三羧酸循环的发展历程ppt

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三羧酸循环-PPT

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6、α—酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA
第二次脱氢脱羧 不可逆 消耗1NAD+,生成1NADH+H+,1CO2
生成一个高能键“~”,此步类 似于丙酮酸得氧化脱羧。
α—酮戊二酸脱氢酶系包括: α—酮戊二酸脱氢酶 二氢硫辛酸转琥珀酰基酶 二氢硫辛酸脱氢酶
7、琥珀酸得生成
底物磷酸化 生成1ATP 可逆
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问的,可以询问和交
12
4—5、异柠檬酸氧化脱羧生成α—酮戊二酸
第一次脱氢脱羧 可逆
消耗1NAD+,生成1NADH+H+,1CO2
该酶是别构酶,激活剂是ADP,抑制 剂是NADH、ATP。
有两种同工酶:
以NAD+为电子受体,存在于线粒体 中,需Mg2+。
以NADP+为电子受体,存在于胞液 中,需Mn2+。
7 、 3 — P—G+7—P—S E(4—P赤藓糖)+6—P—F
4—P—
将7—P—S-得二羟丙酮基转移给3—P—G。
2
+2
磷酸戊糖途径得 非氧化阶段之二
(基团转移)
5-磷酸木酮糖
5-磷酸核糖
转酮酶
H
2
+2
转醛酶
2
+2
3-磷酸甘油醛
7-磷酸景天庚酮糖
6-磷酸果糖
4-磷酸赤藓糖
6——7步
8、5—P—Xu+4—P—E
2、乙酰CoA和NADH可分别抑制DLT和DLDH得 活性,阻止氧化脱羧。
丙酮酸得氧化脱羧是连接EMP和TCA 得纽带,其反应本身并未进入TCA,但是是所 有糖进入TCA得必由之路。
二、三羧酸循环概要
TCA循环一轮分10步完成。来自丙酮酸 脱氢脱羧后得乙酰基(C2单位)由CoA带着进 入TCA,第一步是C2与一个C4化合物(草酰乙 酸)结合成C6化合物(柠檬酸),然后经过2次 脱羧(生成2个CO2)和4次脱氢(生成3NADH +1FADH2),还产生1个GTP(高能化合物), 最终回到C4化合物(草酰乙酸),结束一轮循 环。

《三羧酸循环》课件

《三羧酸循环》课件

3
Hale Waihona Puke 未来展望对三羧酸循环的研究仍在继续,人们期待未来能够进一步揭示其机制,以及应用于 临床的新治疗方法的发现。
调节机制
三羧酸循环的活性受多种因素调节,包括底物 浓度、酶活性和细胞内能量水平的变化。
能量产生
三羧酸循环是细胞内产生大部分ATP的关键途 径,通过氧化底物来释放化学能。
1
疾病中的作用
三羧酸循环与多种疾病的发展密切相关,其中包括代谢紊乱、酸中毒和某些遗传性 疾病。
2
研究进展
科学家们对三羧酸循环的研究不断深入,不断增加对该过程的理解,为治疗相关疾 病提供了新的途径。
《三羧酸循环》PPT课件
本课件介绍了三羧酸循环的定义、步骤和反应、生物意义、调节机制、能量 产生的关系、在疾病中的作用,以及研究进展和未来展望。
步骤和反应
三羧酸循环由若干步骤和反应组成,包括乙酰 辅酶A的生成、环氧戊二酸的脱羧反应以及其 他未来完美展示。
生物意义
三羧酸循环是生物体内重要的能量产生途径, 为细胞提供ATP并生成必要的中间代谢产物。

2019年三羧酸循环(TCA).ppt

2019年三羧酸循环(TCA).ppt
第二次脱氢脱羧 不可逆 消耗1NAD+,生成1NADH+H+,1CO2
生成一个高能键“~”,此步 类似于丙酮酸的氧化脱羧。
α —酮戊二酸脱氢酶系包括: α —酮戊二酸脱氢酶 二氢硫辛酸转琥珀酰基酶 二氢硫辛酸脱氢酶
7、琥珀酸的生成
底物磷酸化 生成1ATP 可逆
是TCA中唯一直接产生ATP的反应,属 于底物磷酸化。
细胞中ATP浓度越高时,TCA速度下降; NAD+/NADH的比值越高时,TCA速 度越快。
七、三羧酸循环的回补效应 产生草酰乙酸的途径主要有:
1、丙酮酸羧化酶催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸
位于动物肝脏和肾脏的线粒体中
OCCOOH
CH3COCOOH+CO2+ATP+H2O CH2COOH +ADP+Pi
细胞定位:胞液
一、磷酸戊糖途径概要
以6—P—G为起始物,经过两个阶段共8 步反应,最后重新生成6—P—G的过程。
HMP概要
特点:G直接脱氢或脱羧,不经过三 碳糖阶段。
HMP属于有氧分解还是无氧分解?
O2不参加HMP,但认为HMP是需 氧的代谢途径,因为可以肯定的是: HMP是需氧生物的某些组织、器官中较 旺盛的代谢途径,而且与EMP、TCA相 联系。
丙酮酸氧化脱羧的调控:
1、当细胞内ATP、乙酰CoA、NADH含量同时 增加时,PDH磷酸化作用加强,阻碍丙酮酸 氧化脱羧。反之则反。
2、乙酰CoA和NADH可分别抑制DLT和DLDH的 活性,阻止氧化脱羧。
丙酮酸的氧化脱羧是连接EMP和TCA 的纽带,其反应本身并未进入TCA,但是是 所有糖进入TCA的必由之路。
1+3×3+1×2=12molATP

三羧酸循环的发展历程PPT课件

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用这种方法,科学家们测定了许多种有机物, 发现只有少数几种有机酸如琥珀酸、延胡索 酸、草酰乙酸、苹果酸、柠檬酸等对氧化有 促进作用。
1935年,匈牙利生物学家圣·乔奇发现,这几
种有机酸不但催化促进氧化反应,它们之间还
有规律地转化。其反应序列为:
琥珀酸 延胡索酸 苹果酸 草酰乙酸
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9
不久,两个德国科学家,马丁和努普在研究柠 檬 酸的性质时,又碰巧发现,柠檬酸可以通过 一系列反应转化成琥珀酸:
柠檬酸 顺乌头酸 α一酮戊二酸 琥珀酸
可惜的是,他们没有把这些反应和整个生物 氧化过程联系起来,只把这些有机酸看成是 反应的催化剂和递氢体,没有看到它们就是 氧化反应代谢物本身。
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他敏锐地感到这些人对上述有机酸转化的解 释是不完备或不确切的。为了深入探讨这些 有机酸与食物氧化过程的联系,他又仔细研 究了一个重要的反例:
三羧酸循环的发展历程
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1
三羧酸循环的发展历程
1、三羧酸循环的发现者生平简介 2、三羧酸循环的发现过程
3、三羧酸循环的意义
4、三羧酸循环的应用及发展前景
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汉斯·阿道夫·克雷 布斯(Hans Adolf Krebs, 1900年8月25日- 1981年11月22日): 医生、生物化学 家。克雷布斯在 代谢方面有两个 重大发现:尿素 循环和三羧酸循 环。
1958年受封为骑士,1979年获剑桥大学荣 誉博士学位。1981年逝世于牛津。
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总论
克雷布斯教授的研究主要涉及的中间代谢 的各个方面。他研究的对象之一是在肝脏 合成尿素,尿酸和鸟嘌呤的合成,食品的 氧化的中间阶段,对电解质的主动运输机 制和细胞呼吸和磷酸腺苷的生成之间的关 系。

三羧酸循环(TCA)(课堂PPT)

三羧酸循环(TCA)(课堂PPT)

医学应用
进一步探索三羧酸循环在疾 病诊断和治疗中的潜力,如代 谢性疾病和肿瘤等。
三羧酸循环相关的实验技术
色谱技术
利用液相色谱和气相色谱检 测三羧酸循环中的中间体和 相关代谢产物。可定量分析 各种酶促反应的变化。
光谱分析
采用紫外-可见分光光度法和 核磁共振波谱法测定三羧酸 代谢物的浓度和结构。能更 精确地监测循环中各步反应 。
三羧酸循环的研究发展历程
1937年
汉斯·克雷布斯发现并描述了三羧酸循环的化学过程,为生物化学领域带来 了重大突破。
1970年代
电子传递链的发现推动了三羧酸循环与细胞呼吸的联系,为能量代谢的理解 奠定了基础。
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1940年代
研究人员通过同位素示踪实验进一步证实了三羧酸循环的反应机理,并揭示 了其在代谢过程中的中心地位。
图示分析
通过生动形象的图示,帮助学生 直观地理解三羧酸循环的复杂 过程。
互动讨论
鼓励学生积极参与讨论,分享见 解,加深对三羧酸循环的理解。
实际应用
解释三羧酸循环在生物医学、 工业生产等领域的广泛应用,增 强学生的兴趣。
结语及问答环节
通过对三羧酸循环的深入探讨,我们对这一重要代谢过程有了更全面的认知。 让我们总结一下关键要点,并开放现场提问,以加深对这一主题的理解。
三羧酸循环中的关键中间体
柠檬酸
异柠檬酸
作为三羧酸循环的第一个中间体,它为 它在三羧酸循环中起到了关键的催化
后续反应提供了重要的碳骨架。
作用,调节了整个循环的速率。
α-酮戊二酸
这一中间体在三羧酸循环中起核心作 用,是其他氨基酸合成的前体。
琥珀酰-CoA
这一重要的中间体连接了三羧酸循环 与电子传递链,产生ATP。

