chapter23 柠檬酸循环

（苹果酸脱氢酶） 苹果酸脱氢酶）
TCA小结 小结
1） 循环从 4 物与乙酰 ） 循环从C 物与乙酰CoA缩合生成 6 物 缩合生成C 缩合生成 开始； 开始； 2) 每一次循环经历两次脱羧，放出 每一次循环经历两次脱羧，放出2CO2; 3） 每一循环经历四次脱氢 ， 其中 次以 ） 每一循环经历四次脱氢， 其中3次以 NAD+为氢受体，1次以 为氢受体， 次以 次以FAD为氢受体； 为氢受体； 为氢受体 4） 每循环一次 ， 底物水平磷酸化一次生 ） 每循环一次， 成1GTP(相当于一个 相当于一个ATP)； ； 相当于一个
氧化释放的能量贮存于硫酯键中
α-酮戊二酸脱氢酶复合体 酮戊二酸脱氢酶复合体
复合物的组成及作用非常相似， 与 Py dHE复合物的组成及作用非常相似 ， 包 复合物的组成及作用非常相似 括三个酶组分： ） 酮戊二酸 括三个酶组分： 1）α-酮戊二酸 dHE(E1’) 2） 琥珀酰转移酶 2’) ） 琥珀酰转移酶(E 3） 二氢硫辛酸 ） 二氢硫辛酸dHE(E3’) 还有六种辅助因子： 还有六种辅助因子：TPP, CoA, FAD, NAD+, 硫辛酸(Lipoamide)及Mg2+。催化反应： 催化反应： 硫辛酸 及 α-Ketoglutarate+CoA+NAD+→ succinyl CoA+CO2+NADH+H+ 酶也是调节酶，受产物NADH, succinyl CoA 酶也是调节酶，受产物 抑制； 对酶有反馈抑制； 和Ca2+抑制；ATP、 GTP对酶有反馈抑制；不 、 对酶有反馈抑制 受磷酸化的共价调节。 受磷酸化的共价调节。
（二）柠檬酸异构化生成异柠檬酸
（乌头酸酶） 乌头酸酶）
顺乌头酸
（三）异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸 异柠檬酸氧化脱羧生成α 酮戊二酸
（异柠檬酸脱氢酶） 异柠檬酸脱氢酶）
酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰-CoA （四）α-酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰 酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰
酮戊二酸脱氢酶系） （α-酮戊二酸脱氢酶系） 酮戊二酸脱氢酶系
TCA小结（续） 小结（ 小结
5） 循环一次结束以 4 物 （ 草酰乙酸 ） 重新 ） 循环一次结束以C 草酰乙酸） 生成为标志； 生成为标志； 6） 总反应： 6） 总反应： 乙酰-CoA+2H2O+3NAD++FAD+GDP +Pi 乙酰 →2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+GTP+CoASH
习题 • 4、 在生物细胞内 ， 1摩尔 磷酸甘油酸彻底氧化为 摩尔3–磷酸甘油酸彻底氧化为 、 在生物细胞内， 摩尔 CO2和H2O，可生成多少 ，可生成多少ATP？ ？ • 5、 用 14C标记葡萄糖的第 号碳原子 ， 将这种 14C标记 标记葡萄糖的第3号碳原子 、 标记葡萄糖的第 号碳原子， 标记 的葡萄糖在无氧条件下与肝匀浆保温，那么，所产生 的葡萄糖在无氧条件下与肝匀浆保温， 那么， 标记的？ 的乳酸分子中哪个碳原子将是含14C标记的？如果将此 标记的 肝匀浆通以氧气，则乳酸将继续被氧化， 肝匀浆通以氧气 ， 则乳酸将继续被氧化 ， 所含标记碳 原子在哪一步反应中脱下的CO2含14C？ 原子在哪一步反应中脱下的 ？ • 6、有那些辅酶（或辅基）参加糖的有氧分解？这些辅 、有那些辅酶（或辅基）参加糖的有氧分解？ 或辅基）若含维生素和核苷酸，请分别写出。 酶（或辅基）若含维生素和核苷酸，请分别写出。
丙酮酸脱氢酶系催化的反应
二、柠檬酸循环概述
