הצגת המקור של הדף "מעגל קרבס"

'''מַעְגַּל חֻמְצַת הַלִּימוֹן, מַעְגַּל קְרֵבְּס''' (ב[[אנגלית]]: '''citric acid cycle, Krebs cycle''') הוא מסלול [[מטבוליזם|מטבולי]] המשמש להפקת [[אנרגיה]] מ[[תרכובות אורגניות]] ב[[אורגניזם|יצורים חיים]].

למעגל קרבס שלל שמות נוספים: '''מעגל חומצת הלימון''', '''מעגל חומצה ציטרית''', '''מעגל החומצות הטריקרבוקסיליות''' (או בקיצור: '''מעגל TCA''') ו'''מעגל קרבס-[[אלברט סנט-גיירגי|סנט-גיירגי]]'''. המעגל קרוי על שם ה[[ביוכימאי]] ה[[יהודים|יהודי]]-[[גרמניה|גרמני]] [[הנס אדולף קרבס]], ועל גילויו הוענק לקרבס [[פרס נובל לרפואה]] לשנת 1953.

[[קובץ:Citric acid cycle with aconitate 2.svg|שמאל|ממוזער|380px|תרשים מפורט של מעגל קרבס]]

== חשיבות המסלול ==
ביצורים [[אווירני]]ים מהווה מעגל קרבס את השלב השני מתוך שלושה בתהליך ה[[נשימה תאית|נשימה התאית]]. לפני המעגל מתרחשת ה[[גליקוליזה]]; התוצר שלה, [[פירובט]], הופך ל[[אצטיל קואנזים A]], שמהווה את תחילתו של מעגל קרבס. התוצרים של המעגל הם שתי מולקולות [[ATP]] ושני [[קואנזים|קואנזימים]] [[חמצון חיזור|מחוזרים]] (כלומר - נושאי [[אלקטרון|אלקטרונים]] עודפים; מקורם של האלקטרונים באצטיל קואנזים A אשר מפורק בַמעגל); שני אלו - [[NADH]] ו-[[FADH2]] - עוברים לשלב השלישי של הנשימה התאית, ה[[זרחון חמצוני|זרחון החמצוני]], בו הם תורמים את האלקטרונים שלהם לחמצן. מעבר האלקטרונים מה[[מזון]] (ראשיתו של תהליך הנשימה התאית) אל החמצן (סופו של תהליך הנשימה התאית) מלווה בפליטת אנרגיה, אותה מסוגל ה[[תא]] לנצל בשלב מאוחר יותר.

מעגל קרבס מתרחש במטריקס של ה[[מיטוכונדריה]] ביצורים [[אוקריוטיים]] וב[[ציטופלזמה]] ביצורים [[פרוקריוטיים]] ([[חיידקים]]).

== הכנה למעגל קרבס: מפירובט לאצטיל קואנזים A ==
החומר ההתחלתי שנכנס למעגל קרבס הוא [[אצטיל קואנזים A]]; החומר הסופי בתהליך הגליקוליזה, לעומת זאת, הוא [[פירובט]]. לפני מעגל קרבס מתרחשת לפיכך המרה של השני לראשון.

קואנזים A, מולקולה ארוכה הנגזרת מ-ATP ומ[[ויטמין B5|וויטמין B5]], משמש בסך הכול כנשא של קבוצת ה[[אצטיל]] ('''CH<sub>3</sub>C=O'''), ואינו משתתף בתגובה כלשהי. האצטיל לבדו אינו נוטה להגיב עם תרכובות אחרות, והיותו מחובר לקואנזים A גורמת ל"הפעלתו". האתר הפעיל של קואנזים A נמצא בקצה המולקולה; זוהי קבוצת [[תיול]] (סולפהידריל, אטום [[גופרית]] הקשור לאטום [[מימן]]: '''SH'''). קבוצת התיול נוטה לאבד את [[אטום המימן]] ולהתרכב עם אצטיל; תכונה זו משמשת לא רק במעגל קרבס, אלא גם בעשרות מסלולים מטבוליים אחרים בתא.