三羧酸循环--me55页PPT

三羧酸循环--me55页PPT

丙酮酸脱氢酶复合物三种酶的功能:
(1)丙酮酸脱氢酶(也称丙酮酸脱羧酶): 辅基TPP,E1。 功用: Py 脱羧 2c单位
(2)二氢硫辛酸转乙酰基酶:辅基硫辛酰胺(或称硫辛酸),E2。 功用:氧化2C单位,并将2C单位先转到硫辛酰胺上, 再转到CoA上。
(3)二氢硫辛酸脱氢酶:辅基FAD,E3。
功用:Red型硫辛酰胺→OX型硫辛酰胺
③ 催化丙酮酸转变为乙酰CoA的反应步骤
E1
(1)Py+TPP
羟乙基-TPP+CO2
OX
(2)羟乙基-TPP E2
乙酰基-硫辛酰胺
(3)乙酰基-硫辛酰胺+CoA E2
乙酰CoA+硫辛酰胺
(4)Red型硫辛酰胺
E3
OX型硫辛酰胺
(5) F SA H 2 D N SH A D F S A S D NA H D H
三羧酸循环酶主要有8个,你记住了吗?
依次为柠檬酸合成酶、顺乌头酸酶、异柠檬酸 脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶、琥珀酰CoA合成 酶、琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶、苹果酸脱氢 酶。难记不?不难记。你根本不用记得那样准 确。
听歌:一只黑猫两只虎,两个柠檬一只狐,一 个苹果一桶醋(α酮戊二酸脱氢酶)有人说黑 猫是什么,那不就是乌头嘛。
9. 三羧酸循环的调节
①三羧酸循环中的三个调控酶
(1)OAA+乙酰CoA→Cit,Cit合酶,限速酶,受琥 珀酰CoA、NADH、ATP和脂酰CoA的抑制。
(2)异Cit→α-KGA,异Cit脱氢酶,ADP是别构激活 剂,ATP和NADH是抑制剂。
(3)α-KGA→琥珀酰CoA,α-KGA脱氢酶被反应 产物琥珀酰CoA和NADH抑制,也被高的能荷 抑制。

《羧酸循环》PPT课件

《羧酸循环》PPT课件
CoA(C4),同时生成两分子NADH和第二个分子CO2;
在琥珀酰CoA合成酶催化下琥珀酰CoA的硫酯键被切断形
成琥珀酸(C4)和CoASH,同时GDP经底物水平磷酸化生成 GTP;琥珀酸在琥珀酸脱氢酶催化下氧化形成延胡索酸
(C4),同时生成一分子FADH2,然后延胡索酸水化生成苹 果酸(C4),最后苹果酸在苹果酸脱氢酶催化下生成草酰乙 酸(C4),又生成一分子NAD精选Hp,pt 完成了一轮柠檬酸循环。41
精选ppt
11
三、糖的无氧细降胞解氧化及厌氧发酵
1.糖酵解途径(glycolysis) 2.(Embden Meyerhof Parnas EMP)
(一)定义:在无氧的条件下,葡萄糖或糖原分解 成丙酮酸,并释放少量能量的过程称为糖的无氧 分解。这一过程与酵母菌使糖发酵的过程相似, 又称为糖酵解,简称EMP途径。
精选ppt
8
3 细胞呼吸的化学过程
概述
➢ 细胞呼吸是由一系列化 学反应组成的一个连续 完整的代谢过程
➢ 每一步化学反应都需要 特定的酶参与才能完成
➢ 细胞呼吸的3个阶段
精选ppt
9
Krebs循环
➢ 发生在线粒体中 ➢ 分解丙酮酸形成2分
子CO2、8个H,3分子 NADH和1分子FADH2, 及1分子ATP
TPP, FAD, 硫辛酸, Mg2+
精选ppt
细胞呼吸最早释放的C24O2
四、葡萄糖的有氧分解代谢
(一)定义:葡萄糖在有氧的条件下彻底氧化 生成CO2、H2O和大量ATP的代谢过程,称 为糖的有氧氧化。 (二)反应部位:线粒体基质
反应从乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成含有三 个羧基的柠檬酸开始,所以称为柠檬酸循环,又 称为TCA循环或Krebs循环。

