De citroenzuurcyclus (Krebs-cyclus) is kern van aerobe ademhaling – in cellen van alle levende wezens. Pyruvaat (van glucose) produceert energie; koolstofatomen worden als CO2-afval vrijgegeven.

Aerobe ademhaling: overzicht

Ook: aëroob metabolisme, oxidatief metabolisme, cellulaire ademhaling. Chemische bindingen breken → ATP. Alleen met zuurstof. Glucose + O2 → energie.

Glycolyse: eerste stap

In cytoplasma. ATP breekt glucose (C6) → 2 pyruvaat (C3: CH3COCOO-). Netto: 4 ATP geproduceerd - 2 ATP gebruikt = 2 ATP winst. Restenergie zit in pyruvaat. Bij zuurstof: pyruvaat → mitochondria → citroenzuurcyclus.

Citroenzuurcyclus: in de mitochondriale matrix

Pyruvaat dehydrogenase-complex verwijdert 1 koolstof + 2 zuurstof (carboxylgroep) → 1 CO2. Overblijvend 2-koolstof fragment = acetylgroep (C2H3O) → bindt aan co-enzym A → acetyl-CoA. Per glucose: 2 acetyl-CoA in cyclus.

Acetyl-CoA + oxaloacetaat (C4) → citraat (C6) = eerste tussenproduct.

Lot van pyruvaatkoolstof

2 koolstofatomen acetyl-CoA + 4 koolstof oxaloacetaat → citraat (C6). In opvolgende reacties: ATP geproduceerd, 2 oorspronkelijke pyruvaatkoolstoffen verloren als 2 CO2. Aan einde cyclus: oxaloacetaat (C4) over. Totaal: 3 koolstofatomen per pyruvaatmolecuul uitgeademd als CO2-afval.