Ciclul Krebs: O cale metabolică centrală în respirația celulară

Ciclul Krebs, denumit și ciclul acidului citric sau ciclul tricarboxilic (TCA), este o cale metabolică centrală în respirația celulară, care are loc în mitocondriile celulelor eucariote. Numele său provine de la chimistul german Hans Adolf Krebs, care a descoperit această cale metabolică crucială în 1937.

Denumirea de “ciclu” pentru ciclul Krebs este justificată de natura sa circulară. Această cale metabolică nu este o succesiune liniară de reacții, ci o serie de reacții interconectate, în care produsele finale ale unei reacții servesc drept substraturi pentru reacțiile ulterioare. Această natură ciclică este evidentă în faptul că oxaloacetatul, molecula de pornire a ciclului, este regenerat la sfârșitul ciclului, permițând continuarea procesului; În esență, ciclul Krebs este o “mașină moleculară” care transformă constant moleculele de combustibil în energie, regenerându-se în același timp pentru a continua procesul.

Denumirea de “ciclu” pentru ciclul Krebs este justificată de natura sa circulară. Această cale metabolică nu este o succesiune liniară de reacții, ci o serie de reacții interconectate, în care produsele finale ale unei reacții servesc drept substraturi pentru reacțiile ulterioare. Această natură ciclică este evidentă în faptul că oxaloacetatul, molecula de pornire a ciclului, este regenerat la sfârșitul ciclului, permițând continuarea procesului. În esență, ciclul Krebs este o “mașină moleculară” care transformă constant moleculele de combustibil în energie, regenerându-se în același timp pentru a continua procesul.

Ciclul Krebs este o cale metabolică centrală în respirația celulară, jucând un rol esențial în producerea de energie celulară. El este responsabil pentru oxidarea completă a moleculelor organice, cum ar fi glucoza, acizii grași și aminoacizii, eliberând electroni cu energie ridicată care sunt utilizați ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP, moneda energetică a celulei. În plus, ciclul Krebs furnizează intermediari metabolici esențiali pentru alte căi metabolice, cum ar fi gluconeogeneza, sinteza aminoacizilor și sinteza hemelor. Prin urmare, ciclul Krebs este o cale metabolică crucială care susține o gamă largă de funcții celulare.

Denumirea de “ciclu” pentru ciclul Krebs este justificată de natura sa circulară. Această cale metabolică nu este o succesiune liniară de reacții, ci o serie de reacții interconectate, în care produsele finale ale unei reacții servesc drept substraturi pentru reacțiile ulterioare. Această natură ciclică este evidentă în faptul că oxaloacetatul, molecula de pornire a ciclului, este regenerat la sfârșitul ciclului, permițând continuarea procesului. În esență, ciclul Krebs este o “mașină moleculară” care transformă constant moleculele de combustibil în energie, regenerându-se în același timp pentru a continua procesul.

Ciclul Krebs este o cale metabolică centrală în respirația celulară, jucând un rol esențial în producerea de energie celulară. El este responsabil pentru oxidarea completă a moleculelor organice, cum ar fi glucoza, acizii grași și aminoacizii, eliberând electroni cu energie ridicată care sunt utilizați ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP, moneda energetică a celulei. În plus, ciclul Krebs furnizează intermediari metabolici esențiali pentru alte căi metabolice, cum ar fi gluconeogeneza, sinteza aminoacizilor și sinteza hemelor. Prin urmare, ciclul Krebs este o cale metabolică crucială care susține o gamă largă de funcții celulare.

Ciclul Krebs este compus din opt etape principale, fiecare catalizată de o enzimă specifică.

Denumirea de “ciclu” pentru ciclul Krebs este justificată de natura sa circulară. Această cale metabolică nu este o succesiune liniară de reacții, ci o serie de reacții interconectate, în care produsele finale ale unei reacții servesc drept substraturi pentru reacțiile ulterioare. Această natură ciclică este evidentă în faptul că oxaloacetatul, molecula de pornire a ciclului, este regenerat la sfârșitul ciclului, permițând continuarea procesului. În esență, ciclul Krebs este o “mașină moleculară” care transformă constant moleculele de combustibil în energie, regenerându-se în același timp pentru a continua procesul.

