Hva skjer med å pyruvere karbon i en sitronsyre-syklus?

Sitronsyre-syklusen er en del av metabolsk prosessen som kalles aerobic respiration. Aerob åndedrett forekommer i cellene av alle levende organismer, fra planter til mennesker. Ved aerob åndedrag produserer pyruvatmolekyler, avledet fra glukose, energi for cellen i sitronsyre-syklusen. I perioden bruker pyruvat seg i sitronsyre-syklusen, blir karbonmolekylene utgitt som avfall.

Aerobt respiration

Aerobt åndedrett er også kjent som aerob metabolisme, oksidativ metabolisme eller cellulær respirasjon. Det er en metabolsk prosess hvor kjemiske bindinger brytes for å skape energi i form av adenosintrifosfat, eller ATP. Prosessen kalles aerob, fordi den bare oppstår når oksygen er lett tilgjengelig for cellen å bruke. Karbohydratglukosen og oksygen gir energi til den levende cellen.

Glykolyse

Den første prosessen i cellulær respirasjon er glykolyse, som forekommer i cytoplasma av plante eller dyrecelle. ATP bryter ned et enkelt glukosemolekyl i to molekyler av trekarbonpyruvat, eller CH3COCOO-. Glykolyse frigjør fire molekyler av ATP ved å frigjøre noe av energien lagret i kjemiske bindinger av glukose. Den gjenværende energien fra glukosen er i de to pyruvatmolekylene produsert i glykolysereaksjonen. I nærvær av oksygen undergår pyruvatmolekylene aktiv transport i mitokondriene hvor de kommer inn i sitronsyre-syklusen.

Citronsyre Cycle

Den mitokondriale matriksen, pyruvat-dehydrogenaskomplekset fjerner et enkelt karbon og to oksygenmolekyler fra pyruvatens karboksylgruppe. Dette gir et enkelt molekyl karbondioksid, eller CO2. Et tokarbonfragment av pyruvat forblir, kalt en acetylgruppe (C2H30). Pyruvatdehydrogenaskomplekset katalyserer bindingen av denne acetylgruppen til koenzym A, som danner acetyl-CoA. For hvert glukosemolekyle går to molekyler acetyl-CoA inn i sitronsyre-syklusen. Sitronsyre syklusen er også kjent som Krebs syklusen eller tricarboxylsyre syklusen. Acetyl-CoA er svært reaktiv, og overfører acetylgruppen til oksaloacetat som produserer sitrat - det første mellomproduktet i sitronsyre-syklusen.

Pyruvatkuller

De to karbonene i acetyl-CoA reagerer med de fire karbonene i oksaloacetat for å produsere sitrat, et seks-karbon molekyl. I etterfølgende reaksjoner i sitronsyre-syklusen produseres ATP og de to opprinnelige pyruvatkarboner går tapt som to molekyler avfall CO2. På slutten av syklusen forblir bare fire-karbon oksaloacetatet. Under aerob åndedrag blir de tre karbonatomer fra pyruvatmolekylene utåndet fra organismen som kullsyreavfall.