background image

 

Citric  Acid  Cycle / Tricarboxylic Acid Cycle {TCA} / 

Krebs Cycle 

 

DR. AWS HASSAN 

2

ND

 LECTURE 

 

● The cycle is a sequence of reactions taking place in the mitochondria in which  
    the acetyl moiety of Acetyl-CoA (derived from carbohydrates , lipids & proteins)  
    is oxidized to CO

2

 & H

2

O and in which reduced coenzymes are produced . 

   The reduced coenzymes are then re-oxidized in the electron transport chain   
   to generate ATP . 
 

Reactions of TCA cycle :

 

 

1 . Condensation of acetyl-CoA with oxaloacetate forming Citrate catalyzed by the   
     enzyme citrate synthase . 
2 . Isomerization of Citrate to Isocitrate . 
 
3 . Isocitrate  undergo oxidative decarboxylation to 

α

-ketoglutarate by the enzyme  

      isocitrate dehydrogenase which is NAD

+

-linked . One molecule of NADH is  

      produced and  one  molecule of CO

2

 is released . 

 
4 . Second oxidat

ive decarboxylation converts α-Ketoglutarate to high-energy   

     compound succinyl-CoA . One molecule of  CO

2

 is released and one molecule  

     of NADH is produced . 
      
5 . Succinyl-CoA is converted to Succinate by the enzyme Succinate

   

     thiokinase . GDP is phosphorylated to GTP  .  
     GTP is equivalent to  ATP .  

                               

 

6 . Succinate is oxidized to Fumarate by FAD-linked Succinate dehydrogenase . One  
       molecule of FADH

2

 is formed . 

7 . Fumarate  is hydrated by the enzyme Fumarase to form L

–malate  . 

 
8 . Regeneration of oxaloacetate

 : the cycle is completed by the oxidation of malate to  

       Oxaloacetate by NAD

+

-linked malate dehydrogenase . One molecule of NADH is  

        produced . 

 
 
 


background image

 
 

 

Energy production by the TCA cycle  

                        

 

*

Number of ATP molecules generated by TCA Cycle per molecule of  Glucose :  

 
 

Enzyme/step 

Source 

Number of ATP gained            
or used            
 

3. 

Isocitrate dehydrogenase                 

  2 NADH

 

   

6 ATP ( gained ) 

4. 

 

α- 

Ketoglutarate dehydrogenase      2 NADH

 

   

6 ATP ( gained ) 

5. 

Succinate thiokinase  

 

  

2 GTP 

   

2 ATP ( gained ) 

6. 

Succinate dehydrogenase   

 

 

 2 FADH

2

 

   

4 ATP ( gained ) 

8. 

Malate dehydrogenase      

 

  2 NADH

 

   

6 ATP ( gained ) 

                                    

Total  =  24 ATP generated per molecule of glucose  

                 

 
ATP formation in the aerobic metabolism of glucose 

   

1.

   Glycolysis reactions to Pyruvate  =  8 molecules of ATP gained 

 

 

2.

  Pyruvate Dehydrogenase step : 

 

Two molecules of NADH produced = 6 molecules of ATP generated

 

  

 

3.

  Citric Acid Cycle = 24 molecules of ATP generated

 

 

 Total ATP per molecule of glucose under aerobic condition = 8+6+24 = 38 ATP 

 
Metabolic Purposes ( Importance ) of TCA cycle 

  

 

1.

  Citric acid cycle is the major energy-producing pathway in the body .  The cycle  

  is the common pathway for the aerobic oxidation of carbohydrates , lipids , and  
  proteins to generate energy ( ATP ) . 

 

2.

  The citric acid cycle is amphibolic in nature ; it functions in both oxidative   

  pathway (catabolism) and synthetic pathway ( anabolism) ; TCA cycle acts  
  as link between catabolic and anabolic pathways . 
 Catabolic function      
 

■ Glucose and fatty acids are metabolized to acetyl-CoA which enters the cycle  


background image

           and oxidized . 
      

■ Amino acids are metabolized to acetyl-CoA or to intermediates of the cycle . 

 
       
Anabolic function 
      

■ Some of the intermediates of the cycle act as the starting point for the synthesis  

          of the compounds needed by the living cells . Ex: Synthesis of :  

     Heme from succinyl-CoA  , 
     
      

3.

  Reactions of the TCA cycle are utilized in the fasting state for the production of   

       glucose from non 

– carbohydrate sources ( Gluconeogenesis ) .  

 
 4.  Reactions of  TCA cycle are also used to synthesize amino acids or to convert one    
        amino acid to another ; ex:  
                                                                                                                                                            

Regulation of citric acid cycle 

The cycle is regulated by the need of the cell for ATP :  

  When the concentration of ATP is high (when the cell has an adequate energy 

supply ) , the electron transport chain slows down and NADH builds up .   
NADH & ATP   inhibit all the enzymes catalyzing the reactions of  
the cycle that generate NADH ( specially isocitrate dehydrogenase ) resulting  
in slowing of the cycle .  

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Ismail AL Jarrah
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 98 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل