克雷布斯循环是发生在大多数活细胞中产生能量的八个反应的序列。

此时此刻，你是某种难以置信的复杂生物化学的场所。

为了让你的身体做任何事情，你需要能够完成一种叫做细胞呼吸的事情，在这种事情中，你的细胞从你呼吸的氧气和你吃的食物中产生能量。

让我们看看克雷布斯循环是如何让这一科学奇迹发生的。

细胞呼吸

细胞呼吸的一个主要目标是产生一种特殊类型的储存能量，称为ATP，或三磷酸腺苷。把它想象成你的细胞所说的能量语言。阳光是能量，但我们不能用它为我们的身体提供能量，因为它不讲我们身体所知道的能量语言——动物身体只讲ATP。

克雷布斯循环（也称为柠檬酸循环（CAC）或三羧酸循环（TAC）），以汉斯·克雷布斯命名。1937年，他是第一个提出这一生物化学原理的人，并因此获得了1953年的诺贝尔生理学或医学奖。

这是理所当然的，因为克雷布斯循环极其复杂，利用化学键的变化来重新排列能量。

克雷布斯循环发生在我们的细胞中，穿过线粒体的内膜，线粒体是负责细胞能量产生的细胞器。

细胞呼吸是一个多步骤的过程，从糖酵解开始，糖酵解分解葡萄糖的六碳化合物，并提供三碳分子，称为丙酮酸和两种富含能量的化合物，称为NADH。从这里开始，克雷布斯循环把它带走。

克雷布斯循环

克雷布斯循环是一个有氧过程，这意味着它需要氧气来工作。因此，随着氧化磷酸化的过程，克雷布斯循环立即开始在呼吸途径中混合碳和氧：

首先，两个碳进入循环，两个碳被氧化并从循环中移除。

我们可以认为第一步是完成葡萄糖的氧化，如果我们计算糖，有6个糖在糖酵解过程中进入呼吸途径，总共有6个必须退出。这并不是真正相同的六个碳，但它确实有助于加强葡萄糖通过该途径转化为二氧化碳。

三碳分子中的一个碳与一个氧分子结合，以二氧化碳的形式离开细胞。这就剩下了一个双碳分子叫做乙酰辅酶a。进一步的化学反应以氧化碳的方式重组分子，得到另一种NADH和FADH。

环形转盘

在完成呼吸途径后，克雷布斯循环经历第二次氧化过程，看起来很像一个环形转盘；这使它成为一个循环。乙酰辅酶a进入循环，与草酰乙酸结合形成柠檬酸合成酶，因此被称为“克雷布斯循环”。

这种柠檬酸经过许多步骤被氧化，在环岛周围一路脱落碳，直到草酰乙酸被苹果酸氧化再生。随着碳从柠檬酸中脱落，它们变成二氧化碳分子，从细胞中吐出来，最终被你呼出。

能量产生和辅酶

在第二次氧化过程中，与辅酶a的硫形成一个新的高能键，产生琥珀酸辅酶a，这里有足够的能量，我们可以直接产生一个ATP当量；GTP实际上是合成的，但它和ATP的能量是一样的——这只是系统的一个怪癖。

辅酶的去除只剩下琥珀酸盐分子。从琥珀酸点开始循环，一系列步骤重新排列化学键和一些氧化事件恢复原来的草酰乙酸。在这个过程中，该途径首先产生一个低能量的FADH分子和一个最终的NADH分子。

启示和进化考虑

对于每一个进入呼吸系统的葡萄糖，环形转盘可以旋转两次，每一个进入它的丙酮酸就旋转一次。然而，它并不一定要绕两圈，因为细胞可以为其他大分子吸走碳，或者通过牺牲氨基酸或利用储存在脂肪中的能量来投入更多的循环。

关于克雷布斯循环需要注意的一点是腺苷的频繁出现——它存在于NADH、FADH、辅酶和ATP分子中。

腺苷是蛋白质的“分子把手”。我们可以想象，ATP结合袋的进化被共享和循环利用，从而成为使用类似基序的其他分子的结合位点。