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Lexikon der Biochemie: Glyoxylat-Zyklus

Glyoxylat-Zyklus, Krebs-Kornberg-Zyklus, eine bei bestimmten Pflanzen und Mikroorganismen vorkommende Variante des Tricarbonsäure-Zyklus, die eine Nettosynthese von Succinat und Oxalacetat aus Acetyl-CoA (Abb. 1) und damit die Bildung von Kohlenhydraten über die Gluconeogenese erlaubt. Der G. nutzt Teilreaktionen des Tricarbonsäure-Zyklus, wobei das Isocitrat aber durch die Isocitrat-Lyase (EC 4.1.3.1) in Succinat und Glyoxylat gespalten wird. Anschließend wird durch die Malat-Synthase (EC 4.1.3.2) Glyoxylat mit Acetyl-CoA zu Malat verknüpft, das danach zum Oxalacetat oxidiert wird (Abb. 2). Durch den G. werden praktisch die beiden Decarboxylierungsreaktionen des Tricarbonsäure-Zyklus umgangen. Bei jedem Umlauf werden zwei Moleküle Acetyl-CoA eingespeist. Bilanz:
2Acetyl-CoA + NAD+ + 2H2O → Succinat + 2CoA + NADH + H+.Somit können höhere Pflanzen und Mikroorganismen, die vorrangig Lipide als Energiequelle nutzen, über den G. Kohlenhydrate aufbauen. Der G. dient Pflanzensämlingen zur Verwertung ihrer Fettreserven. Er ermöglicht das Wachstum von Mikroorganismen auf Fettsäuren oder Essigsäure als einzige Kohlenstoffquelle. Da bei Wirbeltieren die Isocitrat-Lyase und Malat-Synthase fehlen, können sie keine Glucose aus Lipiden bilden.



Abb. 1. Glyoxylat-Zyklus. Generierung von Oxalacetat aus Acetyl-CoA.



Abb. 2. Glyoxylat-Zyklus. Vom Tricarbonsäure-Zyklus abweichende Schritte.

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