Ciclul Krebs este o cale metabolică centrală în respirația celulară, jucând un rol esențial în producerea de energie celulară. El este responsabil pentru oxidarea completă a moleculelor organice, cum ar fi glucoza, acizii grași și aminoacizii, eliberând electroni cu energie ridicată care sunt utilizați ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP, moneda energetică a celulei. În plus, ciclul Krebs furnizează intermediari metabolici esențiali pentru alte căi metabolice, cum ar fi gluconeogeneza, sinteza aminoacizilor și sinteza hemelor. Prin urmare, ciclul Krebs este o cale metabolică crucială care susține o gamă largă de funcții celulare.

Ciclul Krebs este compus din opt etape principale, fiecare catalizată de o enzimă specifică.

Prima etapă a ciclului Krebs implică condensarea acetil-CoA, o moleculă cu două atomi de carbon, cu oxaloacetatul, o moleculă cu patru atomi de carbon, pentru a forma citratul, o moleculă cu șase atomi de carbon. Această reacție este catalizată de enzima citrat sintaza și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție este punctul de intrare al acetil-CoA în ciclul Krebs, reprezentând legătura crucială între glicoliză și ciclul Krebs. Această condensare este un proces esențial, deoarece permite ciclului Krebs să utilizeze acetil-CoA, derivat din degradarea glucozei, acizilor grași și aminoacizilor, pentru a genera energie. Reacția de condensare este o reacție exergonică, eliberând energie care este stocată sub formă de legături chimice în citrat.

Denumirea de “ciclu” pentru ciclul Krebs este justificată de natura sa circulară. Această cale metabolică nu este o succesiune liniară de reacții, ci o serie de reacții interconectate, în care produsele finale ale unei reacții servesc drept substraturi pentru reacțiile ulterioare. Această natură ciclică este evidentă în faptul că oxaloacetatul, molecula de pornire a ciclului, este regenerat la sfârșitul ciclului, permițând continuarea procesului. În esență, ciclul Krebs este o “mașină moleculară” care transformă constant moleculele de combustibil în energie, regenerându-se în același timp pentru a continua procesul.

Ciclul Krebs este o cale metabolică centrală în respirația celulară, jucând un rol esențial în producerea de energie celulară. El este responsabil pentru oxidarea completă a moleculelor organice, cum ar fi glucoza, acizii grași și aminoacizii, eliberând electroni cu energie ridicată care sunt utilizați ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP, moneda energetică a celulei. În plus, ciclul Krebs furnizează intermediari metabolici esențiali pentru alte căi metabolice, cum ar fi gluconeogeneza, sinteza aminoacizilor și sinteza hemelor. Prin urmare, ciclul Krebs este o cale metabolică crucială care susține o gamă largă de funcții celulare.

Ciclul Krebs este compus din opt etape principale, fiecare catalizată de o enzimă specifică.

Prima etapă a ciclului Krebs implică condensarea acetil-CoA, o moleculă cu două atomi de carbon, cu oxaloacetatul, o moleculă cu patru atomi de carbon, pentru a forma citratul, o moleculă cu șase atomi de carbon. Această reacție este catalizată de enzima citrat sintaza și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție este punctul de intrare al acetil-CoA în ciclul Krebs, reprezentând legătura crucială între glicoliză și ciclul Krebs. Această condensare este un proces esențial, deoarece permite ciclului Krebs să utilizeze acetil-CoA, derivat din degradarea glucozei, acizilor grași și aminoacizilor, pentru a genera energie. Reacția de condensare este o reacție exergonică, eliberând energie care este stocată sub formă de legături chimice în citrat.

