Úvod do Krebsova cyklu

Schéma Krebsova cyklu

Krebsův cyklus (citrátový cyklus, cyklus kyseliny citronové) je metabolická dráha lokalizovaná v matrix mitochondrií. Probíhá téměř ve všech buňkách organismu – kromě erytrocytů, které mitochondrie postrádají. Pro hladký průběh Krebsova cyklu jsou potřebné aerobní podmínky.

 Podrobnější informace naleznete na stránce Regulace Krebsova cyklu.

Buňky trpící nedostatkem kyslíku mají omezenou rychlost. Krebsův cyklus je srdcem energetického metabolismu buňky – napojují se na něj všechny dráhy energetického metabolismu. Například dýchací řetězec, glukoneogeneze, transaminace a deaminace aminokyselin či lipogeneze. Proto se nedá určit, zda se jedná o anabolickou či katabolickou dráhu. Proto ji nazýváme amfibolická dráha.

 Podrobnější informace naleznete na stránce Přehled energetického metabolismu .

Funkce Krebsova cyklu

Oxidace acetylových zbytků (dodávaných ve formě acetyl−CoA)

Oxidace acetylových zbytků (CH₃-CO−) až na konečný CO₂. Reakce je zdrojem redukčních ekvivalentů (H⁺), které jsou přeneseny na kofaktory NAD⁺ či FAD za vzniku redukovaných forem:

• NADH + H⁺,
• FADH₂.

Redukované kofaktory sytí dýchací řetězec, kde se regenerují – reoxidují, a představují tedy vzájemné propojení Krebsova cyklu a dýchacího řetězce. Krebsův cyklus je hlavním dodavatelem redukovaných kofaktorů pro dýchací řetězec, a proto i významným zdrojem ATP pro buňku. V samotném Krebsově cyklu však vzniká přímo jen jedno GTP na jednu jeho „otočku”.

Vyústění mnoha katabolických drah do Krebsova cyklu

Mnoho katabolických drah produkuje meziprodukty Krebsova cyklu či metabolity, jako je pyruvát a acetyl−CoA. Ty mohou být oxidovány na CO₂, ale i využity jako substráty pro syntézu jiných látek.

Dodávaní prekurzorů do anabolických drah

Například glukoneogeneze, biosyntéza tetrapyrrolů (hemu), tvorba aminokyselin (např. glutamátu, současně i nejhojnějšího excitačního neurotransmiteru v mozku) či dodávka acetyl−CoA do syntézy mastných kyselin.

Účast na vylučování aminodusíku

Krebsův cyklus je úzce propojen s cyklem syntézy močoviny a s tvorbou glutamátu, což jsou dvě hlavní reakce sloužící k vyloučení dusíku pocházejícího z aminokyselin z těla.

Historická korelace: Krebsův cyklus nese jméno sira Hanse Adolfa Krebse (1900–1981), německého, později anglického lékaře a biochemika. Ten byl v roce 1953 oceněn Nobelovou cenou za fyziologii a medicínu „for his discovery of the citric acid cycle”. Cenu obdržel společně s německým, později americkým biochemikem Fritzem Albertem Lipmannem, jenž ji získal „for his discovery of co−enzyme A and its importance for intermediary metabolism”.