הקבוצה שאכן מגיבה במעגל קרבס היא לפיכך אצטיל. הפירובט מכיל שלושה אטומי פחמן, ואילו האצטיל מכיל שני אטומי פחמן. בצעד מקדים למעגל קרבס נפטר הפירובט מאטום פחמן אחד ומשני אטומי חמצן; התוצר הוא אצטיל ו[[פחמן דו-חמצני]]. כאן מתרחשת הפליטה הראשונה של פחמן דו-חמצני (בבעלי חיים מפותחים: אל מחזור הדם, ומשם אל הריאות והחוצה אל האוויר). שתי מולקולות נוספות של פחמן דו-חמצני, שמקורן הוא האצטיל, נפלטות במהלך מעגל קרבס. בנוסף לפחמן הדו-חמצני נפלטים גם שני אלקטרונים ו[[פרוטון]] אחד, דהיינו - יון הידריד ('''<sup>-</sup>H'''). את היון קולט נשא האלקטרונים [[NAD]] ומעביר אותו ל[[זרחון חמצוני|שרשרת הנשימה]], בדומה לשאר האלקטרונים הנאספים על ידי NAD בגליקוליזה ובמעגל קרבס עצמו.

התגובה שבמהלכה נפלט פחמן דו-חמצני מפירובט מכונה '''דקרבוקסילציה''' (שכן ה-'''COO''' שנפלט מהווה קבוצת [[קרבוקסילט]]). את התגובה מזרז ה[[אנזים]] '''PDH''', '''[[פירובט דהידרוגנאז]]''' (Pyruvate dehydrogenase). זהו מערך סבוך ומשוכלל של שלושה אנזימים וחמישה קואנזימים.

==שלבי התהליך==
המעגל מורכב משרשרת של שמונה [[תגובה כימית|תגובות כימיות]]; בתגובה הראשונה משתתף חומר (המכיל 4 אטומי פחמן) הנקרא '''[[אוקסלואצטט]]''' (Oxaloacetate); חומר זה נוצר גם בתגובה האחרונה בשרשרת, ולפיכך מדובר ב"מעגל": אוקסלואצטט מגיב בתחילת המעגל עם [[אצטיל קואנזים A]], וגורם בכך להתנעת התהליך; [[מולקולה|מולקולת]] האוקסלואצטט הנוצרת בסוף התהליך יכולה להגיב עם עוד מולקולת אצטיל קואנזים A ולהתניע מעגל חדש; לפיכך, מולקולת אוקסלואצטט אחת יכולה להגיב עם מספר בלתי מוגבל של מולקולות אצטיל קואנזים A.

