Krebscykeln
Förenklad bild av Krebscykeln där man ser hur pyruvat omvandlas till acetyl-CoA, som reagerar med oxaloacetat och bildar citrat (därav det alternativa namnet citonsyracykeln). Från citrat avspjälkas kolatomer i form av CO2 och efter ett varv i Krebscykeln återstår oxaloacetat, som då kan ta hand om en ny molekyl acetyl-CoA.
Bild: Karl-Erik Johansson (BVF, SLU). - Klicka på bilden för att förstora den.
Inledning
Från en glukosmolekyl, som har 6 kolatomer, bildas under glykolysen två molekyler pyruvat, som har 3 kolatomer vardera. Under aeroba betingelser och om den aktuella bakterien har aerob metabolism, så fermenteras inte pyruvatmolekylen, utan kan istället omvandlas till acetyl-Coenzym A (acteyl-CoA), under det att en molekyl NAD+ reduceras till NADH. Acetylgruppen i acetyl-CoA har två kolatomer eftersom koldioxid (CO2) har spjälkats av och kan nu gå in i Krebscykeln (= citronsyracykeln). Krebscykeln är ett försteg till elektrontransportkedjan (= andningskedjan).
Krebscykeln
Alla enzymer, som krävs för Krebcykeln finns hos bakterier i cytoplasman (= cytosol), eftersom bakterier saknar mitokondrier. Acetylgruppen binds i första steget i Krebscykeln till oxaloacetat, som har fyra kolatomer och det bildas då citrat, som har sex kolatomer. Efter ett varv i Krebscykeln har 2 molekyler CO2 avspjälkats, 3 molekyler NADH, 1 molekyl FADH2 och 1 molekyl ATP har producerats av varje pyruvatmolekyl. Det som då återstår av citratmolekylen, är återigen oxaloacetat, som kan acetyleras på nytt och snurra ett varv till i cykeln. Totalt har alltså 8 molekyler NADH, 2 molekyler FADH2 och 2 molekyler ATP bildats från 1 molekyl glukos. Egentligen är det inte ATP, som bildas, utan GTP, men GTP omvandlas i cellen till ATP genom en reakton med ADP. NADH och FADH2 utnyttjas i elektrontransportkedjan för syntes av ATP.
Andra molekyler än kolhydrater
Vissa bakterier har ett enzym (tryptofanas), som kan bilda pyruvat från aminosyror (tryptofan). Pyruvat kan sedan metaboliseras i Krebscykeln. Andra bakterier kan bryta ner cystein till substanser som kan gå in i Krebscykeln. För att aminosyror ska kunna brytas ner i Krebscykeln, måste de först deamineras, d.v.s. amingruppen måste omvandlas till ammoniak (NH3) eller snarare till en ammoniumjon (NH4+), som kan utsöndras. Dessutom finns det bakterier, som kan metabolisera lipider till glycerol och fettsyror. Glycerol kan omvandlas till pyruvat och metaboliseras vidare i Krebscykeln och fettsyror kan gå direkt in i Krebscykeln. Det finns alltså många vägar in i Krebscykeln och bakterier med aerob, fakultativt anaerob eller mikroaerofil metabolism kan därför utvinna energi ur många olika typer av substanser.