วัฏจักรกรดซิตริก

ภาพรวมของวัฏจักรกรดซิตริก

วัฏจักรกรดซิตริกหรือวัฏจักรเครบส์ (อังกฤษ: Krebs' cycle) หรือ วัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก เป็นวัฏจักรกลางในการผลิต ATP รวมทั้ง NADH + H+ และ FADH2 ที่จะเข้าสู่ปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชั่นเพื่อสร้าง ATP ต่อไป เกิดขึ้นบริเวณเมทริกซ์ซึ่งเป็นของเหลวในไมโทคอนเดรีย โดยมีการสลายแอซิทิลโคเอนไซม์ เอ ซึ่งจะเกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และเก็บพลังงานจากปฏิกิริยาดังกล่าวไว้ในรูปของ NADH FADH₂ และ ATP การย่อยสลายสารอาหารใดๆให้สมบูรณ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำต้องเข้าวัฏจักรนี้เสมอ เป็นขั้นตอนการสร้างคาร์บอนไดออกไซด์มากที่สุดในการหายใจระดับเซลล์

ขั้นตอนของวัฏจักรเครบส์

• การผลิตอะเซติลโคเอ โดยเปลี่ยนไพรูเวตไปเป็นอะเซติลโคเอนไซม์ เอ ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ 1 โมเลกุล
• ปฏิกิริยาการออกซิเดชั่นของอะเซติลโคเอในวัฏจักรเครบส์ เกิดขึ้น 8 ขั้นตอนดังนี้
  • การสร้างซิเตรต (citrate) ซึ่งมีคาร์บอนจำนวน 6 อะตอม โดยการรวมตัวของอะเซติลโคเอนไซม์ เอ (คาร์บอน 2 อะตอม) กับออกซาโลอะซีเตต (oxaloacetate) (คาร์บอน 4 อะตอม) และปล่อยโคเอนไซม์ เอ เป็นอิสระ
  • การสร้าง ไอโซซิเตรต (isocitrate) โดยเปลี่ยนซิเตรตไปเป็นอะโคนิเตต (aconitate) จากนั้นจึงเปลี่ยนต่อไปเป็นไอโซซิเตรต
  • เปลี่ยนไอโซซิเตรตเป็นอัลฟา-คีโตกลูตาเรต (α-ketoglutarate) (คาร์บอน 5 อะตอม) ได้ NADH + H+ 1 โมเลกุลและปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ 1 อะตอม
  • เปลี่ยนอัลฟา-คีโตกลูตาเรตเป็นซักซินิลโคเอนไซม์ เอ (succinyl –CoA) (คาร์บอน 4 อะตอม) และปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ 1 ตัว และ NADH + H+ 1 อะตอม
  • เปลี่ยนซักซินิลโคเอไปเป็นซักซิเนต (succinate) ได้ GTP 1 โมเลกุล
  • เปลี่ยนซักซิเนตไปเป็นฟูมาเรต (fumarate) ได้ FADH2 1 โมเลกุล
  • เปลี่ยนฟูมาเรตเป็นมาเลต (malate) โดยมีการเข้าร่วมของน้ำ
  • เปลี่ยนมาเลตไปเป็นออกซาโลอะซีเตต ได้ NADH + H+ 1 โมเลกุล ออกซาโลอะซีเตตนี้จะไปรวมกับอะเซติลโคเอนไซม์ เอ วนเข้าสู่วัฏจักรรอบใหม่ต่อไป

อ้างอิง

• Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Biology / Neil A. Campbell, Jane B. Reece. - 8th ed., Benjamin Cummings, 2009

แหล่งข้อมูลอื่น

• An animation of the citric acid cycle at Smith College
• A video of members of The Ohio State Marching Band enacting the Krebs cycle at YouTube
• Notes on citric acid cycle at rahulgladwin.com
• A more detailed tutorial animation at johnkyrk.com
• A citric-acid cycle self quiz flash applet at University of Pittsburgh
• The chemical logic behind the citric acid cycle at ufp.pt