În a doua etapă, citratul este izomerizat în izocitrat, o moleculă cu aceeași formulă chimică, dar cu o structură diferită. Această reacție este catalizată de enzima aconitază și este reversibilă. Izomerizarea citratului este esențială pentru a poziționa grupul carboxil necesar pentru următoarea reacție de oxidare. Reacția de izomerizare implică o serie de etape care implică o moleculă de apă și o moleculă de cis-aconitat, un intermediar instabil. Această etapă este un exemplu de reacție de rearanjare care pregătește molecula pentru următoarea oxidare.

Denumirea de “ciclu” pentru ciclul Krebs este justificată de natura sa circulară. Această cale metabolică nu este o succesiune liniară de reacții, ci o serie de reacții interconectate, în care produsele finale ale unei reacții servesc drept substraturi pentru reacțiile ulterioare. Această natură ciclică este evidentă în faptul că oxaloacetatul, molecula de pornire a ciclului, este regenerat la sfârșitul ciclului, permițând continuarea procesului. În esență, ciclul Krebs este o “mașină moleculară” care transformă constant moleculele de combustibil în energie, regenerându-se în același timp pentru a continua procesul.

Ciclul Krebs este o cale metabolică centrală în respirația celulară, jucând un rol esențial în producerea de energie celulară. El este responsabil pentru oxidarea completă a moleculelor organice, cum ar fi glucoza, acizii grași și aminoacizii, eliberând electroni cu energie ridicată care sunt utilizați ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP, moneda energetică a celulei. În plus, ciclul Krebs furnizează intermediari metabolici esențiali pentru alte căi metabolice, cum ar fi gluconeogeneza, sinteza aminoacizilor și sinteza hemelor. Prin urmare, ciclul Krebs este o cale metabolică crucială care susține o gamă largă de funcții celulare.

Ciclul Krebs este compus din opt etape principale, fiecare catalizată de o enzimă specifică.

Prima etapă a ciclului Krebs implică condensarea acetil-CoA, o moleculă cu două atomi de carbon, cu oxaloacetatul, o moleculă cu patru atomi de carbon, pentru a forma citratul, o moleculă cu șase atomi de carbon. Această reacție este catalizată de enzima citrat sintaza și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție este punctul de intrare al acetil-CoA în ciclul Krebs, reprezentând legătura crucială între glicoliză și ciclul Krebs. Această condensare este un proces esențial, deoarece permite ciclului Krebs să utilizeze acetil-CoA, derivat din degradarea glucozei, acizilor grași și aminoacizilor, pentru a genera energie. Reacția de condensare este o reacție exergonică, eliberând energie care este stocată sub formă de legături chimice în citrat.

În a doua etapă, citratul este izomerizat în izocitrat, o moleculă cu aceeași formulă chimică, dar cu o structură diferită. Această reacție este catalizată de enzima aconitază și este reversibilă. Izomerizarea citratului este esențială pentru a poziționa grupul carboxil necesar pentru următoarea reacție de oxidare. Reacția de izomerizare implică o serie de etape care implică o moleculă de apă și o moleculă de cis-aconitat, un intermediar instabil. Această etapă este un exemplu de reacție de rearanjare care pregătește molecula pentru următoarea oxidare.

Oxidarea izocitratului este o reacție esențială în ciclul Krebs, deoarece generează prima moleculă de NADH și prima moleculă de CO₂. Reacția este catalizată de enzima izocitrat dehidrogenază și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție implică o decarboxilare oxidativă, în care un atom de carbon este îndepărtat sub formă de CO₂, iar o moleculă de NAD⁺ este redusă la NADH. NADH este un purtător de electroni cu energie ridicată, care va fi utilizat ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP. Izocitratul este oxidat la α-cetoglutarat, o moleculă cu cinci atomi de carbon. Această reacție este o reacție exergonică, eliberând energie care este utilizată pentru a reduce NAD⁺ la NADH.

