De citroenzuurcyclus maakt deel uit van het metabole proces dat aerobe ademhaling wordt genoemd. Aërobe ademhaling vindt plaats in de cellen van alle levende organismen, van planten tot mensen. Bij aerobe ademhaling produceren pyruvaatmoleculen, afgeleid van glucose, energie voor de cel in de citroenzuurcyclus. Tijdens de periode dat pyruvaat in de citroenzuurcyclus doorbrengt, worden de koolstofmoleculen uitgestoten als afval.

Aerobe ademhaling

Aerobe ademhaling is ook bekend als aëroob metabolisme, oxidatief metabolisme of cellulaire ademhaling. Het is een metabolisch proces waarbij chemische bindingen worden verbroken om energie te creëren in de vorm van adenosinetrifosfaat of ATP. Het proces wordt aeroob genoemd omdat het alleen optreedt als zuurstof gemakkelijk beschikbaar is voor de cel om te gebruiken. De koolhydraatglucose en zuurstof produceren energie voor de levende cel.

Glycolyse

Het eerste proces in cellulaire ademhaling is glycolyse, wat voorkomt in het cytoplasma van de plant of dierlijke cel. ATP breekt een enkel glucosemolecuul af in twee moleculen van drie-koolstof pyruvaat of CH3COCOO-. Glycolyse releases vier moleculen van ATP door het vrijgeven van een deel van de energie opgeslagen in de chemische bindingen van glucose. De resterende energie uit de glucose zit in de twee moleculen van pyruvaat geproduceerd in de glycolysereactie. In aanwezigheid van zuurstof ondergaan de pyruvaatmoleculen actief transport naar de mitochondria waar ze de citroenzuurcyclus zullen binnenkomen.

Citroenzuurcyclus

n de mitochondriale matrix verwijdert het pyruvaat dehydrogenase-complex een enkele koolstof en twee zuurstofmoleculen uit de carboxylgroep van de pyruvaat. Dit produceert een enkele molecule koolstofdioxide of CO2. Een twee-koolstof-fragment van de pyruvaatresten wordt een acetylgroep (C2H3O) genoemd. Het pyruvaatdehydrogenase-complex katalyseert de aanhechting van deze acetylgroep aan co-enzym A, waardoor acetyl-CoA wordt gevormd. Voor elk glucosemolecuul komen twee moleculen acetyl-CoA in de citroenzuurcyclus. De citroenzuurcyclus is ook bekend als de Krebs-cyclus of de tricarbonzuurcyclus. Acetyl-CoA is zeer reactief en draagt ​​de acetylgroep over aan oxaalacetaat dat citraat produceert - het eerste tussenproduct in de citroenzuurcyclus.

Pyruvate Carbons

De twee koolstofatomen in acetyl-CoA reageren met de vier koolstofatomen in oxaalacetaat om citraat te produceren, een molecuul met zes koolstofatomen. In daaropvolgende reacties binnen de citroenzuurcyclus wordt ATP geproduceerd en de twee oorspronkelijke pyruvaatkoolstoffen gaan verloren als twee moleculen afval-CO2. Aan het einde van de cyclus blijft alleen de oxaalacetaat met vier koolstofatomen over. Tijdens aerobe ademhaling worden de drie koolstofatomen van de pyruvaatmoleculen uitgeademd uit het organisme als afvalkooldioxide.