=== פירוט שלבי מעגל קרבס===
* אוקסאלואצטט מתחבר לאצטיל קואנזים A ויוצר [[חומצה ציטרית|ציטרט]] (Citrate), מולקולה בת שישה פחמנים. שלב זה מתרחש בעזרת האנזים citrate synthase. זהו שלב חד כיווני.
* ציטרט עובר שינוי [[איזומר]]י והופך לאיזוציטרט (Isocitrate). שלב זה מתרחש בעזרת האנזים aconitase.
* איזוציטרט מאבד [[פחמן דו-חמצני]] והופך לאלפא-קטוגלוטרט (α-Ketoglutarate), מולקולה בת חמישה פחמנים. שלב זה מתרחש בעזרת האנזים isocitrate dehydrogenase.
* אלפא-קטוגלוטרט מאבד פחמן דו-חמצני, מתחבר לקואנזים A ויוצר סוקציניל (Succinyl) קואנזים A. שלב זה מתרחש בעזרת האנזים α-Ketoglutarate dehydrogenase. כעת נותרו 4 פחמנים, אם כן ניתן לראות כי שני אטומי [[פחמן]] נכנסים למעגל כיחידות acetyl ושני אטומי פחמן עוזבים אותו בצורת [[פחמן דו-חמצני]].
* סוקציניל קואנזים A מאבד קואנזים A והופך לסוקצינט (Succinate). שלב זה מתרחש בעזרת האנזים succinyl coA synthase בתהליך היוצר מולקולת GTP או ATP.{{הערה|שם=למבת' 1998|Johnson JD, Mehus JG, Tews K, Milavetz BI, Lambeth DO (October 1998). "Genetic evidence for the expression of ATP- and GTP-specific succinyl-CoA synthetases in multicellular eucaryotes". The Journal of Biological Chemistry. 273 (42): 27580–6. doi:10.1074/jbc.273.42.27580. {{PMID|9765291}}.|כיוון=שמאל}}
* סוקצינט הופך ל[[חומצה פומרית|פומרט]] (Fumarate). שלב זה מתרחש בעזרת האנזים Succinate dehydrogenase.
* פומרט הופך למלט (Malate). שלב זה מתרחש בעזרת האנזים fumarase.
* מלט הופך לאוקסאלואצטט. שלב זה מתרחש בעזרת האנזים malate dehydrogenase.

איבוד של פחמן דו-חמצני מתרחש פעמיים לאורך המעגל. זוהי '''מהותו''' ותפקידו העיקרי של המעגל: [[אטום|אטומי]] ה[[פחמן]], שמקורם ב[[גלוקוז]], ב[[חלבון|חלבונים]] וב[[חומצת שומן|חומצות השומן]] שאנו צורכים ב[[מזון]], [[חמצון חיזור|מתחמצנים]] באופן מלא והופכים לפחמן דו-חמצני, אשר נפלט מהתא אל [[מחזור הדם]] ולאחר מכן אל הסביבה בתהליך ה[[נשימה]]. זהו מקורו של הפחמן הדו-חמצני שאנו נושפים מ[[ריאות]]ינו. כשהמזון מתחמצן לפחמן דו-חמצני הוא מאבד אלקטרונים, אשר מועברים ממעגל קרבס אל השלב הסופי של הנשימה התאית - הזרחון החמצוני - שם הם יימסרו באופן סופי למולקולות חמצן. מעגל קרבס הוא, אם כן, '''התחנה הסופית''' של תהליך פירוק המזון שאנו צורכים (שכן בזרחון החמצוני לא נעשה כל פירוק שהוא, והדבר גם אינו אפשרי - המזון כולו חומצן במעגל קרבס לפחמן דו-חמצני ונפלט לסביבה).

ניתן גם לראות (בעזרת התרשים) את מקור שמותיו של המעגל: "מעגל חומצת הלימון" קרוי על שם תוצר הביניים הראשון - ציטרט (ה[[יון]] של חומצה ציטרית, חומצת לימון); "מעגל החומצות הטריקרבוקסיליות" כיוון שציטרט, איזוציטרט ואלפא-קטוגלוטרט הם יונים של [[חומצה קרבוקסילית|חומצות קרבוקסיליות]] משולשות, המכילות שלוש קבוצות קרבוקסיל ('''COOH''').

===שלב I - ציטראט===
{{ערך מורחב|ציטראט סינתאז}}

הריאקציה הראשונה במעגל קרבס היא תגובת [[דחיסה אלדולית]] של אצטיל קואנזים A עם אוקסלואצטט ליצירת ציטראט, המקוטלזת על ידי [[ציטראט סינתאז]].

