Il ciclo dell'acido citrico, noto anche come ciclo di Krebs o ciclo dell'acido tricarbossilico (TCA), è il secondo stadio di respirazione cellulare. Questo ciclo è catalizzato da numerosi enzimi ed è chiamato in onore dello scienziato britannico Hans Krebs che ha identificato la serie di passaggi coinvolti nel ciclo dell'acido citrico. L'energia utilizzabile trovata nel carboidrati, proteine, e grassi mangiamo viene rilasciato principalmente attraverso il ciclo dell'acido citrico. Sebbene il ciclo dell'acido citrico non utilizzi direttamente l'ossigeno, funziona solo quando è presente ossigeno.
La prima fase della respirazione cellulare, chiamata glicolisi, si svolge nel citosol delle cellule citoplasma. Il ciclo dell'acido citrico, tuttavia, si verifica nella matrice della cellula mitocondri. Prima dell'inizio del ciclo dell'acido citrico, l'acido piruvico generato nella glicolisi attraversa la membrana mitocondriale e viene utilizzato per formare acetil coenzima A (acetil CoA). L'acetil CoA viene quindi utilizzato nella prima fase del ciclo dell'acido citrico. Ogni fase del ciclo è catalizzata da un enzima specifico.
Il gruppo acetilico a due atomi di carbonio di acetile CoA viene aggiunto ai quattro atomi di carbonio ossalacetato per formare il citrato a sei atomi di carbonio. Il acido coniugato di citrato è acido citrico, da cui il nome ciclo dell'acido citrico. L'ossaloacetato viene rigenerato alla fine del ciclo in modo che il ciclo possa continuare.
Il CoA viene rimosso dal succinile CoA molecola ed è sostituito da a gruppo fosfato. Il gruppo fosfato viene quindi rimosso e attaccato al guanosina difosfato (GDP) formando così guanosina trifosfato (GTP). Come l'ATP, il GTP è una molecola che produce energia e viene utilizzato per generare ATP quando dona un gruppo fosfato all'ADP. Il prodotto finale dalla rimozione di CoA dal succinile CoA è succinato.
Il malato si sta ossidando formando ossalacetato, il substrato iniziale nel ciclo. NAD + viene ridotto a NADH + H + nel processo.
Nel cellule eucariotiche, il ciclo dell'acido citrico utilizza una molecola di acetile CoA per generare 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH2, 2 CO2 e 3 H +. Poiché due molecole di acetil CoA sono generate dalle due molecole di acido piruvico prodotte in glicolisi, la il numero totale di queste molecole prodotte nel ciclo dell'acido citrico è raddoppiato a 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, 4 CO2 e 6 H +. Due ulteriori molecole NADH sono anche generate nella conversione di acido piruvico in acetil CoA prima dell'inizio del ciclo. Le molecole NADH e FADH2 prodotte nel ciclo dell'acido citrico vengono passate alla fase finale di respirazione cellulare chiamato la catena di trasporto degli elettroni. Qui NADH e FADH2 subiscono fosforilazione ossidativa per generare più ATP.