Krebs Döngüsü

Glikozda depolanmış kimyasal enerjinin dörtte birinden azı glikoliz ile açığa çıkarılır. Enerjinin büyük bir kısmı iki adet pirüvat molekülünde depolanmış halde kalır.

Eğer ortamda moleküler oksijen var ise piruvat mitokondriye girer. Organik yakıtın oksidayonu mitokondride yer alan Krebs enzimleri tarafından tamamlanır. Bu metabolik yollar Alman bilim adamı Hans KREBS tarafından 1937 yılında açıklığa kavuşturulmuştur.

Krebs döngüsünde ilk oluşan ürün sitrik asit olduğundan Krebs döngüsünün diğer adı da sitrik asit döngüsü olarak bilinir.   Krebs döngüsü tepkimeleri, oksijenli solunum tepkimelerinin glikoliz tepkimelerinden sonra gerçekleşen ikinci basamağıdır. 

Krebs döngüsü mitokondrinin matriksinde gerçekleşir. Ortamda oksijen bulunduğunda pirüvat parçalanmak üzere mitokondriye girerken glikolizde oluşan 2 NADH+H⁺ molekülü de mitokondriye alınır.   

Krebs döngüsüyle pirüvatın CO₂’e kadar yıkımı ve piruvatta depolanmış kimyasal enerjinin açığa çıkması sağlanır. Pirüvatın yıkımı, mitokondrinin matriksinde bulunan enzimlerle döngüsel olarak sağlanır.

Mitokondriye giren piruvattan 1 molekül CO₂ ve 2 hidrojen atomu ayrılır. Bu aşama oksijenli solunumda karbondioksidin açığa çıktığı ilk basamaktır.

Piruvattan ayrılan hidrojenler NAD⁺ koenzimine aktarılarak NADH + H⁺ oluşur. Bunun sonucunda piruvat, 2 karbonlu bileşik olan Asetil Co – A’ya dönüşür.

Asetil Co – A, Krebs döngüsünü başlatan esas maddedir. Krebs döngüsünde her biri farklı bir enzimin kontrolünde gerçekleşen ara basamaklar şu şekilde sıralanabilir.

2 karbonlu Asetil CoA, 6 karbonlu sitrik asidi oluşturmak üzere 4 karbonlu bileşik olan okzaloasetik asitle birleşir.

6 karbonlu sitrik asitten 5 karbonlu bileşik oluşurken, bir molekül CO₂ açığa çıkar. Ayrıca sitrik asitten kopan 2 H atomu NAD+ koenzimi tarafından yakalanır ve NADH + H⁺ oluşur.

5 karbonlu bileşikten 1 molekül CO2 çıkışıyla 4 karbonlu bileşik oluşur. 5 karbonlu bileşikten kopan 2 H atomu NAD+ koenzimi tarafından yakalanır ve NADH + H⁺ oluşur. CO₂ çıkışı bu basamakta son bulur.

Oluşan 4 karbonlu bileşik farklı tepkimeler geçirerek 2 karbonlu Asetil CoA ile birleşen oksaloasetik aside dönüşür.

Bu tepkimeler gerçekleşirken farklı basamaklarda kopan 4 H atomundan iki tanesi FAD tarafından, 2 tanesi ise NAD⁺ tarafından tutularak enerjinin FADH₂ ve NADH + H⁺ şeklinde depolanması sağlanır.  Bu arada substrat düzeyinde fosforilasyonla 1 ATP sentezlenir.

Oluşan son 4 karbonlu bileşik, yeniden 2 karbonlu Asetil CoA ile birleşir ve Krebs reaksiyonları döngüsel olarak tekrarlanmış olur.

1 molekül pirüvatın Krebs döngüsüne girmesi sonucunda substrat düzeyinde fosforilasyonla 1 ATP sentezlenirken, 3 molekül CO₂ açığa çıkar. Bunun yanı sıra 8 H atomu NADH + H⁺ şeklinde, 4 H atomu ise FADH₂ tarafından son evre olan Elektron Taşıma Sistemine taşınır.