Cykl kwasu cytrynowego, cykl kwasów trikarboksylowych (TCA) lub cykl Krebsa to cykliczny szereg reakcji biochemicznych. Stanowi końcowy etap metabolizmu aerobów, czyli organizmów oddychających tlenem. Mechanizm cyklu zbadał w latach 30. XX wieku sir Hans Krebs, a kluczowe elementy cyklu przedstawił w 1937, za co został nagrodzony w 1953 Nagrodą Nobla.
Cykl kwasu cytrynowego przebiega w macierzy (matrix) mitochondrialnej eukariontów i w cytoplazmie prokariontów. Substratem cyklu jest acetylokoenzym A (acetylo-CoA, czynny octan), który po połączeniu ze szczawiooctanem daje cytrynian (koenzym A odłącza się), a następnie w wyniku kolejnych reakcji izomeryzacji, dehydrogenacji, hydratacji, dehydratacji i dekarboksylacji zostaje utleniony do dwu cząsteczek dwutlenku węgla. Jednocześnie regeneruje się cząsteczka szczawiooctanu. W wyniku utleniania z jednej reszty octanu redukują się 3 cząsteczki NAD i jedna FAD, powstaje też cząsteczka guanozynotrifosforanu (GTP, równoważnik ATP), sumarycznie daje to 12 cząsteczek ATP zysku z jednej cząsteczki Acetylo-CoA.
Cykl kwasu cytrynowego
Typ reakcji |
||||
Kondensacja |
CoA SH + H+ |
|||
I. Cytrynian |
A. Akonitaza |
|
||
II. cis-Akonitan |
B. Akonitaza |
H2O |
|
|
III. Izocytrynian |
NAD+ |
NADH + H+ |
||
D. Dehydrogenaza izocytrynianowa |
H+ |
CO2 |
||
Dekarboksylacja oksydacyjna |
NAD+ + |
NADH + H+ |
||
VI. bursztynylo-CoA |
GTP + |
|||
VII. bursztynian |
Utlenianie |
FADH2 |
||
VIII. Fumaran |
H. Fumaraza |
Addycja (H2O) |
H2O |
|
IX. L-Jabłczan |
Utlenianie |
NAD+ |
NADH + H+ |
|
|
|
|
|