薬学用語解説

クエン酸回路
トリカルボン酸回路（tricarboxylic acid cycle，TCAサイクル）クレブス回路（Krebs cycle）

作成日: 2023年07月22日
更新日: 2024年03月01日
生物系薬学部会
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H. A. Krebsにより提唱された、糖、脂肪酸、ケト原性アミノ酸の炭素骨格を酸化する代謝経路である。好気的な条件下でエネルギー獲得に中心的な役割を果たす。真核生物ではミトコンドリア内（マトリクス）で行われるため、クエン酸回路に関与する酵素はマトリクスに存在する。唯一、コハク酸デヒドロゲナーゼはミトコンドリア内膜に存在する。炭素骨格を酸化する過程で、補酵素NAD＋やFADを還元して、NADH、FADH2を生成する。生成した還元型補酵素は、電子伝達系での酸化的リン酸化によりATPの産生に利用される。糖、脂肪酸、ケト原性アミノ酸由来のアセチルCoAは、クエン酸シンターゼの作用で、オキサロ酢酸と縮合しクエン酸を生じる。クエン酸は、順次、cis-アコニット酸、イソクエン酸になったのち、脱水素的脱炭酸を受け、2-オキソグルタル酸（α-ケトグルタル酸）になる。さらに、脱水素的脱炭酸、CoA の脱離、脱水素、加水、脱水素などの反応を順次受けて、スクシニルCoA、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸を経て、オキサロ酢酸に変換される。回路が1回転するあいだに、クエン酸を酸化し2分子の二酸化炭素を生じるので、アセチルCoA由来の炭素骨格は完全に酸化されることになる。脱水素反応により補酵素を還元して、NADHを3分子、FADH2を1分子産生する。また、エネルギー的にATPと等価のGTPを1分子産生する。