Ciklus limunske kiseline, također poznat kao Krebsov ciklus ili ciklus trikarboksilne kiseline (TCA), druga je faza stanično disanje. Ovaj ciklus katalizira nekoliko enzima i nazvan je u čast britanskog znanstvenika Hansa Krebsa koji je identificirao niz koraka uključenih u ciklus limunske kiseline. Korisna energija pronađena u ugljikohidrati, proteini, i masti jedemo je oslobađa uglavnom kroz ciklus limunske kiseline. Iako ciklus limunske kiseline ne koristi kisik izravno, djeluje samo kad je prisutan kisik.
Prva faza staničnog disanja, zvana glikoliza, odvija se u citosolu stanice citoplazma. Ciklus limunske kiseline se međutim događa u matrici ćelije mitohondriji. Prije početka ciklusa limunske kiseline, piruična kiselina nastala glikolizom prelazi mitohondrijsku membranu i koristi se za formiranje acetil koencim A (acetil CoA). Acetil CoA tada se koristi u prvom koraku ciklusa limunske kiseline. Svaki korak u ciklusu katalizira specifični enzim.
Dvo-ugljičnoj acetilnoj skupini acetil CoA dodaje se četvero-ugljik
oksalacetat da bi se formirao šesto-ugljični citrat. konjugirana kiselina citrata je limunska kiselina, otuda i naziv ciklus limunske kiseline. Oksaloacetat se regenerira na kraju ciklusa tako da se ciklus može nastaviti.CoA se uklanja iz sukcinil CoA molekule i zamjenjuje ga a fosfatna skupina. Fosfatna skupina zatim se uklanja i veže na gvanozin difosfat (BDP), stvarajući tako gvanozin trifosfat (GTP). Kao i ATP, GTP je molekula koja daje energiju i koristi se za stvaranje ATP-a kada donira fosfatnu skupinu ADP-u. Konačni proizvod nakon uklanjanja CoA iz sukcinil CoA je sukcinat.
Malat se oksidira oksalacetat, početni supstrat u ciklusu. NAD + se u procesu smanjuje na NADH + H +.
U eukariotske stanice, ciklus limunske kiseline koristi jednu molekulu acetil CoA za stvaranje 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH2, 2 CO2 i 3 H +. Budući da su dvije molekule acetil CoA nastale iz dviju molekula piruične kiseline proizvedene glikolizom ukupni broj ovih molekula dobivenih u ciklusu limunske kiseline udvostručuje se na 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, 4 CO2 i 6 H +. Dvije dodatne NADH molekule se također stvaraju u pretvorbi piruične kiseline u acetil CoA prije početka ciklusa. Molekule NADH i FADH2 proizvedene u ciklusu limunske kiseline prelaze se u završnu fazu stanično disanje nazvan lanac transporta elektrona. Ovdje se NADH i FADH2 podvrgavaju oksidacijskoj fosforilaciji radi stvaranja više ATP-a.