Denumirea de “ciclu” pentru ciclul Krebs este justificată de natura sa circulară. Această cale metabolică nu este o succesiune liniară de reacții, ci o serie de reacții interconectate, în care produsele finale ale unei reacții servesc drept substraturi pentru reacțiile ulterioare. Această natură ciclică este evidentă în faptul că oxaloacetatul, molecula de pornire a ciclului, este regenerat la sfârșitul ciclului, permițând continuarea procesului. În esență, ciclul Krebs este o “mașină moleculară” care transformă constant moleculele de combustibil în energie, regenerându-se în același timp pentru a continua procesul.

Ciclul Krebs este o cale metabolică centrală în respirația celulară, jucând un rol esențial în producerea de energie celulară; El este responsabil pentru oxidarea completă a moleculelor organice, cum ar fi glucoza, acizii grași și aminoacizii, eliberând electroni cu energie ridicată care sunt utilizați ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP, moneda energetică a celulei. În plus, ciclul Krebs furnizează intermediari metabolici esențiali pentru alte căi metabolice, cum ar fi gluconeogeneza, sinteza aminoacizilor și sinteza hemelor. Prin urmare, ciclul Krebs este o cale metabolică crucială care susține o gamă largă de funcții celulare.

Ciclul Krebs este compus din opt etape principale, fiecare catalizată de o enzimă specifică.

Prima etapă a ciclului Krebs implică condensarea acetil-CoA, o moleculă cu două atomi de carbon, cu oxaloacetatul, o moleculă cu patru atomi de carbon, pentru a forma citratul, o moleculă cu șase atomi de carbon. Această reacție este catalizată de enzima citrat sintaza și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție este punctul de intrare al acetil-CoA în ciclul Krebs, reprezentând legătura crucială între glicoliză și ciclul Krebs. Această condensare este un proces esențial, deoarece permite ciclului Krebs să utilizeze acetil-CoA, derivat din degradarea glucozei, acizilor grași și aminoacizilor, pentru a genera energie. Reacția de condensare este o reacție exergonică, eliberând energie care este stocată sub formă de legături chimice în citrat.

În a doua etapă, citratul este izomerizat în izocitrat, o moleculă cu aceeași formulă chimică, dar cu o structură diferită. Această reacție este catalizată de enzima aconitază și este reversibilă. Izomerizarea citratului este esențială pentru a poziționa grupul carboxil necesar pentru următoarea reacție de oxidare. Reacția de izomerizare implică o serie de etape care implică o moleculă de apă și o moleculă de cis-aconitat, un intermediar instabil. Această etapă este un exemplu de reacție de rearanjare care pregătește molecula pentru următoarea oxidare.

Oxidarea izocitratului este o reacție esențială în ciclul Krebs, deoarece generează prima moleculă de NADH și prima moleculă de CO₂. Reacția este catalizată de enzima izocitrat dehidrogenază și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție implică o decarboxilare oxidativă, în care un atom de carbon este îndepărtat sub formă de CO₂, iar o moleculă de NAD⁺ este redusă la NADH. NADH este un purtător de electroni cu energie ridicată, care va fi utilizat ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP. Izocitratul este oxidat la α-cetoglutarat, o moleculă cu cinci atomi de carbon. Această reacție este o reacție exergonică, eliberând energie care este utilizată pentru a reduce NAD⁺ la NADH.

A patra etapă a ciclului Krebs implică decarboxilarea oxidativă a α-cetoglutaratului, o moleculă cu cinci atomi de carbon, pentru a forma succinil-CoA, o moleculă cu patru atomi de carbon. Această reacție este catalizată de enzima α-cetoglutarat dehidrogenază și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție este similară cu oxidarea izocitratului, implicând atât o decarboxilare, cât și o oxidare. Un atom de carbon este îndepărtat sub formă de CO₂, iar o moleculă de NAD⁺ este redusă la NADH. În plus, o moleculă de coenzimă A (CoA) este atașată la molecula rezultată, formând succinil-CoA. Această reacție este o reacție exergonică, eliberând energie care este utilizată pentru a reduce NAD⁺ la NADH. Succinil-CoA este o moleculă cu energie ridicată, care va fi utilizată în următoarea etapă a ciclului Krebs pentru a genera ATP.