משוואת הריקאציה:
<math>Acetyl CoA + oxaloacetate + H_2O \leftrightharpoons citrate + Coenzyme A</math>

בריאקציה, פחמן המתיל מקבוצת האצטיל של האצטיל קואנזים A, מצטרף לקבוצת הקרבוניל (C-2) של האוקסלואצטט. בשלב זה נוצר [[חומר ביניים|תוצר ביניים]] באתר הפעיל של האנזים - ציטרואיל קואנזים A, אשר עובר במהירות [[הידרוליזה]] ומשחרר מולקולות ציטראט וקואנזים A חופשיות.
<gallery widths="330" heights="200" perrow="2">
קובץ:Citrate Synthase (open form).png|האתר הפעיל של ציטראט סינתאז בצורה הפתוחה.
קובץ:Citrate synthase Closed form.png|האתר הפעיל של ציטראט סינתאז בצורה הסגורה בעת קישור לאוקסלואצטט.
</gallery>
האנזים ציטראט סינתאז המצוי אצל [[בעלי חיים]], [[צמחים]], [[פטריות]], [[ארכיאה]] ו[[חיידקים גראם-חיוביים]] מורכב מ-2 דומיינים, קטן וגדול, וביניהם נמצא האתר הפעיל של האנזים, ובו 2 אתרי קשירה - האחד לציטראט או לאוקסלואצטט והשני לקואנזים A. האתר הפעיל מורכב מ-3 שיירי [[חומצות אמינו]] ("[[שלשה קטליטית]]") החיוניים לפעילותו - 2 שיירי [[היסטידין]] ושייר [[אספרטט]] אחד (His<sup>274</sup>, His<sup>320</sup> ו-Asp<sup>375</sup>), להם סלקטיביות גבוהה ל[[סובסטרט]]ים של הריאקציה. צורתו המרחבית של האנזים משתנה מפתוח לסגור בעת הקישור עם הסובסטרטים שלו (כמו אוקסלואצטט). אצל [[אצות]] ו[[חיידקים גראם-שליליים]], האנזים מורכב מארבעה עד שישה דומיינים זהים והוא תלוי [[NADH]]. ציטראט סינתאז הוא האנזים היחיד במעגל קרבס אשר יכול לקטלז יצירת קשר פחמן-פחמן.{{הערה|[[#Wiegand G, Remington SJ (1986)|Wiegand G, Remington SJ (1986)]], p. 97-98|כיוון=שמאל}}

ההידרוליזה של הקשר התיאו-אסטרי עתיר האנרגיה הופכת את הריאקציה לאקסרגונית מאוד. [[אנרגיה חופשית של גיבס|האנרגיה החופשית הסטנדרטית של גיבס]] בריאקציה זו היא שלילית מאוד, ומשמעות הדבר ששלב זה חד כיווני; דבר זה חיוני מאוד לפעילותו של מעגל קרבס, מאחר שריכוז האוקסלואצטט הוא נמוך מאוד במצב נורמלי.{{הערה|שם=נלסון, עמ' 9–608|[[#Cox & Nelson (2005)|Cox & Nelson (2005)]], pp. 608−9.|כיוון=שמאל}}

מולקולת הקואנזים A ששוחררה בריאקציה ממוחזרת, ותשתתף בדה-קרבוקסילציה חמצונית של מולקולת פירובט נוספת שתיכנס לקומפלקס PDH.{{הערה|שם=נלסון, עמ' 9–608}}

===שלב II - איזוציטראט===
[[קובץ:Arrow Pushing Aconitase Final draft.tif|250px|שמאל|ממוזער|240px]]
השלב השני של מעגל קרבס הוא יצירת [[איזוציטראט]] באמצעות תגובת [[איזומריזציה]], דרך תוצר הביניים ציס-[[חומצה אקוניטית|אקוניטאט]] (משתייכת למשפחת ה[[חומצה תלת קרבוקסילית|תלת קרבוקסיליות]]). התגובה מקוטלזת על ידי האנזים [[אקוניטאז הידרטאז]] (בקיצור: אקוניטאז).

