Citratzyklus und oxidative Decarboxylierung
Der Citratzyklus ist der zweite große Schritt beim Glucoseabbau nach der Glykolyse. Anders als die Glykolyse findet er in der Matrix der Mitochondrien statt und ist ein Kreislauf biochemischer Reaktionen.
Bevor der eigentliche Zyklus beginnt, durchläuft das Pyruvat (aus der Glykolyse) die oxidative Decarboxylierung. Dabei wird CO₂ abgespalten und es entsteht NADH+H⁺. Der verbleibende Acetylrest bindet an Coenzym A, wodurch Acetyl-CoA entsteht.
Der Citratzyklus einfach erklärt: Der C2-Körper Acetyl−CoA verbindet sich mit einem C4-Körper zu Citrat C6. Durch zweimalige CO₂-Abspaltung und Elektronenübertragungen entstehen mehrere NADH+H⁺. Am Ende wird der ursprüngliche C4-Körper (Oxalacetat) wiederhergestellt, sodass der Zyklus erneut beginnen kann.
Die Citratzyklus-Bilanz pro Acetyl-CoA-Molekül umfasst: 3 NADH+H⁺, 1 FADH₂, 1 GTP (≈ 1 ATP) und 2 CO₂. Zusammen mit der oxidativen Decarboxylierung entstehen pro Pyruvatmolekül 4 NADH+H⁺, 1 FADH₂ und 1 ATP.
🔄 Wichtig zu wissen: Der Citratzyklus hat zwei Hauptziele: Die Kohlenstoffatome des Acetyl-CoA in CO₂ umzuwandeln und die Wasserstoffatome auf Coenzyme zu übertragen. Diese energiereichen Verbindungen werden in der Atmungskette zur ATP-Synthese genutzt.
Die gesamte Energiebilanz von Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette kann theoretisch bis zu 32-38 ATP pro Glucosemolekül erreichen, wobei die tatsächliche Ausbeute etwas niedriger liegt.