Denumirea de “ciclu” pentru ciclul Krebs este justificată de natura sa circulară. Această cale metabolică nu este o succesiune liniară de reacții, ci o serie de reacții interconectate, în care produsele finale ale unei reacții servesc drept substraturi pentru reacțiile ulterioare. Această natură ciclică este evidentă în faptul că oxaloacetatul, molecula de pornire a ciclului, este regenerat la sfârșitul ciclului, permițând continuarea procesului. În esență, ciclul Krebs este o “mașină moleculară” care transformă constant moleculele de combustibil în energie, regenerându-se în același timp pentru a continua procesul.

Ciclul Krebs este o cale metabolică centrală în respirația celulară, jucând un rol esențial în producerea de energie celulară. El este responsabil pentru oxidarea completă a moleculelor organice, cum ar fi glucoza, acizii grași și aminoacizii, eliberând electroni cu energie ridicată care sunt utilizați ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP, moneda energetică a celulei. În plus, ciclul Krebs furnizează intermediari metabolici esențiali pentru alte căi metabolice, cum ar fi gluconeogeneza, sinteza aminoacizilor și sinteza hemelor. Prin urmare, ciclul Krebs este o cale metabolică crucială care susține o gamă largă de funcții celulare.

Ciclul Krebs este compus din opt etape principale, fiecare catalizată de o enzimă specifică.

Prima etapă a ciclului Krebs implică condensarea acetil-CoA, o moleculă cu două atomi de carbon, cu oxaloacetatul, o moleculă cu patru atomi de carbon, pentru a forma citratul, o moleculă cu șase atomi de carbon. Această reacție este catalizată de enzima citrat sintaza și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție este punctul de intrare al acetil-CoA în ciclul Krebs, reprezentând legătura crucială între glicoliză și ciclul Krebs. Această condensare este un proces esențial, deoarece permite ciclului Krebs să utilizeze acetil-CoA, derivat din degradarea glucozei, acizilor grași și aminoacizilor, pentru a genera energie. Reacția de condensare este o reacție exergonică, eliberând energie care este stocată sub formă de legături chimice în citrat.

În a doua etapă, citratul este izomerizat în izocitrat, o moleculă cu aceeași formulă chimică, dar cu o structură diferită. Această reacție este catalizată de enzima aconitază și este reversibilă. Izomerizarea citratului este esențială pentru a poziționa grupul carboxil necesar pentru următoarea reacție de oxidare. Reacția de izomerizare implică o serie de etape care implică o moleculă de apă și o moleculă de cis-aconitat, un intermediar instabil. Această etapă este un exemplu de reacție de rearanjare care pregătește molecula pentru următoarea oxidare.

Oxidarea izocitratului este o reacție esențială în ciclul Krebs, deoarece generează prima moleculă de NADH și prima moleculă de CO₂. Reacția este catalizată de enzima izocitrat dehidrogenază și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție implică o decarboxilare oxidativă, în care un atom de carbon este îndepărtat sub formă de CO₂, iar o moleculă de NAD⁺ este redusă la NADH. NADH este un purtător de electroni cu energie ridicată, care va fi utilizat ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP. Izocitratul este oxidat la α-cetoglutarat, o moleculă cu cinci atomi de carbon. Această reacție este o reacție exergonică, eliberând energie care este utilizată pentru a reduce NAD⁺ la NADH.

A patra etapă a ciclului Krebs implică decarboxilarea oxidativă a α-cetoglutaratului, o moleculă cu cinci atomi de carbon, pentru a forma succinil-CoA, o moleculă cu patru atomi de carbon. Această reacție este catalizată de enzima α-cetoglutarat dehidrogenază și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție este similară cu oxidarea izocitratului, implicând atât o decarboxilare, cât și o oxidare. Un atom de carbon este îndepărtat sub formă de CO₂, iar o moleculă de NAD⁺ este redusă la NADH. În plus, o moleculă de coenzimă A (CoA) este atașată la molecula rezultată, formând succinil-CoA. Această reacție este o reacție exergonică, eliberând energie care este utilizată pentru a reduce NAD⁺ la NADH. Succinil-CoA este o moleculă cu energie ridicată, care va fi utilizată în următoarea etapă a ciclului Krebs pentru a genera ATP.

