1932年,他與其同事共同發現了脲循環,闡明了人體內尿素生成的途徑。1937年他發現了檸檬酸循環(又稱三羧酸循環或克雷布斯循環)。揭示了生物體內糖經酵解途徑變為三碳物質后,進一步氧化為二氧化碳和水的途徑以及代謝能的主要來源。這一循環與糖、蛋白質、脂肪等的代謝都有密切關系,是所有需氧生物代謝中的重要環節。這一發現被公認為代謝研究的里程碑。
他于1947年被選為英國皇家學會會員。1953年與美國生化學家F.A.李普曼一起榮獲諾貝爾生理學、醫學獎。1964年被選為美國科學院外籍院士。他曾獲得歐美諸國14所大學的榮譽學位,還被選為法國、荷蘭等許多國家科學院的外籍院士。他與英國H.L.科恩伯格合著的《生物體內的能量轉化》(1957)一書風行一時,已被譯成許多種文字。
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