Energetický metabolismus chemoorganotrofních bakterií

Krebsův cyklus (citrátový cyklus, cyklus trikarboxylových kyselin) je amfibolický proces, ve kterém se vzájemně prolínají obě stránky metabolismu – katabolismus (oxidace zdroje energie až na CO₂) a anabolismus (produkce vhodných uhlíkatých molekul pro tvorbu vlastních aminokyselin, nukleových bazí, mastných kyselin, atd.). U bakterií je lokalizovaný na cytoplasmatické membráně. Aby nedošlo k jeho zastavení, jsou jednotlivé intermediáty Krebsova cyklu průběžně doplňovány přídatnými, tzv. anaplerotickými reakcemi (karboxylace pyruvátu, štěpení isocitrátu, glyoxylátový cyklus).

Do Krebsova cyklu vstupuje acetyl-CoA. Dvouuhlíkový acetát je jednou otočkou cyklu oxidován na dvě molekuly CO₂. Současně vznikají 4 páry vodíkových atomů, z toho 3 ve formě NADH₂ a jeden ve formě FADH₂. Všechny čtyři páry vodíků končí po průchodu respiračním řetězcem na kyslíku redukovaném na vodu. Při oxidaci jedné molekuly acetylu a následné oxidační regeneraci kofaktorů vznikne až 12 molekul ATP. Zdrojem acetylu je pyruvát vytvořený glykolýzou z glukosy, při aerobní respiraci jedné molekuly glukosy vzniká celkem až 38 molekul ATP.

Mimo pyruvátu jsou Krebsovým cyklem využívány i další produkty glykolýzy – ethanol, glycerol a laktát, dále dikarboxylové a trikarboxylové kyseliny, vyšší mastné kyseliny a většina deaminovaných aminokyselin. Citrátový cyklus slouží mikroorganismů jako zdroj oxokyselin pro syntézu aminokyselin.

Průmyslové využití nachází řada intermediátů Krebsova cyklu. Za zmínku stojí průmyslová produkce kyseliny citronové plísněmi (např. Aspergillus niger) či produkce kyseliny glutamové některými koryneformními bakteriemi. Plíseň Rhizopus nigricans a někteří zástupci rodu Mucor produkují fumarát (tzv. fumarové kvašení), který se využívá při výrobě plastů či přípravě esterů používaných v kosmetickém průmyslu.