În a cincea etapă a ciclului Krebs, succinil-CoA, o moleculă cu patru atomi de carbon, este convertită în succinat, o altă moleculă cu patru atomi de carbon, printr-o reacție de fosforilare la nivelul substratului. Această reacție este catalizată de enzima succinil-CoA sintetaza și este reversibilă. Această reacție este singura etapă a ciclului Krebs care generează direct ATP. Energia eliberată prin hidroliza legăturii tioesterice din succinil-CoA este utilizată pentru a fosforila o moleculă de GDP la GTP. GTP este o moleculă de energie ridicată similară cu ATP și poate fi ușor convertită în ATP. Această reacție este un exemplu de fosforilare la nivelul substratului, în care energia eliberată dintr-o reacție de oxidare este utilizată direct pentru a forma o legătură fosfat de înaltă energie. Succinatul este o moleculă cu energie mai scăzută decât succinil-CoA, dar este o moleculă importantă care va fi utilizată în următoarele etape ale ciclului Krebs.

Ciclul Krebs⁚ O privire de ansamblu

Introducere

Denumirea de “ciclu” pentru ciclul Krebs este justificată de natura sa circulară. Această cale metabolică nu este o succesiune liniară de reacții, ci o serie de reacții interconectate, în care produsele finale ale unei reacții servesc drept substraturi pentru reacțiile ulterioare. Această natură ciclică este evidentă în faptul că oxaloacetatul, molecula de pornire a ciclului, este regenerat la sfârșitul ciclului, permițând continuarea procesului. În esență, ciclul Krebs este o “mașină moleculară” care transformă constant moleculele de combustibil în energie, regenerându-se în același timp pentru a continua procesul.

Importanța ciclului Krebs în metabolism

Ciclul Krebs este o cale metabolică centrală în respirația celulară, jucând un rol esențial în producerea de energie celulară. El este responsabil pentru oxidarea completă a moleculelor organice, cum ar fi glucoza, acizii grași și aminoacizii, eliberând electroni cu energie ridicată care sunt utilizați ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP, moneda energetică a celulei. În plus, ciclul Krebs furnizează intermediari metabolici esențiali pentru alte căi metabolice, cum ar fi gluconeogeneza, sinteza aminoacizilor și sinteza hemelor. Prin urmare, ciclul Krebs este o cale metabolică crucială care susține o gamă largă de funcții celulare.

Etapele ciclului Krebs

Ciclul Krebs este compus din opt etape principale, fiecare catalizată de o enzimă specifică.

Condensarea cu oxaloacetat

Prima etapă a ciclului Krebs implică condensarea acetil-CoA, o moleculă cu două atomi de carbon, cu oxaloacetatul, o moleculă cu patru atomi de carbon, pentru a forma citratul, o moleculă cu șase atomi de carbon. Această reacție este catalizată de enzima citrat sintaza și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție este punctul de intrare al acetil-CoA în ciclul Krebs, reprezentând legătura crucială între glicoliză și ciclul Krebs. Această condensare este un proces esențial, deoarece permite ciclului Krebs să utilizeze acetil-CoA, derivat din degradarea glucozei, acizilor grași și aminoacizilor, pentru a genera energie. Reacția de condensare este o reacție exergonică, eliberând energie care este stocată sub formă de legături chimice în citrat.

Izomerizarea citratului

În a doua etapă, citratul este izomerizat în izocitrat, o moleculă cu aceeași formulă chimică, dar cu o structură diferită. Această reacție este catalizată de enzima aconitază și este reversibilă. Izomerizarea citratului este esențială pentru a poziționa grupul carboxil necesar pentru următoarea reacție de oxidare. Reacția de izomerizare implică o serie de etape care implică o moleculă de apă și o moleculă de cis-aconitat, un intermediar instabil. Această etapă este un exemplu de reacție de rearanjare care pregătește molecula pentru următoarea oxidare.