אקוניטאז מפעיל מנגנון [[דהידרציה]]-[[הידרציה]], כאשר באתר הפעיל מעורב בקטליזה [[צבר אטומים|צבר]] אטומי [[ברזל]]-[[גפרית]] [4Fe-4S]{{הערה|באופן כללי, האנזים מורכב מארבעה דומיינים וקיים בשתי צורות: פעיל ולא פעיל. בצורה הלא פעילה, שלושת הדומיינים הראשונים מעורבים באינטראקציות הדוקות עם צבר ה-[3Fe-4S] בעל מבנה הקוביה שבאתר הפעיל בעוד שהדומיין הרביעי קשור באינטראקציות חלשות יותר באמצעות [[פפטיד]] מוארך; ובצורה הפעילה, האנזים קושר אטום ברזל נוסף ויוצר צבר [4Fe-4S]. ראו [[#Lauble et al. (1992)|Lauble et al. (1992)]], p. 2736}}; השיירים הקטליטיים המעורבים באתר הפעיל הם His<sup>101</sup> ו-Ser<sup>642</sup>, ומלבדם קיימים לפחות 21 שיירי חומצות אמינו נוספים המעורבים בזיהוי הסובסטרט, ייצוב מבנה ה-[4Fe-4S] ועוד.{{הערה|[[#Lauble et al. (1992)|Lauble et al. (1992)]], p. 2735|כיוון=שמאל}}

בשלב הראשון של הריאקציה His<sup>101</sup> פועל כ[[חומצה]] (מוסר פרוטון) ועושה פרוטונוציה על קבוצת ההידרוקסיל שעל פחמן מס' 3 של הציטראט, ומאפשר לו להשתחרר כמולקולת מים ("דה-הידרציה"). בו זמנית, Ser<sup>642</sup> מקבל את הפרוטון הקשור לפחמן מס' 2, כך שנוצר קשר כפול בין פחמנים מס' 2–3, ומתקבל תוצר הביניים ציס-אקוניטאט. בנקודה זו, המולקולה עושה "פליפ" ומסתובבת ב-180° באופן שפחמן מס' ופחמן מס' 3 מחליפים את העמדות שלהם; נהוג לומר שה"פליפ" הזה משנה את המולקולה מ"מצב ציטראטי" ל"מצב איזוציטראטי".{{הערה|[[#Lloyd et al. (1999)|Lloyd et al. (1999)]], p. 2655|כיוון=שמאל}}

בשלב האחרון יש שימוש בתגובת הידרציה, כך שקבוצת ההידרוקסיל והמימן יקשרו מחדש למולקולה אך הפעם ב[[סטריאוכימיה]] הפוכה; במולקולת הציטראט הייתה קבוצת ההידרוקסיל קשורה לפחמן מס' 3 והמימן לפחמן מס' 2, ובמולקולת האיזוציטראט - ההידרוקסיל קשור לפחמן מס' 2 ואילו המימן לפחמן מס' 3. על מנת שפעולה זו תתרחש, השיירים הקטליטיים משנים את פעילותם: His<sup>101</sup> משמש עתה כ[[בסיס (כימיה)|בסיס]] ומקבל פרוטון ממולקולת מים, כך שנותר [[הידרוקסיל]] המשמש כנוקליאופיל ותוקף את פחמן מס' 2. שייר ה-Ser<sup>642</sup> עובר דה-פרוטונוציה על ידי הקשר הכפול של ציס-אקונטיאט כדי להשלים את ההידרציה, כך שיצור איזוציטראט.

===שלב III - אלפא-קטוגלוטראט===
בשלב השלישי מתרחשת דה קרבוקסילציה חמצונית של איזוציטראט, וקבלת התוצר [[אלפא קטוגלוטראט]] דרך תוצר הביניים [[אוקסלוסוקצינאט]]. התגובה מקוטלזת על ידי האנזים [[איזוציטראט דהידרוגנאז]] (IDH), ובמהלך התגובה משתחררת מולקולת ה[[פחמן דו-חמצני]] הראשונה במעגל.
[[קובץ:IDHcatalyticmechanism-en.svg|שמאל|ממוזער|240px|תרשים המתאר את הריאקציה של III - איזוציטראט דהידרוגנאז מקטלז יצירה של אלפא-קטוגלוטראט.]]

