Kitaran Krebs, juga dikenali sebagai kitaran asid sitrik atau kitaran asid trikarboksilik, merupakan bahagian penting dalam respirasi selular dan pengeluaran tenaga dalam semua organisma aerobik. Ia adalah siri kompleks tindak balas kimia yang berlaku dalam mitokondria dan memainkan peranan penting dalam metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Sebelum substrat boleh memasuki kitaran Krebs, mereka melalui laluan metabolik yang berbeza untuk ditukar kepada perantaraan yang serasi dengan kitaran.
Glikolisis
Glikolisis ialah peringkat awal dalam pemecahan glukosa, di mana molekul glukosa ditukar kepada dua molekul piruvat. Proses ini berlaku dalam sitoplasma dan menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH. Piruvat yang dihasilkan daripada glikolisis kemudiannya memasuki mitokondria dan seterusnya dioksidakan kepada asetil-KoA, yang merupakan titik masuk utama ke dalam kitaran Krebs.
Pengoksidaan Beta
Pengoksidaan beta ialah laluan metabolik untuk katabolisme asid lemak. Asid lemak rantai panjang mula-mula diaktifkan dan diangkut ke dalam mitokondria, di mana ia menjalani satu siri tindak balas yang menghasilkan penjanaan molekul asetil-KoA. Molekul asetil-KoA ini kemudiannya dimasukkan ke dalam kitaran Krebs untuk menghasilkan tenaga melalui pengoksidaan atom karbonnya.
Katabolisme Asid Amino
Asid amino, blok binaan protein, juga boleh menyumbang kepada kitaran Krebs melalui laluan kataboliknya. Asid amino yang berbeza ditukar kepada perantaraan yang boleh memasuki kitaran pada pelbagai titik. Sebagai contoh, rangka karbon beberapa asid amino menjalani proses transaminasi dan deaminasi untuk membentuk molekul seperti piruvat, oksaloasetat, atau alfa-ketoglutarat, yang terlibat secara langsung dalam kitaran Krebs sebagai perantaraan.
Peraturan dan Integrasi
Laluan metabolik yang menuju ke kitaran Krebs dikawal ketat untuk mengekalkan homeostasis selular dan keseimbangan tenaga. Enzim, kofaktor dan pengawal selia alosterik mengawal fluks substrat dan perantaraan melalui laluan ini, memastikan kitaran Krebs beroperasi secara optimum di bawah keadaan fisiologi yang berbeza. Selain itu, laluan untuk glukosa, asid lemak, dan katabolisme asid amino disepadukan untuk memenuhi permintaan tenaga dinamik sel, dengan perantaraan metabolik mengalir masuk dan keluar dari kitaran mengikut keperluan.
Memahami laluan metabolik yang memasuki kitaran Krebs memberikan pandangan tentang cara sel memperoleh tenaga daripada pelbagai nutrien dan cara disregulasi laluan ini boleh membawa kepada gangguan metabolik. Hubungan rumit antara glikolisis, beta-pengoksidaan, dan katabolisme asid amino berfungsi sebagai asas biokimia, mendedahkan keanggunan dan kerumitan metabolisme selular.