三羧酸循环.PPT

三羧酸循环.PPT
尼可酰胺腺嘌呤二核苷酸 磷酸(NADP+) 黄素蛋白(辅基为 FAD
和 FMN) 铁硫蛋白(Fe-S) 辅酶Q 细胞色素类
作用 递氢体
递氢体 单电子传递体 递氢体 单电子传递体
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三、呼吸链中各组分的排列顺序
(一)依还原电位大小排列 (二)呼吸链复合物重组 (三)利用光谱变化观察线 粒体各传递体的氧化顺序
一、概念 二、呼吸链的组分 三、呼吸链中各组分
的排列顺序 四、线粒体中两条重
要呼吸链 五、胞液中NADH和
NADPH的氧化
一、概 念
催化生物氧化电 子传递的酶及其辅酶 的连锁反应体系称为 电子传递链。
由于电子传递链 与细胞摄取氧的呼吸 过程有关,通常又称 为氧化呼吸链。
5
二、呼吸链的组分
组分
尼克酰胺腺嘌呤二核苷 酸 (NAD+)
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四、线粒体內的两条重要呼吸链 (一)NADH 氧化呼吸链 (二 )琥珀酸 氧化 呼吸链
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五、胞液中NADH及NADPH的氧化 (一)-磷酸甘 油穿梭系统 (二)苹果酸穿 梭系统
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(一)-磷酸甘油穿梭系统
胞液
线粒体 内膜
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(二)苹果酸穿梭系统
胞液
内膜
线粒体
13
二、ATP的生成
(一)ATP生成的方式 (二)氧化磷酸化偶联部位 (三)氧化磷酸化偶联机理 (四)ATP合成的结构基础 (五)氧化磷酸化的调节 (六)氧化磷酸化抑制剂
14
(一)ATP生成的方式
1.底物水平磷酸化:底物的高能磷酸基团 直接转移给ADP生成ATP。
2.氧化磷酸化:是指在电子传递过程中,释放 的能量使ADP磷酸化成ATP的过程。又称 电子传递水平磷酸化

大连理工大学生物化学课件--三羧酸循环(共58张PPT)

大连理工大学生物化学课件--三羧酸循环(共58张PPT)

HSCoA
丙酮酸脱氢酶复合体的组成
NAD+

辅酶
E1 :丙酮酸脱氢酶
TPP CoA-SH
E2 :二氢硫辛酰转乙酰基酶 硫辛酸
E3 :二氢硫辛酸脱氢酶
FAD NAD+
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乙酰COA系列具有很高的酰基转移势能
11
功能是转送乙酰基或 其他酰基或氢
结合与蛋白质上的硫辛酸像 “摆动壁”一样把电子和酰基 从复合体中的一个酶转送到 另一个酶
丙酮酸+HCO3-+ATP
丙酮酸羧化酶 草酰乙酸+ADP+Pi
PEP+ CO2+GDP
PEP羧激酶
草酰乙酸+GTP
PEP+ HCO3-
PEP羧激酶 草酰乙酸+Pi
苹果酸+ HCO3- +NAD(P)H 苹果酸酶 苹果酸+NAD(P)+
41
厌氧细菌中不完整的TCA
TCA中间产物是某 些物质的合成原料 (前体)
ADP与NAD 浓度 :使三羧酸循环 被氧化。
5、植物中乙醛酸循环是柠檬酸循环的支路
+
乙酰辅酶A进入TCA生成10个ATP
ATP与NADH浓度 :使三羧酸循环 TCA中间产物是某些物质的合成原料(前体)
TCA中间产物是某些物质的合成原料(前体)
44
45
三羧酸循环的调节
糖有氧氧化的调节是基于能量的需求
有能量释放的过程。
C6H12O6 + 6O2
6CO2 + 6H2O + 能量
过程分三阶段,第一阶段在胞液(同酵解),后两个阶 段在线粒体中进行。

