Cykl Krebsa, cykl kwasu cytrynowego, cykl kwasów trójkarboksylowych, drugi etap oddychanie komórkowego zachodzący w mitochondriach, końcowa droga spalania metabolitów powstałych z rozkładu cukrów, tłuszczów i białek.
Cykl ten polega na całkowitym utlenianiu czynnego octanu powstałego w procesie glikolizy w szeregu przemian od kwasu octowego do kwasu szczawiooctowego. W przebiegu tych reakcji odłączane są cząsteczki dwutlenku węgla (CO2) oraz atomy wodoru, które łączą się z NAD. W jednym przebiegu cyklu następuje spalanie dwóch atomów węgla, w wyniku czego powstają dwie cząsteczki CO2, odłącza się 8 protonów i 8 elektronów.
Istotą cyklu jest to, że jednostka dwuwęglowa, czyli acetylokoenzym A (acetylo-CoA) łączy się z jednostką czterowęglową (kwas szczawiooctowy) dając związek sześciowęglowy (kwas cytrynowy), który ulega dwukrotnie karboksylacji i czterokrotnie odwodorowaniu i w rezultacie przekształca w kwas szczawiooctowy, dzięki czemu może nastąpić kolejny obrót cyklu.
W szczególności cykl kwasu cytrynowego zachodzi następująco: acetylo-CoA łączy się z kwasem szczawiooctanowym, z czego powstaje kwas cytrynowy oraz wolny koenzym A (CoA). Kwas cytrynowy w wyniku reakcji kondensacji zostaje przekształcony w kwas izocytrynowy, a ten w wyniku odwodorowania i dekarboksylacji w alfa-ketoglutaran, który po kolejnej dekarboksylacji i odwodornieniu daje bursztynylo-CoA. Związek ten po odłączeniu ATP i wolnego CoA daje bursztynian, natomiast po odłączeniu FADH2 daje fumaran. Następnie w reakcji hydratacji (przyłączania wody) powstaje jabłczan, który Oddając wodór przekształca się w szczawiooctan zamykający cykl.
Sumarycznie równanie cyklu Krebsa przedstawia się następująco:
acetylo-CoA + 3NAD + FAD + ADP + Pi + 2H2O = 2CO2 + 3NADH+ + FADH2 + ATP + 2H+ + CoA
Glikoliza, wieloetapowy, beztlenowy proces enzymatycznego rozszczepienia glukozy zgodnie z sumarycznym schematem:
D-glukoza + 2HPO4 2- + 2ADP- + 2NAD → 2CH3CH(OH)COO- (pirogronian) + 2 H2O + 2ATP + 2NADH + 2H+.
Glikoliza stanowi główną drogę przemian glukozy w komórkach. Dzięki glikolizie organizm uzupełnia niedobór energii oraz otrzymuje szereg ważnych metabolitów, zużywanych w innych reakcjach. U ssaków glikoliza jest stymulowana przez adrenalinę i glukagon.
Kolejne etapy cyklu przedstawiają się następująco:
glukoza → glukozo-6-fosforan (+ ADP) → fruktozo-6-fosforan → fruktozo-1,6-bifosforan + ADP → aldehyd 3-fosfoglicerynowy + NADH + H+ → 1,3-bifosfoglicerynian → 3-fosfoglicerynian + ATP → 2-fosfoglicerynian → fosfoenolopirogronian + H2O → pirogronian + ATP.
Mocznikowy cykl Krebsa, cykl ornitynowy, cykl reakcji prowadzących do syntezy mocznika (substancji nietoksycznej) z toksycznych produktów metabolizmu: amoniaku (powstaje z przemiany materii aminokwasów i dwutlenku węgla z cyklu Krebsa).
Proces ten zachodzi w mitochondriach komórek wątrobowych w sposób cykliczny, z tym że trzy aminokwasy występują w nim stale: cytrulina, arginina i ornityna. Kolejne etapy cyklu mocznikowego przedstawiają się następująco:
→ ornityna + NH3 + CO2 → cytrulina → cytrulina + NH3 → arginina → mocznik + ornityna → cykl się zamyka.
Ornityna powstaje z metabolizmu kwasu glutaminowego i równocześnie jest substratem dla produkcji kwasów orniturowych jako produktów detoksykacji w ptaków. Arginina może zawówno być produktem jak i substratem cyklu mocznikowego, natomiast u owadów i skorupiaków powstaje z niej fosfoarginina, która jest fosfagenem tych bezkręgowców. Mocznik jest substancją wydalaną przez niektóre bezkręgowce, ryby chrzęstnoszkieletowe, płazy i ssaki.
Koenzymy, substancje niebiałkowe, drobnocząsteczkowe, będące jednym z dwóch komponentów enzymów złożonych, zawierające zazwyczaj w swym składzie fosfor. Są bardzo luźno związane z częścią białkową enzymu (apoenzymem) i mogą łatwo od niej oddysocjować.
Sam koenzym, jak i apoenzym nie przejawiają katalitycznego działania, enzym wykazuje aktywność tylko wtedy, gdy oba komponenty są połączone ze sobą. Przykładem koenzymów są koenzymy dehydrogenaz, które mogą katalizować zarówno reakcje uwodornienia, jak i odwodornienia - zależnie od apoenzymu. Należą NAD, NADP, FAD (dinukleotyd flawino-adeninowy).