Was passiert mit Pyruvatkohlenstoffen in einem Zitronensäurezyklus?

er Zitronensäurezyklus ist Teil des Stoffwechselprozesses der als aerobe Atmung bezeichnet wird. Die aerobe Atmung findet in den Zellen aller lebenden Organismen statt von Pflanzen bis zu Menschen. Bei der aeroben Atmung produzieren Pyruvatmoleküle die aus Glucose gewonnen werden Energie für die Zelle innerhalb des Zitronensäurezyklus. Während des Zeitraums in dem Pyruvat im Zitronensäurekreislauf verbleibt werden seine Kohlenstoffmoleküle als Abfall ausgeschieden. Aerobe Atmung Die aerobe Atmung wird auch als aerober Metabolismus oxidativer Metabolismus oder Zellatmung bezeichnet. Es ist ein Stoffwechselprozess bei dem chemische Bindungen aufgebrochen werden um Energie in Form von Adenosintriphosphat oder ATP zu erzeugen. Der Prozess wird als aerob bezeichnet da er nur stattfindet wenn der Zelle Sauerstoff zur Verfügung steht. Die Kohlenhydrate Glucose und Sauerstoff produzieren Energie für die lebende Zelle.

Glykolyse

Der erste Prozess bei der Zellatmung ist die Glykolyse die im Zytoplasma der pflanzlichen oder tierischen Zelle stattfindet. ATP zerlegt ein einzelnes Glucosemolekül in zwei Moleküle Pyruvat mit drei Kohlenstoffatomen oder CH3COCOO−. Durch die Glykolyse werden vier ATP-Moleküle freigesetzt indem ein Teil der in den chemischen Glucosebindungen gespeicherten Energie freigesetzt wird. Die verbleibende Energie aus der Glukose steckt in den beiden Pyruvatmolekülen die bei der Glykolyse entstehen. In Gegenwart von Sauerstoff werden die Pyruvatmoleküle aktiv in die Mitochondrien transportiert wo sie in den Zitronensäurekreislauf gelangen.

Zitronensäurekreislauf

In der Mitochondrienmatrix entfernt der Pyruvatdehydrogenase-Komplex einen einzelnen Kohlenstoff und zwei Sauerstoffmoleküle aus der Carboxylgruppe des Pyruvats. Dies erzeugt ein einzelnes Molekül Kohlendioxid oder CO2. Es verbleibt ein Zwei-Kohlenstoff-Fragment des Pyruvats das als Acetylgruppe (C2H3O) bezeichnet wird. Der Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex katalysiert die Bindung dieser Acetylgruppe an Coenzym A unter Bildung von Acetyl-CoA. Für jedes Glucosemolekül treten zwei Moleküle Acetyl-CoA in den Zitronensäurezyklus ein. Der Zitronensäurezyklus ist auch als Krebszyklus oder Tricarbonsäurezyklus bekannt. Acetyl-CoA ist sehr reaktiv und überträgt die Acetylgruppe auf Oxalacetat-produzierendes Citrat - das erste Zwischenprodukt im Zitronensäurezyklus.

Pyruvat-Kohlenstoffe

Die beiden Kohlenstoffe in Acetyl-CoA reagieren mit den vier Kohlenstoffen in Oxalacetat zu Citrat einem Molekül mit sechs Kohlenstoffatomen. In nachfolgenden Reaktionen innerhalb des Zitronensäurezyklus wird ATP gebildet und die beiden ursprünglichen Pyruvatkohlenstoffe gehen als zwei Moleküle CO2-Abfall verloren. Am Ende des Zyklus verbleibt nur das 4-Kohlenstoff-Oxalacetat. Bei der aeroben Atmung werden die drei Kohlenstoffatome der Pyruvatmoleküle als Kohlendioxidabfall aus dem Organismus ausgeatmet