三羧酸循环PPT课件

三羧酸循环PPT课件
丙酮酸激酶
催化丙酮酸生成乙酰CoA。
04
三羧酸循环的调控 机制
酶的别构效应
01
别构效应的概念
别构效应是指小分子化合物与酶活性中心外的某个部位非共价可逆结合
,引起酶的构象改变,从而影响酶的活性的调节方式。
02 03
别构效应的机制
别构效应的机制包括正协同效应和负协同效应。正协同效应是指小分子 化合物与酶结合后,增加酶的活性;负协同效应则是指小分子化合物与 酶结合后,降低酶的活性。
产生ATP
三羧酸循环是细胞内ATP的主 要来源,通过氧化磷酸化过 程,将底物的高能磷酸键转
化为ATP的高能磷酸键,为机 体提供大量的能量。
提供能量供给
三羧酸循环产生的ATP能够供 给细胞内各种生命活动的能 量需求,如维持离子梯度、 合成代谢等。
维持ATP水平
三羧酸循环通过维持ATP水平 来保持细胞内能量平衡,保 证细胞的正常功能。
THANKS
感谢您的观看
在三羧酸循环中,一系列的酶促反应将脂肪、蛋白质和糖等营养物质转化为能量。
三羧酸循环与柠檬酸循环的关系:三羧酸循环是柠檬酸循环的继续,它们之间没有 本质的区别。
循环的重要性
为生物体提供能量
三羧酸循环是细胞呼吸的主要途径,为生物体的生命活动提供能量 。
代谢途径的连接
三羧酸循环与其他代谢途径相互连接,如糖代谢、脂肪代谢和氨基 酸代谢等,确保了生物体内能量的有效利用。
调节代谢关键酶
三羧酸循环中的一些关键酶如柠檬酸合酶、异柠檬 酸脱氢酶等,能够调节其活性来控制代谢的速率和 方向。
参与信号转导
三羧酸循环中的一些产物如AMP、ADP等 可以作为信号分子参与细胞内的信号转导过 程,调节细胞的生理功能。

微生物三羧酸循环课件

微生物三羧酸循环课件
异柠檬酸脱氢酶
NAD+ NADH+H+
CO2
-酮戊二酸 脱氢酶
琥珀酸 硫激酶
GDP+Pi
GTP
CoASH
TCA第三阶段:草酰乙酸再生
FAD FADH2
H2O
琥珀酸脱氢酶
延胡索酸酶
草酰乙酸
苹果酸 脱氢酶
NAD+
NADH+H+
苹果酸
乙酰辅酶A 草酰乙酸
延胡索酸 琥珀酸
三羧酸循环
柠檬酸 异柠檬酸
琥珀酸 辅酶A
4 ATP +(10 3)ATP + (2 2)ATP = 38 ATP
强调
尽管分子氧不直接参与到TCA循环,但 TCA循环却严格需要氧,是糖的有氧氧 化途径。
若在无氧条件,NADH 和 FADH2 不能进 入氧化呼吸链再生,从而使TCA循环无 法进行。
4、三羧循环的生物学意义
❖是有机体获得生命活动所需能量的主要途径 ❖是糖、脂、蛋白质等物质代谢和转化的中心枢纽 ❖形成多种重要的中间产物 ❖是发酵产物重新氧化的途径
草酰乙酰生柠檬, 顺乌异柠 α 酮, 琥酰琥珀延胡索, 苹果落回草丛中.
三羧酸循环特点:
一次底物水平磷酸化 二次脱羧 三个不可逆反应 四次脱氢 1 mol乙酰CoA经三羧酸循环 彻 底氧化净生成10 molATP。
2、三羧循环的化学计量和能量计量
a、总反应式:
CH3COSCoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O
三羧酸循环
❖三羧酸循环是德国科学家Hans Krebs于1937年 正式提出 , 故三羧酸循环也被称为Krebs循环。

三羧酸循环(TCA)(课堂PPT)

三羧酸循环(TCA)(课堂PPT)

