Im Zitratzyklus wird Acetyl-CoA aus dem Aminosäurenkatabolismus, der Fettsäureoxidation oder der Glykolyse (über PDH) vollständig zu zwei Molekülen CO2 oxidiert.
Dabei werden 3 Moleküle NADH und ein Molekül FADH2 generiert, aus denen in der Atmungskette durch Elektronenübertragung auf molekularen Sauerstoff ATP gewonnen werden kann.
Im Zitratzyklus selbst wird ein GTP direkt gewonnen. Das Trägermolekül des Zitratzyklus ist der C-4-Körper Oxalacetat.
Durch Übertragung der Essigsäure vom Acetyl-CoA entsteht der C-6-Körper Zitrat (Tricarbonsäure).
Nach zweimaliger oxidativer Decarboxylierung und weiteren Oxidationen, die den Reaktionen der Fettsäureoxidation analog sind,
wird das Molekül wieder zu Oxalacetat regeneriert. Der Zitratzyklus hat auch anabole Funktionen.
So können über anaplerotische Reaktionen Moleküle mit vier oder mehr Kohlenstoffatomen aus dem Aminosäurekatabolismus
der glukogenen Aminosäuren in die Glukoneogenese eingeschleust werden. Die Synthese von Glukose aus Fettsäuren ist indes nicht möglich, da pro Umlauf beide Kohlenstoffatome des Acetyl-CoA verloren gehen.
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