Kitaran Krebs

Kitar[an] Krebs, juga dikenali sebagai kitar asid trikarboksilik, kitar asid sitrik, atau jarang-jarang sekali sebagai kitaran Szent-Györgyi-Krebs^[1]^[2] — merupakan tindak balas kimia-dimangkin oleh siri enzim yang paling penting bagi kesemua sel hidup yang menggunakan oksigen sebagai sebahagaian pernafasan selular. Dalam eukariot, kitar asid citrik berlaku dalam matriks mitokondria. Komponen dan tindak balas kitaran asid sitrik ditetapkan dari kerja seminal oleh Albert Szent-Györgyi dan Hans Krebs.

Bagi organisma aerobik, kitaran asid citrik merupakan sebahagian laluan metabolik dalam penukaran kimia bagi karbohidrat, lemak dan protein kepada karbon dioksida dan air bagi menghasilkan tenaga dalam bentuk yang boleh digunakan. Tindak balas berkait lain dalam laluan termasuk bagi glikolisis dan pengoksidaan piruvat sebelum kitaran asid sitrik, dan pengoksidaan pemfosforilan selepasnya. Tambahan lagi, ia memberikan awalan bagi banyak sebatian termasuk sesetengah asid amino dan dengan itu berfungsi walaupun dalam sel yang melaksanakan penapaian.

Tindak balas yang terlibat dalam Kitar Krebs:

Pembentukan sitrat
Pengisomeran sitrat
Pengoksidaan dan pendekarboksilan isositrat
Pendekarboksilan oksidaan α-ketoglutarat
Pembelahan suksinil CoA
Pengoksidaan suksinat
Penghidratan fumarat
Pengoksidaan L-Malat

Langkah

Dua atom karbon dioksidakan kepada CO₂, di mana tenaga dari tindak balas ini dipindahkan kepada proses metabolik lain melalui GTP (atau ATP), dan sebagai elektron dalam NADH dan QH₂. NADH terhasil dalam kitaran TCA mungkin akan menderma elektronnya pada pemfosforilan oksidatif bagi memancu sintesis ATP; FADH₂ bergabung secara kovalen terhadap suksinat dehidrogenase, enzim yang berfungsi dalam kedua-dua kitaran TCA dan rantaian pengangkutan elektron mitokondria dalam pemfosforilan oksidatif. FADH₂ dengan itu membantu penghantaran elektron kepada koenzim Q, yang merupakan penerima elektron terakhir kepada tindak balas dimangkinkan oleh kompleks suksinat:ubikuinaon oksidoreduktase (ubiquinone oxidoreductase complex) yang turut bertindak sebagai perantara dalam rantaian pengangkutan elektron.^[3]

Kitaran asid sitrik dibekalkan dengan karbon baru secara berterusan dalam bentuk acetyl-CoA, memasuki pada langkah 1 di bawah.^[4]

	Substrat	Hasil	Enzim	Jenis tindak balas	Ulasan
1	Oksaloasetat + Asetil-KoA + H₂O	Asid sitrik + KoA-SH	Sintesis sitrat	Kondensasi aldol	Tahap kadar had, memanjangkan oksaloasetat 4C kepada 6c
2	Sitrat	cis-Akonitat + H₂O	Akonitase	Penyahhidratan	Pengisomeran berbalik
3	cis-Akonitat + H₂O	Isositrat	Akonitase	Tindak balas penghidratan	Pengisomeran berbalik
4	Isositrat + NAD⁺	Oksalosuksinat + NADH + H ⁺	Isositrat dehidrogenase	Pengoksidaan	Menjana NADH (bersamaan dengan 2.5 ATP)
5	Oksalosuksinat	α-Ketoglutarat + CO₂	Isositrat dehidrogenase	Penyahkarboksilan	Tidak boleh berbalik, menjana satu molekul 5C
6	α-Ketoglutarat + NAD⁺ + CoA-SH	Suksinil-KoA + NADH + H⁺ + CO₂	α-Ketoglutarat dehidrogenase	Penyahkarboksilan beroksida	Menjana NADH (bersamaan dengan 2.5 ATP), menjana semula rantaian 4C (CoA dikecualikan)
7	Suksinil-CoA + GDP + P_i	Suksinat + CoA-SH + GTP	Suksinil-KoA sintetase	Pemfosforilan tahap subsrat	atau ADP kepada ATP,^[3] menjana 1 ATP atau nilai yang bersamaan
8	Suksinat + ubikuinon (Q)	Fumarat + ubikuinol (QH₂)	Suksinat dehidrogenase	Pengoksidaan	Menggunakan FAD sebagai kumpulan prostetik (FAD kepada FADH₂ dalam tindak balas pertama) dalam enzim,^[3] menjana nilai bersamaan dengan 1.5 ATP
9	Fumarat + H₂O	L-Malat	Fumarase	Penghidratan
10	L-Malat+ NAD⁺	Oksaloasetat + NADH + H⁺	Malat dehidrogenase	Pengoksidaan	menjana NADH (bersamaan dengan 2.5 ATP)

Nota

^ Heymans Institute of Pharmacology. Archives Internationales de Pharmacodynamie Et de Therapie. H. Engelcke.
^ Hans-Werner Altmann, Franz Büchner (1962). Handbuch der allgemeinen Pathologie. Springer.
^ ^a ^b ^c Berg, JM; Tymoczko,, JL; Stryer, L (2002). Biochemistry (ed. ke-5). WH Freeman and Company. m/s. 465–484, 498–501. ISBN 0-7167-4684-0.CS1 maint: extra punctuation (link)
^ Jones RC, Buchanan BB, Gruissem W (2000). Biochemistry & molecular biology of plants (ed. pertama). Rockville, Md: American Society of Plant Physiologists. ISBN 978-0-943088-39-6.

Pautan luar

Citric acid cycle Animation Diarkibkan 2009-05-01 di Wayback Machine(flash required)
An animation of the citric acid cycle at Smith College
Notes on citric acid cycle Diarkibkan 2008-05-22 di Wayback Machine at rahulgladwin.com
Citric acid cycle variants at MetaCyc
Pathways connected to the citric acid cycle at Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes
A more detailed tutorial animation at johnkyrk.com
A citric-acid cycle self quiz flash applet Diarkibkan 2008-07-06 di Wayback Machine at University of Pittsburgh
The chemical logic behind the citric acid cycle Diarkibkan 2011-05-22 di Wayback Machine

[1] Heymans Institute of Pharmacology. Archives Internationales de Pharmacodynamie Et de Therapie. H. Engelcke.

[2] Hans-Werner Altmann, Franz Büchner (1962). Handbuch der allgemeinen Pathologie. Springer.

[Stryer-3] Berg, JM; Tymoczko,, JL; Stryer, L (2002). Biochemistry (ed. ke-5). WH Freeman and Company. m/s. 465–484, 498–501. ISBN 0-7167-4684-0.CS1 maint: extra punctuation (link)

[Biochemistryofplants-4] Jones RC, Buchanan BB, Gruissem W (2000). Biochemistry & molecular biology of plants (ed. pertama). Rockville, Md: American Society of Plant Physiologists. ISBN 978-0-943088-39-6.

[1]

[2]

[3]

[4]