三羧酸循环：细胞能量代谢的核心引擎
三羧酸循环（Tricarboxylic Acid Cycle，简称TCA循环），又称为柠檬酸循环或克雷布斯循环，是生物体内最重要的代谢途径之一。这一循环由德国科学家汉斯·克雷布斯于1937年发现，并因此获得了1953年的诺贝尔生理学或医学奖。作为细胞能量代谢的核心环节，三羧酸循环在维持生命活动方面起着不可替代的作用。
三羧酸循环发生在真核生物的线粒体基质中，在原核生物中则位于细胞质内。其主要功能是从糖类、脂肪和蛋白质等有机物分解过程中产生的乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）开始，通过一系列氧化反应释放出大量能量，同时生成重要的中间产物，用于合成其他生物分子。循环中的关键步骤包括α-酮戊二酸的脱羧、琥珀酰辅酶A的形成以及最终的FADH₂和NADH生成。这些高能电子载体随后进入呼吸链，驱动ATP的产生。
此外，三羧酸循环还为细胞提供了多种代谢前体物质，例如氨基酸、核苷酸及脂质合成所需的化合物。例如，草酰乙酸可以转化为天冬氨酸；而α-酮戊二酸可进一步转变成谷氨酸。这种灵活性使得三羧酸循环成为连接碳、氮和能量代谢的关键枢纽。
总之，三羧酸循环不仅是细胞获取能量的主要方式，也是调控整个新陈代谢网络的重要节点。它以高效且精确的方式将食物转化为生命的动力源泉，展现了自然界精妙绝伦的设计智慧。