I mina tidigare videogenomgångar har jag nu förklarat hur acetyl-CoA bildas, dels genom att glukos bryts ner i glykolysen, och dels hur fettsyror oxideras i beta-oxidationen. De acetyl-CoA som bildas kan användas som byggmaterial till andra molekyler som cellen behöver, men just nu ska vi kolla närmare på hur de går vidare in i citronsyracykeln, där de båda kolatomerna i acetylgruppen oxideras till koldioxid. För att du ska få en överblick över var vi befinner oss, tar vi och kollar in den här översikten först. I mag–tarm-kanalen bryts polysackarider ner till monosackarider, främst glukos, och fetter bryts ner till fettsyror. I cellernas cytoplasma sker glykolysen där glukosen spjälkas i två pyruvat. I och med att pyruvaten går in i mitokondrien avgår en kolatom i form av koldioxid, och så bildas det acetyl-CoA. Vi får som sagt också en hel del acetyl-CoA från betaoxidationen, och detta acetyl-CoA kan nu (tillsammans med acetyl-CoA från glykolysen) gå in i citronsyracykeln där de båda kolatomerna oxideras till koldioxid. Det du börjar med att skriva upp nu, det är att i citronsyracykeln oxideras acetyl-CoA till koldioxid. Och så lägger jag också till att i oxidationen bildas det även vatten, men egentligen är det först i nästa steg som vattnet bildas, nämligen elektrontransportkedjan. Det bildas också lite ATP eller GTP i citronsyracykeln, men ännu viktigare är att det frigörs en massa väte och energirika elektroner vid oxidationerna i citronsyracykeln. De gör så att det bildas både NADH + H⁺ och FADH₂, som är en annan elektron- och vätebärare. De energirika elektroner som frigörs då kan gå vidare in i det sista steget av cellandningen, nämligen elektrontransportkedjan, där den slutliga energiutvinningen sker. Så, här har vi den då – citronsyracykeln i all sin härlighet. Och jag tycker faktiskt att du ska rita av alltsammans, men ta det lite lugnt med det, så ska jag ta det steg för steg tillsammans med dig. Som du ser här har jag delat in citronsyracykeln i åtta olika steg, men egentligen är det fler än så. Vi måste trots allt förenkla lite grann för att det ska bli förståeligt för dig. Det allra minsta som jag också tycker att du ska lära dig att skriva med strukturformler, det är det här som sker i det allra första steget. Då reagerar acetyl-CoA med en molekyl, eller rättare sagt en jon, som heter oxalacetat, och så bildas det citronsyra – – eller egentligen citrat. Det är nämligen så att vid det pH som råder i cellen är citronsyran till största delen protolyserad – – och har alltså omvandlats till en citratjon istället. Så ja, egentligen borde man ju kalla den här cykeln för citratcykeln och inte citronsyracykeln. För att lära dig strukturformeln oxalacetaten här, så ser du att den lite grann liknar oxalsyra. Oxalsyra är ju den allra enklaste dikarboxylsyran, fast i oxalacetat är det fyra kolatomer istället för bara två. Och så ser du här också att vi har ett karbonylsyre, det vill säga ett dubbelbundet syre på en av kolatomerna här. Detta är med andra ord en ketogrupp, och därför är oxalacetat en slags ketosyra. Citronsyran är, som du fått lära dig tidigare, en hydroxisyra. Men hydroxylgruppen sitter här på en kolatom som binder till ytterligare tre kolatomer – – den är alltså en slags tertiär alkohol, och då är den besvärlig att oxidera. Det som händer i nästa steg är då att citraten omvandlas till isocitrat. Och ser du här, att isocitraten är en slags sekundär alkohol? Nu kan den oxideras, och det är precis vad som sker i steg 3! Här går NAD⁺ in som oxidationsmedel, och när den här OH-gruppen oxideras, omvandlas den till en ketogrupp – – vilket du kan se i produkten α-ketoglutarat här. Lägg också märke till att karboxylatgruppen här avgår i form av koldioxid, vilket gör att α-ketoglutaraten bara består av fem kolatomer. Vi skriver till detta att isocitraten oxideras med hjälp av NAD⁺ som oxidationsmedel. Isocitraten omvandlas då till α-ketoglutarat. Elektronerna och vätet från oxidationen gör att det bildas NADH + H⁺ och så avgår det också en koldioxidmolekyl. Vad det gäller α-ketoglutaraten tycker jag att du ska lägga märke till här att hydroxylgruppen omvandlas till en ketogrupp på det här kolet – och det här är ju α-kolet – så då förstår man att a-ha, det är därför det heter alfa-keto-glutarat. På det sättet kan du komma ihåg strukturformeln för α-ketoglutarat också. Nu ska vi titta på vad som händer i steg 4. Med hjälp av NAD⁺ och koenzym A här oxideras α-ketoglutaraten till succinyl-CoA. NAD⁺ funkar som vanligt som oxidationsmedel, men det som är speciellt här är att den här karboxylatgruppen avgår i form av koldioxid. Istället binder alltså koenzym A till det som är kvar. Den struktur med bara fyra kolatomer som nu är kvar kallas för en succinylrest, och eftersom den sitter ihop med koenzym A kallar vi alltsammans för succinyl-CoA. Vi skriver nu såhär, att α-ketoglutarat oxideras av NAD⁺. Det bildas NADH + H⁺ och samtidigt som en molekyl CO₂ avgår, binder HS-CoA in, så att succinyl-CoA bildas. I steg 5 kopplas koenzym A av, från succinylresten, så att det istället bildas succinat. Den här processen är exoterm, och det utnyttjas av en del organismer för att tillverka ATP ur ADP + Pi, och i djur, inklusive människa, för att också tillverka GTP, alltså guanosintrifosfat, ur GDP och Pi. ”Pi”, som vi skriver här, det står för ”inorganic phosphate” på engelska, i princip alltså en fosfatjon. Till detta skriver vi att HS-CoA kopplas loss från succinylresten. Det bildas för det första succinat, och den energi som frigörs tas om hand i form av ATP eller GTP. I steg 6 till 8 sker det en successiv oxidation av succinat till oxalacetat. I steg sex här sker det en eliminationsreaktion av två väteatomer, så att det bildas en dubbelbindning mitt i molekylen. Väteatomerna tas om hand av vätebäraren FAD som reduceras till FADH₂. Den här reaktionen katalyseras av ett enzym som heter succinatdehydrogenas, och det säger jag bara för att jag kommer att återkomma till det i min videogenomgång om elektrontransportkedjan. Molekylen som bildas här kallas för fumarat, och över dubbelbindningen i fumarat kan en vattenmolekyl adderas. Nu har vi fått en sekundär alkohol igen – det är malat jag pratar om då – – och med hjälp av NAD⁺ kan den oxideras till en slags keton – och då är vi tillbaka till oxalacetat igen här uppe! Vi skriver då att i steg 6–8 oxideras succinat steg för steg – man kan säga successivt – till oxalacetat. Då bildas det FADH₂ och NADH + H⁺. Och då kan alltsammans börja om igen med att oxalacetaten reagerar med en ny acetyl-CoA för att bilda citrat igen, om och om igen…