Cyklus kyseliny citronové je součástí metabolického procesu nazývaného aerobní dýchání. Aerobní dýchání se vyskytuje v buňkách všech živých organismů, od rostlin až po člověka. Při aerobní respiraci vytvářejí molekuly pyruvátu pocházející z glukózy energii pro buňku v rámci cyklu kyseliny citronové. Během období, kdy pyruvát strávil v cyklu kyseliny citronové, jsou jeho uhlíkové molekuly vyloučeny jako odpad.
Video dne
Aerobní dýchání
Aerobní dýchání je také známé jako aerobní metabolismus, oxidační metabolismus nebo buněčné dýchání. Jedná se o metabolický proces, kdy se chemické vazby rozpadají, aby se vytvořila energie ve formě adenosintrifosfátu nebo ATP. Tento proces je nazýván aerobní, protože se vyskytuje pouze tehdy, když je k dispozici dostatek kyslíku pro použití buňky. Sacharidová glukóza a kyslík produkují energii pro živou buňku.
Glykolýza
Prvním procesem buněčného dýchání je glykolýza, která se vyskytuje v cytoplazmě rostlinné nebo živočišné buňky. ATP rozkládá jednu molekulu glukózy na dvě molekuly pyruvátu se třemi uhlíky nebo CH3COCOO-. Glykolýza uvolňuje čtyři molekuly ATP uvolněním některé energie uložené v chemických vazbách glukózy. Zbývající energie z glukózy je ve dvou molekulách pyruvátu vytvořeného v glykolýzní reakci. V přítomnosti kyslíku molekuly pyruvátu podléhají aktivnímu transportu do mitochondrií, kde vstupují do cyklu kyseliny citronové.
Cyklus kyseliny citrónové
v mitochondriální matrici komplex pyruvát dehydrogenasy odstraňuje z karboxylové skupiny pyruvátu jednu molekulu uhlíku a dvě molekuly kyslíku. Tím vzniká jediná molekula oxidu uhličitého nebo CO2. Dvoukruhový fragment pyruvátu zůstává označován jako acetylová skupina (C2H3O). Komplex pyruvát dehydrogenázy katalyzuje připojení této acetylové skupiny k koenzymu A, čímž vzniká acetyl-CoA. Pro každou molekulu glukózy vstupují dvě molekuly acetyl-CoA do cyklu kyseliny citronové. Cyklus kyseliny citronové je také známý jako Krebsův cyklus nebo cyklus kyseliny trikarboxylové. Acetyl-CoA je velmi reaktivní a transferuje acetylovou skupinu na oxalacetát, který produkuje citrát - první meziprodukt v cyklu kyseliny citronové.
Pyruvátové uhlíky
Dvě uhlíky v acetyl-CoA reagují se čtyřmi atomy uhlíku v oxaloacetátu, čímž vzniká citrát, molekula se šesti uhlíky. V následných reakcích v rámci cyklu kyseliny citronové se vyrábí ATP a dva původní uhlíky pyruvátu se ztrácejí jako dvě molekuly odpadního CO2. Na konci cyklu zůstává pouze oxyalacetát se čtyřmi atomy uhlíku. Během aerobního dýchání jsou tři atomy uhlíku z molekul pyruvátu vydechovány z organismu jako odpadní oxid uhličitý.
