäquivalente und GTP erzeugt. Beides kann in ATP, also in Energie, umgewandelt werden.
Energiebilanz: 6 Mol NADH+H+ + 2 Mol GTP + 2 Mol FADH2+ 4 Mol CO2

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