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Citrat-Zyklus

Der Citrat-Zyklus, auch als Krebs-Zyklus oder Tricarbonsäurezyklus bekannt, ist eine zentrale Stelle im Stoffwechsel fast aller aeroben Organismen, von Bakterien bis zu höheren Tieren und Menschen. Hier wird die im Kohlenhydrat-, Fett- und Eiweißstoffwechsel bereitgestellte organische Substanz vollständig oxidiert, also "verbrannt". Der Zyklus vollzieht sich in der Mitochondrienmatrix, einer Kompartimentierung innerhalb der Mitochondrien.

Der Zyklus beginnt mit der Kondensation von Acetyl-CoA mit Oxalacetat zu Citrat durch das Enzym Citrat-Synthase. Citrat wird dann zu Iso-Citrat durch das Enzym Aconitase isomerisiert.

Im nächsten Schritt wird Iso-Citrat zu alpha-Ketoglutarat durch das Enzym Iso-Citrat-Dehydrogenase dehydriert und decarboxyliert. In diesem Prozess wird ein Molekül NAD+ zu NADH reduziert.

Alpha-Ketoglutarat wird durch das Enzym alpha-Ketoglutarat-Dehydrogenase zu Succinyl-CoA decarboxyliert und dehydriert. Dabei wird wiederum ein NAD+ Molekül zu NADH reduziert.

Succinyl-CoA wird dann durch das Enzym Succinyl-CoA-Synthetase zu Succinat umgewandelt, wobei ein Molekül GDP zu GTP phosphoryliert wird.

Daraufhin wird Succinat durch das Enzym Succinat-Dehydrogenase zu Fumarat dehydriert, wobei ein Molekül FAD zu FADH2 reduziert wird.

Das Fumarat wird durch das Enzym Fumarase zu Malat hydriert. Im letzten Schritt wird Malat durch das Enzym Malat-Dehydrogenase zu Oxalacetat dehydriert, wobei erneut ein NAD+ Molekül zu NADH reduziert wird.

Dieser Zyklus ist von immenser Bedeutung, da er eine Vielzahl von Reduktionsäquivalenten in Form von NADH und FADH2 produziert, die in der Atmungskette zur Erzeugung von ATP verwendet werden. Zudem liefert er Ausgangsstoffe für viele andere Stoffwechselwege und ist so ein zentraler Knotenpunkt des zellulären Stoffwechsels.

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