三羧酸循环(TCA)(课堂PPT)一、三羧酸循环概述1. 三羧酸循环,又称柠檬酸循环或TCA循环,是细胞内进行有氧呼吸的重要代谢途径。

2. 三羧酸循环主要发生在细胞的线粒体基质中,参与物质有乙酰辅酶A、草酰乙酸、NAD+、FAD等。

3. 三羧酸循环的主要功能是将乙酰辅酶A中的乙酰基氧化成二氧化碳,同时产生NADH和FADH2,为细胞提供能量。

4. 三羧酸循环是一个连续的过程,每完成一次循环,产生3个NADH、1个FADH2和1个GTP。

二、三羧酸循环的反应步骤1. 乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合柠檬酸。

2. 柠檬酸异构化为异柠檬酸。

3. 异柠檬酸脱氢α酮戊二酸,同时产生NADH。

4. α酮戊二酸与辅酶A缩合琥珀酰辅酶A,同时产生GTP。

5. 琥珀酰辅酶A脱硫琥珀酸,同时产生FADH2。

6. 琥珀酸脱氢延胡索酸。

7. 延胡索酸加水苹果酸。

8. 苹果酸脱氢草酰乙酸,同时产生NADH。

三、三羧酸循环的意义1. 三羧酸循环是细胞内重要的能量代谢途径,为细胞提供能量。

2. 三羧酸循环是氨基酸、脂肪酸等物质代谢的枢纽。

3. 三羧酸循环的产物NADH和FADH2是电子传递链的电子供体,参与ATP的合成。

4. 三羧酸循环的中间产物是许多生物合成反应的前体,如脂肪酸、胆固醇等。

5. 三羧酸循环的失调与多种疾病有关,如糖尿病、癌症等。

四、课堂互动1. 请同学们思考,三羧酸循环中的哪个步骤是限速步骤?为什么?2. 请同学们举例说明,哪些物质可以作为三羧酸循环的底物?3. 请同学们讨论,三羧酸循环的失调可能导致哪些疾病?如何预防和治疗?通过本节课的学习,希望大家能够深入理解三羧酸循环的原理和意义,为后续课程的学习打下坚实的基础。

同时,也希望大家能够将所学知识应用于实际,解决生活中的问题。

三羧酸循环(TCA)(课堂PPT)五、三羧酸循环的调控1. 三羧酸循环的速率受到多种因素的调控,包括底物浓度、产物浓度、酶的活性等。

2. 乙酰辅酶A是三羧酸循环的底物,其浓度受到糖酵解、脂肪酸氧化等途径的影响。

三羧酸循环ppt课件

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目录
4. α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰 CoA
在-酮戊二酸脱氢酶复合体催化下-酮戊二酸氧 化脱羧生成琥珀酰CoA(succinyl-CoA);
该脱氢酶复合体的组成及催化机理与丙酮酸脱氢 酶复合体类似。
目录
5. 琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应
在 琥 珀 酰 CoA 合 成 酶 催 化 下 , 琥 珀 酰 CoA 的 高 能 硫 酯 键 水 解与GDP磷酸化偶联,生成琥珀酸、GTP和辅酶A。
目录
一、TCA循环是以形成柠檬酸为起始物的 循环反应系统
TCA循环是一个由一系列酶促反应构成的循环反应 系统,在该反应过程中,首先由乙酰CoA(主要来 自于三大营养物质的分解代谢)与草酰乙酸缩合 生成含3个羧基的柠檬酸(citric acid),再经 过4次脱氢、2次脱羧,生成4分子还原当量 (reducing equivalent)和2分子CO2,重新生成 草酰乙酸的这一循环反应过程称为三羧酸循环。
目录
第三节
三羧酸循环的生理意义
Physiologic Significance of Tricarboxylic Acid Cycle
目录
一、TCA循环是一条“两用代谢途径”
(一)TCA循环参与合成和分解途径的组成
TCA循环在大多数生物中是分解代谢途径; 多种生物合成途径也利用TCA循环的中间产物作
目录
还原当量(reducing equivalent ) 一般是指以氢原子或氢离子形式存在的
一个电子或一个电子当量。
目录
二、Hans Krebs创立了“TCA循环”学说
三羧酸循环也称为柠檬 酸 循 环 ( citric acid cycle),这是因为循环反应 中的第一个中间产物是一个 含三个羧基的柠檬酸。由于 Krebs正式提出了三羧酸循环 的学说,故此循环又称为 Krebs循环。

课件

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5.6 三羧酸循环(一)——反应历程三羧酸循环三羧酸循环也称为柠檬酸循环,这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。

由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说,故此循环又称为Krebs循环,它由一连串反应组成。