האנזים איזוציטראט דהידרוגנאז מורכב מ-3 תתי יחידות ודורש לפעילותו יון [[מגנזיום]] דו ערכי (Mg<sup>2+</sup>) או יון [[מנגן]] דו ערכי (Mn<sup>2+</sup>) באתר הפעיל. בבני אדם, האנזים קיים ב-3 איזופורמים: IDH3 מקטלז את ריאקציית השלב השלישי במעגל קרבס תוך כדי [[חיזור]] <sup>+</sup>NAD ל-NADH, ואילו IDH1 ו-IDH2 מקטלזים את אותה התגובה אך לא בקונטקסט של מעגל קרבס, ופועלים במיטוכונדריה, ב[[פראוקסיזום]] ובציטוזול.

שלבי הריאקציה (דיאגרמה מצד שמאל):

# חמצון האיזוציטראט ([[כוהל שניוני]]) לאוקסלוסוקצינאט ([[קטון]]): קבוצת האלכוהול שעל פחמן אלפא (C#2) עוברת [[דה-פרוטונציה]], כך שנוצר במקומו [[קטון]] (הכוללת כמובן קבוצת [[קרבוניל]], C=O) ונפלט [[הידריד]]; ה[[קופקטור]] <sup>+</sup>NAD משמש כנשא אלקטרונים וקולט את ההידריד, ומחוזר ל-NADH.
# דה-קרקבוקסילציה של אוקסלוסוקצינאט: החמצן שקשור לקבוצת הקרבוניל מותקף על ידי שייר [[טירוזין]] ועובר דה-פרוטונציה, וגורם לשחרור פחמן דו-חמצני מפחמן בטא (C#3) כקבוצה עוזבת. האלקטרונים נעים לעבר פחמן אלפא, יוצרים קשר כפול בין פחמנים אלפא ובטא ומפרקים את הקשר הכפול של הקרבוניל; משם נעים לאטום החמצן של קבוצת הקטון (החמצן הקשור לפחמן אלפא) וטוענים אותו מטען שלילי. זוג האלקטרונים הבלתי קושרים שעל פחמן אלפא אוסף מימן משייר [[ליזין]] סמוך. בשלב זה המולקולה השתנתה מצורת הקטו של האקוסלוסוקצינאט לצורת האנול, ויצרה יון אנולט. בשתי הצורות, הן בצורת הקטו (לפני עזיבת הפחמן הדו-חמצני) והן בצורת האנול, יון המגנזיום/מנגן בעל המטען החיובי הדו ערכי יוצר אינטראקציה עם אטומי החמצן הטעונים מטען שלילי ומייצב את המולקולה.
# [[תגובת שחלוף|שחלוף]] של צורת האנול ליצירת אלפא קטוגלוטראט: שייר ליזין מתקיף את אטום החמצן הקשור לפחמן אלפא וגורם לדה-פרוטונציה שלו, כך שזוג האלקטרונים הבלתי קושרים שלו יוצר שוב קשר כפול, ושובר את הקשר הכפול שבין פחמנים אלפא לבטא. זוג האלקטרונים הבלתי קושרים שהרכיב את הקשר הזה תוקף שייר ליזין, וגורם לקשירת אטום מימן לפחמן בטא.

===שלב IV - סוקציניל קואנזים A===
[[קובץ:Oxoglutarate dehydrogenase (α-Ketoglutarate dehydrogenase).png|300px|שמאל|ממוזער|240px|תרשים המתאר את הריאקציה של שלב IV - אלפא קטוגלוטראט דהידרוגנאז מקטלז יצירה של סוקציניל קואנזים A.]]

