Krebs-Zyklus? Nicht so schlimm

Willkommen zum zweiten Artikel über den Krebs-Zyklus, der sich an Studenten richtet. Bei Gentaur ist es uns wichtig, neben dem Verkauf von Diagnoseprodukten auch andere zu unterrichten. Die Artikel werden sich hauptsächlich mit biochemischen Themen befassen. Es ist möglich, dass später auch Texte zu anderen Themen erscheinen. Gemeinsam werden wir entdecken, dass Biochemie nicht so beängstigend ist, wie es scheint.

Dieser Zyklus ist der letzte Weg, in dem Kohlenhydrate, Aminosäuren und Fettsäurederivate oxidiert werden, wodurch ihre Kohlenstoffskelette in Kohlendioxid umgewandelt werden. Dieser Oxidationsprozess liefert Energie für die Produktion von ATP. Dieser Zyklus ist ein aerober Weg, da Sauerstoff in diesem Prozess als letzter Elektronenakzeptor notwendig ist. Dieser Zyklus findet in den Mitochondrien neben der Elektronentransportkette statt. Dieser Zyklus liefert auch Substanzen für andere Stoffwechselreaktionen, z. B. Glukoseproduktion, Aminosäuresynthese und Hämsynthese. Er ist auch eine Quelle von NADH und FADH2 für die Atmungskette.

Die Hauptquelle dieser Verbindung ist die oxidative Decarboxylierung von Pyruvat, die durch den Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex katalysiert wird. Er besteht aus drei Enzymen: Pyruvat-Decarboxylase, Dihydrolipoat-Acetyltransferase und Dihydrolipoat-Dehydrogenase. Pyruvat wird mithilfe des Pyruvattransporters vom Zytosol in die mitochondriale Matrix transportiert. In der Matrix wandelt der Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex Pyruvat in Acetyl-CoA um.

Die Synthese dieser Verbindung beinhaltet die irreversible Kondensation von Acetyl-CoA mit Oxalacetat. Diese Reaktion wird durch Citratsynthase katalysiert. Diese Reaktion ist durch eine sehr negative Änderung der Standard-Freienergie gekennzeichnet.

Anschließend wird im Krebs-Zyklus Citrat durch Übertragung der Hydroxylgruppe zu Isocitrat isomerisiert. Die Reaktion wird durch Aconitase – Aconitanhydratase – katalysiert.

Diese Reaktion wird durch Isocitrat-Dehydrogenase katalysiert. Bei dieser Reaktion entsteht α-Ketoglutarat. Außerdem werden bei dieser Reaktion das erste der drei im Zyklus produzierten NADH-Moleküle und das erste Kohlendioxid-Molekül produziert.

Dies ist ein irreversibler Prozess, der durch den α-Ketoglutarat-Dehydrogenase-Komplex katalysiert wird. Diese Reaktion erzeugt Succinyl-CoA. Diese Reaktion erzeugt auch ein zweites Molekül NADH und Kohlendioxid. Zur Durchführung dieser Reaktion werden Coenzyme wie TPP, Liponsäure, FAD, NAD+ und CoA benötigt. Diese Reaktion kann mit der Reaktion zur Herstellung von Acetyl-CoA verglichen werden.

Diese Reaktion wird durch Thiokinasesuccinat katalysiert. Es bricht die hochenergetische Thioesterbindung in Succinyl-CoA. Während dieser Reaktion findet auch die Phosphorylierung von Guanosindiphosphat (GDP) zu Guanosintriphosphat (GTP) statt. Diese Reaktion erzeugt Succinat.

Das Succinat wird dann zu Fumarat oxidiert. Diese Reaktion wird durch Succinatdehydrogenase katalysiert. Während dieser Reaktion wird das FAD-Coenzym zu FADH2 reduziert.

Die Hydratationsreaktion von Fumarat ist leicht reversibel. Sie wird durch Fumarase – Fumarathydratase – katalysiert. Bei dieser Reaktion entsteht Malat.

Während der letzten Reaktion des Krebs-Zyklus wird Malat zu Oxalacetat oxidiert. Die Reaktion wird durch Malatdehydrogenase katalysiert. Während dieser Reaktion wird ein drittes Molekül NADH produziert.