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从阿尔伯特·圣乔治到汉斯·克雷布斯：谁发现了这个能量产生的奇迹？
在生物学的不同发展过程中，能量的生产方式一直是研究的焦点，而克雷布斯循环（又称为柠檬酸循环或TCA循环）是我们理解细胞如何产生能量的基石。这一系列的生化反应不仅释放了储存于营养物中的能量，还是新陈代谢过程的重要组成部分。本文将年追溯至这一伟大发现的人物，探讨从阿尔伯特·圣乔治到汉斯·克雷布斯之间的连结。
克雷布斯循环涉及将从碳水化合物、脂肪和蛋白质中派生的乙醯辅酶A进行氧化，产生的化学能以ATP的形式释放。
克雷布斯循环的基本概念
克雷布斯循环是一个关键的代谢路径，指导细胞如何通过氧化不同的营养物质来获取能量。此循环的主要角色是将乙醯辅酶A（Acetyl-CoA）代谢为二氧化碳和水，同时生成NADH和FADH2等高能化合物。 NADH和FADH2随后进入氧化磷酸化过程，进一步转化为ATP。
历史背景
克雷布斯循环的发现可追溯到20世纪30年代，当时医学研究者阿尔伯特·圣乔治通过研究鸽子的胸肌，发现了几种循环中的关键成分。圣乔治的研究专注于富含氧化能力的肌肉组织，这为其后来的克雷布斯循环的确认奠定了基础。
「我们的代谢系统就像是一个大锅，将所有进入的能量都汇聚在一起，为生命提供动力。」
然而，克雷布斯循环的确立是在1937年，当时汉斯·克雷布斯和他的同事威廉·亚瑟·约翰森在谢菲联大学同时确认了这个循环的完整机制。克雷布斯因其发现而获得1953年的诺贝尔生理学或医学奖。
克雷布斯循环的运作机制
克雷布斯循环内部包含十个基本步骤。每当乙醯-CoA进入循环，它首先与四碳的草醯乙酸结合形成六碳的柠檬酸，然后经过一系列化学变化，最终恢复为草醯乙酸。这个过程中，每个乙醯基的进入，会产生三个NADH、一个FADH2以及一个GTP或ATP，并释放出二氧化碳。
能量产生的效率
根据预测，通过克雷布斯循环的完整氧化，一分子葡萄糖最终可以生成最多38个ATP。但实际的产量常常因各种生物过程中的效率损失而有所降低，通常在30至36之间。因此，这引发了科学家对能量产生过程的兴趣与研究。
克雷布斯循环的变异性
尽管克雷布斯循环在高度保守的基因组中发挥着主要的功能，然而在不同的生物分类中，酶的变异性相当显著。该循环在真核生物和原核生物中的运行方式存在差异，也反映了系统对其环境的适应性。
现代意义：
当然，克雷布斯循环的研究并不仅限于提高我们对代谢的理解，还具有重要的临床意义。癌症研究中发现的代谢变异，不仅改变了细胞的能量供给，同时也调节了细胞的生长和生存。而这反过来寻找新的癌症疗法的可能性，均让克雷布斯循环重获新生。
「每五十年便有一场生化革命，克雷布斯循环正是其中的核心。」
从阿尔伯特·圣乔治到汉斯·克雷布斯，这段历史告诉我们，科学的进步往往是许多友好的连结和合作结出的果实。未来，随着科学技术的进步，真正的能量生成过程会有更多的惊喜等待着我们发现。我们是否能够未来实现对这一过程的完善利用呢?