בשלב הרביעי מתרחשת דה-קרבוקסילציה חמצונית נוספת, הפעם של תוצר השלב הקודם - אלפא קטוגלוטראט, ויצירת [[סוקציניל קואנזים A]] ו[[פחמן דו-חמצני]]. הריאקציה מקוטלזת על ידי האנזים [[אלפא קטוגלוטראט דהידרוגנאז]], כאשר <sup>+</sup>NAD משמש כנשא אלקטרונים (מקבל) [[קואנזים A]] כנשא של קבוצת ה[[סוקציניל]]. אלפא קטוגלוטראט דהידרוגנאז הוא למעשה קומפלקס מולטי-אנזימטי שמורכב מאלפא קטוגלוטראט דהידרוגנאז (E<sub>1</sub>), דיהידרוליפואיל טרנס-סוקצינילאז (E<sub>2</sub>) ודיהידרוליפואיל דהידרוגנאז (E<sub>3</sub>).{{הערה|שם=Takusagawa עמ' 12}}

הריאקציה הזו היא למעשה דומה מאוד לריאקציה אותה מקטלז פירובאט דהידרוגנאז (PDH) בהכנה לכניסה למעגל קרבס (מעבר מפירובט לאצטיל קואנזים A), וגם הקומפלקס של אלפא קטוגלוטראט דהידרוגנאז דומה מאוד במבנה ובתפקוד לקומפלקס של פירובאט דהידרוגנאז, ואין ספק כי שניהם הגיעו מאותו אב אבולוציוני קדום{{מקור|סיבה=|נושא=מדעי הטבע}}. יש לציין שעל אף המבנה הדומה של הרכיב E<sub>1</sub> של 2 הקומפלקסים (וכן על אף ששניהם קושרים [[תיאמין פירופוספט|תיאמין טריפוספט]] כקופקטור), רצפי חומצות האמינו שלהם שונות כמובן, והם קושרים סובסטרטים שונים - פירובאט ואלפא-קטוגלוטראט. רכיבי E<sub>2</sub> ב-2 הקומפלקסים גם הם מאוד דומים, ושניהם קושרים קוולנטית [[חומצה ליפואית|ליפואיל]] כקופקטור. רכיב E<sub>3</sub> ב-2 הקומפלקסים זהה לחלוטין.{{הערה|[[#Cox MM, Nelson DL (2005)|Cox MM, Nelson DL (2005)]], p. 610|כיוון=שמאל}}

שלבי הריאקציה:{{הערה|שם=Takusagawa עמ' 12|[[#Takusagawa F. (2011)|Takusagawa F. (2011)]], p. 12|כיוון=שמאל}}

# דה-קרבוקסילציה של אלפא קטוגלוטראט (על ידי E<sub>1</sub>)
# העברה של קבוצת סוקציניל (על ידי E<sub>2</sub>)
# יצירת סוקציניל-CoA (על ידי E<sub>2</sub>)
# חמצון של E<sub>2</sub> (על ידי E<sub>3</sub>)
# חיזור של <sup>+</sup>NAD וקבלת NADH (על ידי E<sub>3</sub>)

== הרווח האנרגטי ==
במהלכו של מעגל קרבס נוצרת מולקולה אחת בלבד של ה[[נוקלאוטיד]] [[ATP]] או של [[GTP]],{{הערה|שם=למבת' 1998}} אשר לרוב מומר בעזרת [[אנזים]] ל-ATP, "מטבע האנרגיה" של כל היצורים החיים. על כל מולקולת גלוקוז שאנו צורכים במזון, אם כן, מתקבלות שתי מולקולות ATP במעגל קרבס (כיוון שגלוקוז מתפרק ב[[גליקוליזה]] לשתי מולקולות [[פירובט]], וכל אחת מהן מתניעה סיבוב נפרד של מעגל קרבס).

ב[[גליקוליזה]] מתקבלות גם כן שתי מולקולות ATP; לעומת זאת, בשלב הבא של הנשימה, ה[[זרחון חמצוני|זרחון החמצוני]], מתקבלות 30 - 36 מולקולות ATP. ברור, אם כן, שהזרחון החמצוני הוא השלב בו מופקת רוב האנרגיה; הגליקוליזה ומעגל קרבס הם שלבים מקדימים בלבד.

