Citratzyklus und oxidative Decarboxylierung

Der Citratzyklus, auch als Krebs-Zyklus bekannt, ist der zweite wichtige Schritt beim Glucoseabbau. Er spielt eine entscheidende Rolle im Stoffwechsel aerober Zellen und dient dem oxidativen Abbau organischer Stoffe zur Energiegewinnung.

Definition: Der Citratzyklus ist ein Kreislauf biochemischer Reaktionen, der eine zentrale Rolle im aeroben Stoffwechsel spielt.

Der Citratzyklus findet in der Matrix der Mitochondrien statt. Bevor der eigentliche Zyklus beginnt, durchläuft das aus der Glykolyse stammende Pyruvat einen Prozess namens oxidative Decarboxylierung:

1. Pyruvat wird zu Acetat decarboxyliert, wobei CO₂ abgespalten wird.
2. Elektronen und Protonen werden auf NAD+ übertragen, wodurch NADH+H+ entsteht.
3. Der Acetylrest wird an Coenzym A gebunden, wodurch Acetyl-CoA entsteht.

Der eigentliche Citratzyklus umfasst folgende Hauptschritte:

1. Bildung von Citrat durch Verbindung des C2-Körpers (aktivierte Essigsäure) mit einem C4-Körper.
2. Zweimalige Abspaltung von CO2, wobei Elektronen und Protonen übertragen werden (NADH+H+ Bildung).
3. Abspaltung des Coenzyms und Phosphorylierung von GDP zu GTP.
4. Gewinnung von FADH2 durch Wasserübertragung.
5. Umwandlung des Substrats in Oxalacetat durch weitere Elektronen- und Protonenübertragungen.

Highlight: Die Hauptziele des Citratzyklus sind die Umwandlung der C-Atome des Acetyl-CoA in CO2 und die Übertragung der H-Atome auf Coenzyme zur Energiegewinnung.

Die Bilanz oxidative Decarboxylierung und Citratzyklus ist entscheidend für die Gesamtenergieausbeute der Zellatmung. Durch die effiziente Nutzung der Substrate und die Produktion von Reduktionsäquivalenten (NADH, FADH2) wird die Grundlage für die anschließende Atmungskette gelegt.

Vocabulary: Reduktionsäquivalente sind Moleküle, die Elektronen für die Atmungskette bereitstellen.

Der Citratzyklus ist ein Beispiel für die komplexe und effiziente Energiegewinnung in aeroben Organismen und verdeutlicht die Bedeutung des Glukosestoffwechsels einfach erklärt für das Verständnis zellulärer Energieproduktion.