Während welcher Phase(n) der Zellatmung wird CO2 produziert?

Während der Zellatmung wird CO2 hauptsächlich während des Krebs-Zyklus produziert, wo vier CO2-Verbindungen freigesetzt werden. Allerdings werden 2 CO2-Verbindungen produziert, wenn Pyruvatsäure in eine Zwei-Kohlenstoff-Verbindung umgewandelt wird, die als Acetyl bekannt ist.

Der Krebs-Zyklus, auch Zitronensäure-Zyklus genannt, ist eine Reihe von enzymkatalysierten chemischen Reaktionen, die in allen lebenden Zellen von zentraler Bedeutung sind, insbesondere in solchen, die Sauerstoff als Teil der Zellatmung verwenden. In eukaryontischen Zellen findet der Zitronensäurezyklus in der Matrix des Mitochondriums statt. Die Komponenten und Reaktionen des Zitronensäurezyklus wurden durch die Entdeckung von Vitamin C durch den ungarischen Nobelpreisträger Albert Szent-Györgyi festgestellt und seinen komplexen Stoffwechsel in Energie und Metaboliten durch den Nobelpreisträger Hans Adolf Krebs, einen in Deutschland geborenen jüdischen Flüchtling nach Großbritannien, fortgeführt .

In aeroben Organismen ist der Zitronensäurezyklus Teil eines Stoffwechselwegs, der an der chemischen Umwandlung von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen in Kohlendioxid und Wasser beteiligt ist, um eine Form von nutzbarer Energie zu erzeugen. Andere relevante Reaktionen in diesem Stoffwechselweg umfassen die der Glykolyse und die Pyruvatoxidation vor dem Zitronensäurezyklus und die oxidative Phosphorylierung danach. Darüber hinaus stellt es Vorläufer für viele Verbindungen, einschließlich einiger Aminosäuren, bereit und ist daher sogar in Zellen funktionsfähig, die eine Fermentation durchführen. Seine zentrale Bedeutung für viele Biosynthesewege deutet darauf hin, dass es einer der frühesten gebildeten Teile der zellulären Stoffwechselprozesse war und sich möglicherweise abiogen gebildet hat.

Der Zitronensäurezyklus beginnt mit der Übertragung einer Zwei-Kohlenstoff-Acetylgruppe von Acetyl-CoA auf die Vier-Kohlenstoff-Akzeptorverbindung, um eine Sechs-Kohlenstoff-Verbindung, Citrat, zu bilden.

Das Citrat durchläuft dann eine Reihe chemischer Umwandlungen, wobei zwei Carboxylgruppen als CO2 verloren gehen. Die als CO2 verlorenen Kohlenstoffe stammen aus Oxalacetat, nicht direkt aus Acetyl-CoA. Die von Acetyl-CoA gespendeten Kohlenstoffe werden nach der ersten Umdrehung des Zitronensäurezyklus Teil des Oxalacetat-Kohlenstoffrückgrats. Der Verlust der Acetyl-CoA-gespendeten Kohlenstoffe als CO2 erfordert mehrere Zyklen des Zitronensäurezyklus. Aufgrund der Rolle des Zitronensäurezyklus beim Anabolismus können sie jedoch nicht verloren gehen, da viele der Zwischenprodukte des TCA-Zyklus auch als Vorläufer für die Biosynthese anderer Moleküle verwendet werden.

Der größte Teil der Energie, die durch die oxidativen Schritte des Zyklus zur Verfügung gestellt wird, wird als energiereiche Elektronen auf NAD+ übertragen, wodurch NADH entsteht. Für jede Acetylgruppe, die in den Zitronensäurezyklus eintritt, werden drei Moleküle NADH produziert. Elektronen werden auch auf den Elektronenakzeptor Q übertragen und bilden QH2. Am Ende jedes Zyklus wurde das Vier-Kohlenstoff-Oxalacetat regeneriert und der Zyklus wird fortgesetzt.

CO2 wird hauptsächlich während des Krebszyklus (Zitronensäure) produziert (4 CO2 / Glukose). Es wird auch CO2 direkt vor dem Krebs-Zyklus produziert, da Pyruvat in eine 2-Kohlenstoff-Verbindung (Acetyl) umgewandelt wird, die dann in den Krebs-Zyklus eintritt (2 CO2 / Glukose).

Hier ist ein Diagramm:   www.freethought-forum.com