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* 25.08.1900 in Hildesheim
† 22.11.1981 in Oxford

1937 beschrieb HANS A. KREBS in einem kurzen, nur 700 Worte umfassenden Artikel eine bahnbrechende Erkenntnis. Dem in Sheffield, Yorkshire, forschenden Wissenschaftler war es gelungen, die durchgängige Reaktionskette für den aeroben Endabbau der Zwischenprodukte des innerzellulären Kohlenhydrat-, Protein- und Fettstoffwechsels zu formulieren. Er nannte den Reaktionsablauf Citronensäure(Citrat)-, oder auch Tricarbonsäurezyklus. 1953 wurde HANS A. KREBS für diese Entdeckung, zusammen mit FRITZ ALBERT LIPMANN (1899-1986), mit dem Nobelpreis für Medizin oder Physiologie ausgezeichnet. Er gilt als Mitbegründer der modernen Biochemie.

Mitochondrien sind Zellorganellen, in denen Teile der Zellatmung als Citratzyklus und Atmungskette ablaufen. Hier entsteht der größte Teil der aus der Atmung gewonnenen Energie. Mitochondrien werden deshalb auch als die Kraftwerke der Zellen bezeichnet. Alle Mitochondrien zeigen im Prinzip den gleichen Grundaufbau. Ihre Dimensionen entsprechen in etwa denen von Prokaryoten (Durchmesser zwischen 0,5 und 0,8 µm).

Zellen nehmen zu ihrer Energieversorgung Glucose (Traubenzucker) auf, welche im Cytoplasma und in den Mitochondrien von Eukaryoten (Lebewesen, deren Zellen einen Zellkern besitzen) vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut wird. Am Ende des Abbauweges gewinnt die Zelle mit Hilfe der frei werdenden Energie die energiereiche Verbindung ATP, die für viele Stoffwechselvorgänge als universelle Energiequelle für den Organismus erforderlich ist. Zur Zellatmung zählen die Prozesse der Glykolyse, des Citratzyklus und der Atmungskette.

Die Atmungskette ist der letzte Schritt des in den Mitochondrien stattfindenden Glucoseabbaus und schließt sich an Glykolyse und Citratzyklus an. Die während des Citratzyklus entstandenen Coenzyme NADH und ${\text{FADH}}_{\text{2}}$ übertragen ihren Wasserstoff an Sauerstoff und bilden somit Wasser – eine Knallgasreaktion mitten in der Zelle - würde diese Reaktion nicht auf viele harmlose Schritte aufgespalten ablaufen – die Atmungskette. Als Endprodukt entsteht ATP, welches dem Organismus als Energie zur Verfügung steht.
Die Enzyme der Atmungskette sind bei Prokaryoten in der Cytoplasmamembran, bei Eukaryoten in der inneren Mitochondrienmembran lokalisiert. Sie bilden eine Reihe/Kette von Redoxsystemen, durch die Elektronen stufenweise in Richtung positiveres Potenzial transportiert werden. Integrale Membranproteine pumpen an drei Stellen der Reaktionskette Protonen durch die Membran, da diese nicht ohne Weiteres die Biomembranen passieren können. Es gibt drei verschiedene Transportarten für Elektronen in der Atmungskette: die ausschließliche Elektronenübertragung (${\text{Fe}}^{\text{3+}}$ zu ${\text{Fe}}^{\text{2+}}$), die Übertragung eines Wasserstoffatoms (${\text{H}}^{\text{+}}\text{+}{\text{e}}^{\text{-}}$) oder die Übertragung eines Hydridions (${\text{H}}^{\text{-}}$).

Die Zellatmung erfolgt in drei Komplexen: Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette.

Der Citratzyklus ist eine 1937 von HANS ADOLF KREBS (1900-1981), G. MARTIUS und F. KNOOP etwa gleichzeitig entdeckte zyklische biochemische Reaktionskette, welche in allen lebenden Zellen abläuft. Er verläuft unter Beteiligung von Zitronensäure (Citrat), die zum Zwecke der Gewinnung von Reduktionsäquivalenten in andere organische Säuren umgewandelt wird. Er oxidiert in acht Schritten Acetyl-Reste zu Wasser und Kohlenstoffdioxid. Die dabei gewonnenen Reaktionsprodukte werden an die Atmungskette weitergegeben. Durch anschließende oxidative Phosphorylierung gewinnt die Zelle aus diesem Vorgang 10 ATP pro Acetyl-Gruppe.
Außerdem erfüllt der Citratzyklus eine Schlüsselfunktion im intermediären Stoffwechsel der Zelle. Er verbindet den energieliefernden Endabbau des aus dem Protein-, Fett- und Kohlenhydratstoffwechsel stammenden Zwischenprodukts Acetyl-Coenzym A mit der Erzeugung zahlreicher Vorstufen für anabole Biosynthesewege.

Die beiden Coenzyme ${\text{NAD}}^{\text{+}}$ und FAD übertragen Elektronen aus den Wasserstoffatomen der Glucose auf die Elektronentransportkette zur Energiegewinnung. Dieses Auf- und Abladen der Elektronen wird als Elektronenschaukel bezeichnet.