چرخه اسید سیتریک

چرخهٔ اسید سیتریک که به آن چرخهٔ تری کربوکسیلیک اسید و چرخهٔ کربس ( به افتخار کاشف آن، هانس کربس ) نیز گفته می شود، مسیری چرخشی برای اکسایش ریشه های استیل به دی اکسید کربن است که اولین مرحلهٔ آن تشکیل سیترات می باشد. چرخه اسید سیتریک نقش بزرگی را در دگرگشت ایفا می کند: مسیرهای فروگشت به آن جاری می شوند و مسیرهای فراگشت از آن آغاز می شوند. ترکیبات میانهٔ چرخه اسید سیتریک، پیش سازهای بسیاری از زیست مولکول ها هستند. [ ۱] [ ۲]
تعداد زیادی از اجزا و مولکول های واسطه در این چرخه توسط آلبرت سنت - گیورگی در دهه ۳۰ پیدا شده است. وی به خاطر پیدا کردن نقش اسید فوماریک در این چرخه موفق به دریافت جایزه نوبل در سال ۱۹۳۷ شد. در ادامه مطالعات گسترده توسط هانس آدولف کربس این چرخه با جزئیات کامل در سال ۱۹۳۷ ارائه شد. قابل ذکر است که کربس هم به دنبال این کشفیات در سال ۱۹۵۳ موفق به دریافت جایزه نوبل پزشکی شد.
اجزا و مولکول های واسطه در این چرخه از باکتری های بی هوازی تکامل پیدا کرده اند، و نکته قابل توجه اینست که این چرخه چندین بار در مسیرفرگشت تغیر یافته است، از نظر تئوری مسیرهای گوناگون قابل پیش بینی هستند، هرچند به نظر می رسد مسیر کنونی از تمامی آن ها بازدهی بهتری داشته باشد. در واقع اگر مسیرهای متفاوت به وجود آمده باشند، در انتها از طریق فرگشت همگرا دوباره به شکل کنونی بروز پیدا خواهند کرد.
در اولین مرحله چرخه اسید سیتریک ابتدا استیل کوآنزیم A با اگزالو استات که ۴ کربن دارد وارد واکنش شده و کوآنزیم آ از آن جدا می شود و پیروات اکسید می شود. محصول نهایی این واکنش Citrate + CoA - SH است.
اگزالواستات شروع کنندهٔ چرخهٔ کربس یا چرخهٔ اسیدسیتریک، توسط آنزیم پیرووات کربوکسیلاز از پیرووات که محصول گلیکولیز ( قندکافت ) است تشکیل می شود سپس در چرخهٔ کربس با واحدهای استیل کوآنزیم حاصل از تجزیهٔ اسیدهای چرب، ترکیب شده و بدین ترتیب واحدهای استیل کوآنزیمA دچار اکسایش می شوند.
ابتدا استیل کوآنزیم A که ماده ای ۲ کربنه است با اگزالو استات که ۴ کربن دارد وارد واکنش شده و کوآنزیم از آن جدا می شود. ترکیب ۶ کربنه حاصل با از دست دادن متوالی دو co۲ و +NADH، H به ترکیب ۴ کربنه تبدیل می شود. در طول چرخه به ازای هر co۲ یک ATP و ۴H۲ در فرم ۳NADH۲ و یک FADH۲ تولید می شود که با عبور از زنجیره انتقال الکترون جمعاً ۱۲ATP حاصل می آید.