== מעגל קרבס כצומת מטבולי ==
בנוסף לתפקידו העיקרי של מעגל קרבס - הפקת אנרגיה - משמש המעגל גם כצומת מטבולי בעל חשיבות עליונה. כל תוצרי הביניים של המעגל (ראו לעיל) משמשים ל[[סינתזה (כימיה)|סנתוז]] ובניית חומרים שונים בתא ([[מטבוליזם|אנבוליזם]]). בנוסף, תרכובות רבות שאנו צורכים במזון, ואשר מהן לא מופקת אנרגיה באופן ישיר ([[נוקלאוטיד]]ים, [[חומצת אמינו|חומצות אמינו]], [[חומצת שומן|חומצות שומן]] - מתפרקים (עוברים [[קטבוליזם]]) בתא ותוצריהם מומרים לתוצרי הביניים של מעגל קרבס, כך שתרכובות אלו יכולות להיכנס ישירות למעגל ולהזין אותו.

==ביבליוגרפיה==
<div class="mw-content-ltr">
* {{עוגן|Cox & Nelson (2005)|Cox MM, Nelson DL (2005). ''Lehninger Principles of Biochemistry'' (4th ed.). New York: W.H. Freeman. {{ISBN|978-0-7167-4339-2}}}}
* {{עוגן|Lauble et al. (1992)|Lauble, H., Kennedy, M. C., Beinert, H., & Stout, C. D. (1992). Crystal structures of aconitase with isocitrate and nitroisocitrate bound. ''Biochemistry'', '''31(10)''', 2735-2748}}}
* {{עוגן|Lloyd et al. (1999)|Lloyd, S. J., Lauble, H., Prasad, G. S., & Stout, C. D. (1999). The mechanism of aconitase: 1.8 Å resolution crystal structure of the S642A: citrate complex. ''Protein Science'', '''8(12)''', 2655-2662.}}
* {{עוגן|Remington, S. James (1992)|Remington, S. James (1992), "Structure and Mechanism of Citrate Synthase", University of Oregon. In Stadtman, Earl R & Chock P. Boon (Eds.), "''Current Topics in Cellular Regulation, Volume 33: From Metabolite, to Metabolism, to Metabolon''", (p. 209-229), Academic Press, Inc., San Diego, California. {{ISBN|9781483217321}}}}
* {{עוגן|Takusagawa F. (2011)|Takusagawa F. (2011). "[https://web.archive.org/web/20120324072437/http://web.ku.edu/~crystal/taksnotes/Biol_638/notes/chp_16.pdf Chapter 16: Citric Acid Cycle]" (PDF). Takusagawa’s Note, Chapter 16 (p. 1-19). The University of Kansas.}}
* {{עוגן|Wiegand & Remington (1986)|Wiegand G, Remington SJ (1986). "[http://www.annualreviews.org.proxy1.athensams.net/doi/pdf/10.1146/annurev.bb.15.060186.000525 Citrate synthase: structure, control, and mechanism]". ''Annual Review of Biophysics and Biophysical Chemistry''. '''15''': 97–117. [[PMID]]: [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3013232 3013232].}}
</div>

==קישורים חיצוניים==
{{ויקישיתוף בשורה}}
* {{דוידסון|ד"ר יוחאי וולף|הכימאי שהבין את הנשימה התאית|sciencehistory/הכימאי-שהבין-את-הנשימה-התאית|25 באוגוסט 2016}}
* {{בריטניקה}}

== הערות שוליים ==
{{הערות שוליים}}

{{מטבוליזם}}
{{תהליכים בתא}}

{{בקרת זהויות}}
[[קטגוריה:ביוכימיה]]
[[קטגוריה:מטבוליזם]]
[[קטגוריה:מסלולים מטבוליים]]