시트르산회로의 생성물

식물과 동물을 포함한 대부분의 유기체의 세포는 산소가 필요한 세포호흡의 형태인 유산소(aerobic; 호기성) 호흡을 통해 사용 가능한 에너지를 얻습니다. 유산소 호흡은 해당과정(glycolysis), 피루브산 산화(pyruvate oxidation), 시트르산회로(citric acid cycle), 산화적 인산화(oxidative phosphorylation), 이렇게 네 가지 주요 단계로 구성됩니다. 세 번째 주요 단계인 시트르산회로는 크렙스회로(Krebs cycle), TCA 회로(tricarboxylic acid cycle, 줄여서 TCA cycle), 구연산회로라고도 알려져 있습니다.

시트르산회로는 세포호흡 중 포도당 분자당 2번 진행됩니다. 이는 해당과정(유산소 호흡의 첫 단계)이 포도당 분자당 피루브산 분자 2개를 생성하기 때문입니다. 피루브산 산화(유산소 호흡의 두 번째 단계) 중 각 피루브산 분자는 시트르산회로에 들어갈 아세틸 CoA(acetyl CoA) 1개로 변환됩니다. 따라서 포도당 분자당 아세틸CoA 분자가 2개가 생성됩니다. 아세틸 CoA 분자 2개는 각각 따로 시트르산회로를 1번 거칩니다.

시트르산회로는 아세틸 CoA와 옥살로아세트산(oxaloacetate; oxaloacetic acid)의 융합으로 시작해 시트르산(citrate; citric acid; 구연산)을 형성합니다. 각 아세틸 CoA 분자당 시트르산회로의 생성물은 이산화탄소 분자 2개, NADH 분자 3개, FADH₂ 분자 1개, 그리고 GTP 또는 ATP 분자 1개입니다. 따라서, 시트르산회로는 포도당 분자당 (두 개의 아세틸-CoA 분자를 생성)에 이산화탄소 분자 4개, NADH 분자 6개, FADH₂ 분자 2개, 그리고 GTP 또는 ATP 분자 2개를 생성합니다. 또한 시트르산회로는 회로를 시작하는 옥살로아세트산을 재생산합니다.

시트르산회로의 ATP 수율은 보통이지만, 보조효소(coenzyme) NADH와 FADH₂의 생성은 세포호흡의 마지막 단계인 산화적 인산화에서 ATP 생산에 매우 중요합니다. 이 보조효소들은 전자운반체(electron carrier) 역할을 하고 자신의 전자(electron)를 전자전달계(electron transport chain)에 공여하며, 궁극적으로 세포호흡에 의해 생성되는 ATP의 대부분을 생산합니다.