1953年 Hans Adolf Krebs 因发现柠檬酸循环而获诺贝尔奖。

三羧酸循环的反应过程三羧酸循环由8步反应组成,包括1次底物水平磷酸化、2次脱羧、3个关键酶、 4次脱氢。

产生10个ATP。

(1)乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成柠檬酸高能硫酯键缩合反应,柠檬酸合酶催化(2)柠檬酸异构化为异柠檬酸顺乌头酸酶(3)异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸第一次脱氢脱羧反应,由异柠檬酸脱氢酶催化(4)α-酮戊二酸脱羧生成琥珀酰CoA 第二次脱氢脱羧反应,由α-酮戊二酸脱氢酶复合体催化(5)琥珀酰CoA转变为琥珀酸三羧酸循环中唯一的一次底物水平磷酸化,由琥珀酸脱氢酶催化(6)琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸 第三次脱氢反应,由琥珀酸脱氢酶催化,琥珀酸脱氢酶存在于线粒体内膜上,此反应电子直接交给呼吸链(7)延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸酶催化的可逆反应(8)苹果酸脱氢生成草酰乙酸第四次脱氢再次生成草酰乙酸,由苹果酸脱氢酶催化11H2O ②H2O ①柠檬酸合酶②顺乌头酸酶③异柠檬酸脱氢酶④α-酮戊二酸脱氢酶复合体⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脱氢酶⑦延胡索酸酶⑧苹果酸脱氢酶柠檬酸顺乌头酸α-酮戊二酸NADH CO2NADH+H +CO2HSCoA琥珀酰CoA 琥珀酸HSCoA GTP 延胡索酸苹果酸FADH2NADH H 2O 异柠檬酸H2O HSCoA 草酰乙酸乙酰CoA。

