Warum wird der Zitronensäurezyklus als Zyklus bezeichnet?

Der Zitronensäurezyklus beginnt mit der Akzeptanz von Acetyl-CoA durch Oxalacetat, und am Ende des Zyklus wird Oxalacetat regeneriert. Daher wird der Zitronensäurezyklus als Zyklus betrachtet.

Der Zitronensäurezyklus ist Teil der chemischen Reaktionen, die an der aeroben Atmung von Organismen beteiligt sind. Die aerobe Atmung ist für den Abbau von Nahrungsmitteln verantwortlich, wobei Sauerstoff zur Energiegewinnung in Form von ATP verwendet wird. Ferner ist Acetyl-CoA das Endprodukt der oxidativen Decarboxylierung von Pyruvat, das während der Glykolyse erzeugt wird.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Zitronensäurezyklus?
     - Definition, Mechanismus
2. Warum wird der Zitronensäurezyklus als Zyklus bezeichnet?
     - Regeneration von Oxaloacetat

Schlüsselbegriffe: Acetyl-CoA, aerobe Atmung, Zitronensäurezyklus, Glykolyse, Oxaloacetat

Was ist Zitronensäurezyklus?

Der Zitronensäurezyklus ist die zweite Stufe der aeroben Atmung lebender Organismen. Es ist auch bekannt als Krebs Zyklus und Tricarbonsäurezyklus (TCA-Zyklus). Pyruvat ist das Endprodukt der Glykolyse, dem ersten Schritt der aeroben Atmung. Das Pyruvat wird oxidativ decarboxyliert, wo es sich in Acetyl-CoA umwandelt. Das Acetyl-CoA zerfällt während des Zitronensäurezyklus vollständig in Kohlendioxid und Wasser.

Während des Zitronensäurezyklus verbindet sich der Acetylteil des Acetyl-CoA mit einem Oxalacetatmolekül, um ein Citratmolekül zu bilden, das ein Molekül mit sechs Kohlenstoffatomen ist. Dann wird Citrat in einer Reihe von Schritten oxidiert, wobei zwei Kohlendioxidmoleküle daraus freigesetzt werden. Zunächst wird die Zitronensäure in Isocitrat umgewandelt und durch Reduktion eines NAD zu α-Ketoglutarat oxidiert⁺ Molekül. Das α-Ketoglutarat wird erneut zu Succinyl-CoA oxidiert. Das Succinyl-CoA nimmt eine Hydroxylgruppe aus Wasser an und bildet Succinat. Das Succinat wird durch FAD zu Fumarat oxidiert. Die Zugabe von Wassermolekülen zum Fumarat führt zu Malat. Das Malat wird dann durch NAD wieder zu Oxaloacetat oxidiert⁺. Die Gesamtreaktionen des Zitronensäurezyklus ergeben sechs NADH, zwei FADH₂, und zwei ATP / GTP-Moleküle pro Glukosemolekül. 

Abbildung 1: Zitronensäurezyklus

Warum wird der Zitronensäurezyklus als Zyklus bezeichnet?

Die erste Reaktion des Zitronensäurezyklus ist die Kombination von Acetyl-CoA mit dem Oxalacetat. Acetyl-CoA stammt aus der oxidativen Decarboxylierung von Pyruvat, das bei der Glykolyse entsteht. Am Ende der Reaktionsreihe des Zitronensäurezyklus wird Acetyl-CoA vollständig in Kohlendioxid und Wasser gespalten. Oxaloacetat wird regeneriert. Es kann dann an ein anderes Acetyl-CoA-Molekül binden. Da die Ausgangsverbindung am Ende der Reaktionsserie regeneriert wird, wird der Zitronensäurezyklus als Zyklus betrachtet.

Fazit

Die Ausgangsverbindung der Reihe chemischer Reaktionen im Zitronensäurezyklus ist Oxalacetat. Es wird am Ende der Reaktionsserie regeneriert. Daher wird der Zitronensäurezyklus als Zyklus betrachtet. Oxaloacetat bindet an das am Ende des Zitronensäurezyklus gebildete Acetyl-CoA. Acetyl-CoA wird am Ende des Zitronensäurezyklus vollständig in Kohlendioxid und Wasser gespalten.

Referenz:

1. "Der Zitronensäurezyklus." Khan Akademie, Hier verfügbar

Bildhöflichkeit: 

1. “Zitronensäurezyklus noi” Von Narayanese (Diskussion) - Modifizierte Version von Image: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia