De Krebs-cyclus, ook bekend als de citroenzuurcyclus of tricarboxylzuurcyclus (TCA-cyclus), is een centrale metabole route in de cellulaire ademhaling. Het speelt een cruciale rol bij de energieproductie door acetyl-CoA, afkomstig van koolhydraten, vetten en eiwitten, te oxideren tot koolstofdioxide (CO₂) en hoogenergetische moleculen zoals NADH en FADH₂. Dit proces vindt plaats in de mitochondriale matrix van eukaryotische cellen en het cytoplasma van prokaryotische cellen.
Overzicht
- Locatie: Mitochondriale matrix (eukaryoten) en cytoplasma (prokaryoten).
- Functie: Oxidatie van acetyl-CoA om ATP, NADH, FADH₂ en CO₂ te produceren.
- Belang: Dient als een knooppunt voor metabolisme, dat koolhydraat-, vet- en eiwitkatabolisme verbindt.
Stappen van de Krebs-cyclus
De cyclus bestaat uit acht enzymatische stappen:
- Vorming van citraat: Acetyl-CoA (2 koolstoffen) combineert met oxaalacetaat (4 koolstoffen) om citraat (6 koolstoffen) te vormen, gekatalyseerd door citraatsynthase.
- Isomerisatie: Citraat wordt omgezet in isocitraat door aconitase.
- Decarboxylatie: Isocitraat wordt geoxideerd tot α-ketoglutaraat (5 koolstoffen), waarbij CO₂ vrijkomt en NAD⁺ wordt gereduceerd tot NADH.
- Tweede decarboxylatie: α-ketoglutaraat wordt omgezet in succinyl-CoA (4 koolstoffen), waarbij nog een CO₂ vrijkomt en NADH wordt geproduceerd.
- ATP/GTP-vorming: Succinyl-CoA wordt omgezet in succinaat, waarbij een ATP of GTP wordt gegenereerd via substraatniveau-fosforylering.
- Oxidatie: Succinaat wordt geoxideerd tot fumaraat, waarbij FADH₂ wordt geproduceerd.
- Hydratatie: Fumaraat ondergaat hydratatie om malaat te vormen.
- Regeneratie van oxaalacetaat: Malaat wordt geoxideerd tot oxaalacetaat, waarbij NADH wordt geproduceerd.