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用这种方法,科学家们测定了许多种有机物, 发现只有少数几种有机酸如琥珀酸、延胡索 酸、草酰乙酸、苹果酸、柠檬酸等对氧化有 促进作用。
1935年,匈牙利生物学家圣·乔奇发现,这几 种有机酸不但催化促进氧化反应,它们之间还 有规律地转化。其反应序列为:
琥珀酸 延胡索酸 苹果酸 草酰乙酸
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不久,两个德国科学家,马丁和努普在研究柠 檬 酸的性质时,又碰巧发现,柠檬酸可以通过 一系列反应转化成琥珀酸:
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通过这样正、反两方面反应的例证,克雷布 斯果断地把食物的氧化过程和从柠檬酸到 草酰乙酸的一系列反应联系在一起。他设 想,含有四碳的草酰乙酸分子和食物代谢中 的某种三碳物结合,形成六碳的柠檬酸,然后 进人上述反应序列,这样往复循环,不断氧化。 按照当时已有的生化背景知识,最可能的三 碳物“候选人”就是丙酮酸。
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三羧酸循环的发现历程
1937年,经过五年的不懈努力,克雷布斯和当 时在他实验室作博士论文的约翰逊报道了 震动当时生物化学界的柠檬酸循环。第一 次合理而清晰地揭示了有氧氧化的途径,树 立了生物新陈代谢研究的一座里程碑。为 此,克雷布斯和李普曼(他发现乙酰辅酶A,彻 底阐明从丙酮酸到柠檬酸的机制,同时三羧 酸循环的普遍性也得到完全证实)分享了 1951年诺贝尔医学和生理学奖。
柠檬酸 顺乌头酸 α一酮戊二酸 琥珀酸
可惜的是,他们没有把这些反应和整个生物 氧化过程联系起来,只把这些有机酸看成是 反应的催化剂和递氢体,没有看到它们就是 氧化反应代谢物本身。
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他敏锐地感到这些人对上述有机酸转化的解 释是不完备或不确切的。为了深入探讨这些 有机酸与食物氧化过程的联系,他又仔细研 究了一个重要的反例: 丙二酸对琥珀酸转化为延胡索酸反应的阻抑 作用。由于丙二酸(COOH一CH2一COOH) 和琥珀酸(COOH一CH2一CH2一COOH)结构 相似,因此特异地抑制琥珀酸转化为延胡索 酸,造成了整个保温混合物中琥珀酸的积累, 并进而中断了生物细胞中整个生物氧化过程。
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克雷布斯生于下萨克森希尔德斯海姆的犹太 家庭,父亲是一名耳鼻喉科的医生,1918年 至1923间于哥廷根和弗莱堡学习医学,1925 年获汉堡大学医学博士学位,后又赴柏林大 学学习化学一年,并成为奥托份,克雷布斯于1933年前 往英国,在剑桥大学随弗雷德里克·霍普金斯 工作,1945年成为雪菲尔大学教授,1954年 转往牛津大学担任生物化学教授并于当地退 休。
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三羧酸循环的发现历程
人们早在十八世纪就已注意到食物在生物 体内要经过一个缓慢“燃烧”的过程—氧化。
但直到二十世纪三十年代,生物氧化还是一 个 “剪不断、理还乱”的谜团。1932年后,经过众 多科学家的努力,特别是德国科学家迈耶霍夫 (OrorMeyerhof,1884一1951)等人的杰出贡献, 搞清了生物发酵—无氧氧化的具体步骤,称为 糖酵解途径(EMP)
三羧酸循环的发展历程
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三羧酸循环的发展历程
1、三羧酸循环的发现者生平简介 2、三羧酸循环的发现过程
3、三羧酸循环的意义 4、三羧酸循环的应用及发展前景
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汉斯·阿道夫·克雷 布斯(Hans Adolf Krebs, 1900年8月25日- 1981年11月22日): 医生、生物化学 家。克雷布斯在 代谢方面有两个 重大发现:尿素 循环和三羧酸循 环。
在这种情况下,克雷布斯把柠檬酸循环改 名为三羧酸循环,因为不管是异柠檬酸还是 顺乌头酸都是有三个羧基的有机酸。
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1948年,立体化学家奥格斯坦通过精辟的理 论分析认为,在不对称酶的“攻击”下,对称 的柠檬酸也可能表现出不对称性,从而又为 柠檬酸循环“恢复了名誉”。这就是柠檬 酸循环和三羧酸循环两个名称的来历。
1958年受封为骑士,1979年获剑桥大学荣 誉博士学位。1981年逝世于牛津。
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总论
克雷布斯教授的研究主要涉及的中间代谢 的各个方面。他研究的对象之一是在肝脏 合成尿素,尿酸和鸟嘌呤的合成,食品的 氧化的中间阶段,对电解质的主动运输机 制和细胞呼吸和磷酸腺苷的生成之间的关 系。
他的许多著作中是生物能量转换的显著的 调查。另外,他与H. L.科恩伯格合作讨论 了复杂的化学过程,提供生物体与高能磷 酸通过所谓的克雷布斯或柠檬酸循环。
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但是在草酰乙酸和丙酮酸合成产物上却和 克雷布斯有根本分歧,根据他们的分析,柠檬 酸是对称性分子,由它所得到的两种。α一酮 戊二酸中所标记的碳原子也应是对称分布 的,但实验结果相反,被标记的分子只在一种 α一酮戊二酸中分布。因此他们认为草酰乙 酸和丙酮酸的合成产物不是对称性的柠檬 酸,而是非对称的顺乌头酸或异柠檬酸。
另外,后人为了纪念和表示对克雷布斯的 尊重,也把这一循环称为Krebs循环。
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三羧酸循环的意义
三羧酸循环的发现说明机体内新陈代谢是一个统 一的循环过程。糖、脂肪、蛋白质代谢过程殊途 归一。同一细胞内各种代谢过程均有规律地进行, 它们之间的共同中间代谢产物,如丙酮酸、乙酰 辅酶A、草酰乙酸及α一酮戊二酸等相互沟通。三 羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质(氨基酸)彻底氧 化、放出能量的共同途径,也是它们之间相互联 系和转化的枢纽,可以看出生物体中的各种代谢 途径都是相互形成一个完整的体系,存在着密切 的联系。
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但葡萄糖裂解成为丙酮酸后,如何彻底分解 成水和二氧化碳,仍然不得而知。为了解开 谜团,寻找生物氧化的中间代谢物和具休步 骤,科学家们最先应用的方法是“试错法”, 即把多种有机物投人到组织悬浮、液或匀 浆中保温,根据氧化速率变化,确定何种有机 物为代谢中间物。如果投人的某种有机物 大为促进了氧化反应的速率,依据质量作用 定律,该有机物就是这一反应的中间代谢物。
因此他设计实验,把草酰乙酸和丙酮酸在鸽 胸肌悬浮液中保温,果然得到了柠檬酸以及 一系列反应产物。
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三羧酸循环的各种名称的来源
终于在1937年,克雷布斯先把这一结果写 成700字的通讯寄给英国的《自然》杂志,以 期引起讨论,不料稿件被退了回来。
但是克雷布斯知道这个发现的意义,所以 又把它整理成文,命名为“柠檬酸循环”,两 个月后发表在英国的《酶学》杂志上。它理 所当然地引起了生物化学家们的极大兴趣, 人们纷纷以不同材料、不同动植物进行重复 实验。1941年,几位美国科学家以同位素示踪 方法对柠檬酸循环进行了直接检验。虽然他 们的实验结果总体上是支持环式反应的。
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