Oxidarea izocitratului

Oxidarea izocitratului este o reacție esențială în ciclul Krebs, deoarece generează prima moleculă de NADH și prima moleculă de CO₂. Reacția este catalizată de enzima izocitrat dehidrogenază și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție implică o decarboxilare oxidativă, în care un atom de carbon este îndepărtat sub formă de CO₂, iar o moleculă de NAD⁺ este redusă la NADH. NADH este un purtător de electroni cu energie ridicată, care va fi utilizat ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP. Izocitratul este oxidat la α-cetoglutarat, o moleculă cu cinci atomi de carbon. Această reacție este o reacție exergonică, eliberând energie care este utilizată pentru a reduce NAD⁺ la NADH.

Decarboxilarea α-cetoglutaratului

A patra etapă a ciclului Krebs implică decarboxilarea oxidativă a α-cetoglutaratului, o moleculă cu cinci atomi de carbon, pentru a forma succinil-CoA, o moleculă cu patru atomi de carbon. Această reacție este catalizată de enzima α-cetoglutarat dehidrogenază și este ireversibilă în condițiile fiziologice. Această reacție este similară cu oxidarea izocitratului, implicând atât o decarboxilare, cât și o oxidare. Un atom de carbon este îndepărtat sub formă de CO₂, iar o moleculă de NAD⁺ este redusă la NADH. În plus, o moleculă de coenzimă A (CoA) este atașată la molecula rezultată, formând succinil-CoA. Această reacție este o reacție exergonică, eliberând energie care este utilizată pentru a reduce NAD⁺ la NADH. Succinil-CoA este o moleculă cu energie ridicată, care va fi utilizată în următoarea etapă a ciclului Krebs pentru a genera ATP.

Oxidarea succinil-CoA

În a cincea etapă a ciclului Krebs, succinil-CoA, o moleculă cu patru atomi de carbon, este convertită în succinat, o altă moleculă cu patru atomi de carbon, printr-o reacție de fosforilare la nivelul substratului. Această reacție este catalizată de enzima succinil-CoA sintetaza și este reversibilă. Această reacție este singura etapă a ciclului Krebs care generează direct ATP. Energia eliberată prin hidroliza legăturii tioesterice din succinil-CoA este utilizată pentru a fosforila o moleculă de GDP la GTP. GTP este o moleculă de energie ridicată similară cu ATP și poate fi ușor convertită în ATP. Această reacție este un exemplu de fosforilare la nivelul substratului, în care energia eliberată dintr-o reacție de oxidare este utilizată direct pentru a forma o legătură fosfat de înaltă energie. Succinatul este o moleculă cu energie mai scăzută decât succinil-CoA, dar este o moleculă importantă care va fi utilizată în următoarele etape ale ciclului Krebs.

Conversia succinatului la fumarat

A șasea etapă a ciclului Krebs implică oxidarea succinatului, o moleculă cu patru atomi de carbon, la fumarat, o altă moleculă cu patru atomi de carbon. Această reacție este catalizată de enzima succinat dehidrogenază, o enzimă legată de membrana mitocondrială internă. Această reacție este o reacție de dehidrogenare, în care doi atomi de hidrogen sunt îndepărtați din succinat, generând o dublă legătură în fumarat. Electronii îndepărtați din succinat sunt transferați la o moleculă de FAD, care este redusă la FADH₂. FADH₂ este un alt purtător de electroni cu energie ridicată, care va fi utilizat ulterior în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP. Această reacție este o reacție exergonică, eliberând energie care este utilizată pentru a reduce FAD la FADH₂. Fumaratul este o moleculă cu energie mai scăzută decât succinatul, dar este o moleculă importantă care va fi utilizată în următoarele etape ale ciclului Krebs.