Citronsyrecyklus, også kendt som Krebs-cyklus eller tricarboxylsyre-cyklus (TCA), er det andet trin i cellulær respiration. Denne cyklus katalyseres af flere enzymer og navngives til ære for den britiske forsker Hans Krebs, der identificerede række trin involveret i citronsyrecyklus. Den anvendelige energi, der findes i kulhydrater, proteiner, og fedtstoffer vi spiser frigives hovedsageligt gennem citronsyrecyklus. Selvom citronsyrecyklussen ikke bruger ilt direkte, fungerer det kun, når der er ilt.
Den første fase af cellulær respiration, kaldet glykolyse, finder sted i cytosolen fra cellens cytoplasma. Citronsyrecyklus forekommer imidlertid i cellens matrix mitokondrier. Før begyndelsen af citronsyrecyklus krydser pyruvinsyre dannet ved glykolyse den mitokondriske membran og bruges til at danne acetylcoenzym A (acetyl CoA). Acetyl CoA anvendes derefter i det første trin i citronsyrecyklus. Hvert trin i cyklussen katalyseres af et specifikt enzym.
To-carbon-acetylgruppen af acetyl CoA sættes til fire-carbon
oxaloacetat til dannelse af 6-carboncitratet. Det konjugatsyre af citrat er citronsyre, derfor navnet citronsyrecyklus. Oxaloacetat regenereres ved slutningen af cyklussen, så cyklussen kan fortsætte.CoA fjernes fra succinyl CoA molekyle og erstattes af en fosfatgruppe. Fosfatgruppen fjernes derefter og fæstnes til guanosindiphosphat (BNP), hvorved guanosintriphosphat (GTP) dannes. Ligesom ATP er GTP et energiudbytende molekyle og bruges til at generere ATP, når det donerer en fosfatgruppe til ADP. Det endelige produkt fra fjernelse af CoA fra succinyl CoA er succinat.
Malat oxideres oxaloacetat, begyndelsessubstratet i cyklussen. NAD + reduceres til NADH + H + i processen.
I eukaryote celler, citronsyrecyklus bruger et molekyle acetyl CoA til at generere 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH2, 2 CO2 og 3 H +. Da to acetyl CoA-molekyler dannes fra de to pyruvinsyremolekyler produceret i glykolyse, er det samlede antal af disse molekyler, der er frembragt i citronsyrecyklus, fordobles til 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, 4 CO2 og 6 H +. To yderligere NADH-molekyler genereres også i omdannelsen af pyruvinsyre til acetyl CoA inden cyklusens start. NADH- og FADH2-molekylerne, der er produceret i citronsyrecyklus, føres videre til slutfasen af cellulær respiration kaldes elektrontransportkæden. Her gennemgår NADH og FADH2 oxidativ fosforylering for at generere mere ATP.