• • • • • 1、三种名称： 、三种名称： （1）柠檬酸循环 ） 循环） （2）三羧酸循环 ）三羧酸循环(TCA循环） 循环 （3） Krebs循环 ） 循环 2、过程实质：1分子乙酰辅酶 通过和草酰乙酸结合 分子乙酰辅酶A通过和草酰乙酸结合 、过程实质： 分子乙酰辅酶 进入循环，形成的一系列中间物质通过脱羧释放CO2， 进入循环，形成的一系列中间物质通过脱羧释放 通过脱氢产生NADH，FADH2和ATP，进一步供能， 通过脱氢产生 ， 和 ，进一步供能， 并生成H 。 并生成 2O。 3、循环的作用： 、循环的作用： （1）供能 ） （2）提供新陈代谢的中间产物 ） （3）是糖，脂肪酸，氨基酸等氧化分解的共同途径 ）是糖，脂肪酸，
TCA 简 图
柠檬酸酸循环过程
乙酰辅酶A 乙酰辅酶A 柠檬酸 草酰乙酸
苹果酸 异柠檬酸
延胡索酸 a-酮戊二酸 琥珀酸 辅酶A 辅酶A琥珀酸源自柠 檬 酸 循 环 过 程
（ 酶 A 缩 合 形 成
（柠檬酸合酶） 柠檬酸合酶）
一 ） 草 酰 乙 酸 与 乙 酰 辅
柠 檬
草酰乙酸
酸
柠檬酸合酶抑制剂：氟乙酰 柠檬酸合酶抑制剂：氟乙酰-CoA, 丙酮酰丙酮酰 CoA
（五）琥珀酰-CoA转化生成琥珀 琥珀酰 转化生成琥珀 酸并产生一个高能磷酸键
合成酶） （琥珀酰-CoA合成酶） 琥珀酰 合成酶
（六）琥珀酸脱氢生成延胡索酸
（琥珀酸脱氢酶） 琥珀酸脱氢酶）
（七）延胡索酸水合形成L-苹果酸 延胡索酸水合形成 苹果酸
H2O
（延胡索酸酶） 延胡索酸酶）
（八）苹果酸氧化再生草酰乙酸
第 23 章 柠 檬 酸 循 环
一、丙酮酸进入柠檬酸循环的 准备阶段——形成乙酰 CoA 形成乙酰准备阶段 形成乙酰
硫辛酰胺
lipoamide
丙酮酸脱氢酶复合体的组成
• 1、酶：E1 丙酮酸脱氢酶，E2 二氢硫辛 、 丙酮酸脱氢酶， 酰转乙酰基酶， 酰转乙酰基酶，E3 二氢硫辛酸脱氢酶 • 2、辅助因子：辅酶 ，NAD+，TPP， 、辅助因子：辅酶A， ， FAD，硫辛酰胺 ， • *砷化物对硫辛酰胺具有毒害作用 砷化物对硫辛酰胺具有毒害作用
TCA 循 环 小 结 总 图
四、葡萄糖氧化的化学总结算
Glucose（胞液） （胞液） ↓ -2ATP （ ↓ +4ATP, +2(NADH+H+)（ 需经 ATP生成 生成 穿梭系统进入线粒体） 穿梭系统进入线粒体） 统计： 统计：P142 ↓ 丙酮酸（线粒体） 丙酮酸（线粒体） ↓ +2(NADH+H+)+2CO2 TCA ↓ ↓ +2[2CO2+3(NADH+H+) +FADH2+GTP] ↓ 氧化磷酸化， 氧化磷酸化，总：34 ATP 净：32ATP
习题 • 影响柠檬酸循环中酶活性的因素是 • A、每个细胞中线粒体数目 、 • B、细胞内 、细胞内[ADP]/[ATP]的比值 的比值 • C、细胞内核糖体的数目 、 • D、细胞内 、细胞内[cAMP]/[cGMP]的比值 的比值 • * 以FAD为辅基的脱氢酶是： 为辅基的脱氢酶是： 为辅基的脱氢酶是 • A 3－磷酸甘油醛脱氢酶 B 丙酮酸脱氢酶系 － • C 异柠檬酸脱氢酶 D 琥珀酸脱氢酶 • E 苹果酸脱氢酶 F 6－磷酸葡萄糖脱氢酶 － • 1、试计算在三羧酸循环中，由异柠檬酸转变为琥珀酸 、试计算在三羧酸循环中， 过程中的P/O比值。 比值。 过程中的 比值 • 2、计算在三羧酸循环中，由琥珀酸转变为草酰乙酸过 、计算在三羧酸循环中， 程中的P/O比值。 比值。 程中的 比值 • 3、试计算 摩尔乳酸经三羧酸循环等途径彻底氧化成 、 试计算1摩尔乳酸经三羧酸循环等途径彻底氧化成 CO2和H2O时共可生成多少 时共可生成多少ATP? 时共可生成多少
五、柠檬酸循环的调控
• • • • （一）柠檬酸本身制约系统的调节 1、底物：乙酰辅酶 ，草酰乙酸 、底物：乙酰辅酶A， 2、产物：NADH，CO2 、产物： ， 3、酶的别构调节：柠檬酸合酶，异柠檬 、酶的别构调节：柠檬酸合酶， 酸脱氢酶， 酮戊二酸脱氢酶 酸脱氢酶，α-酮戊二酸脱氢酶
TCA 循 环 的 调 节
• • • •
三羧酸)循环反应机制 三、柠檬酸(三羧酸 循环反应机制 柠檬酸 三羧酸
乙酰CoA经一系列的氧化 、 脱羧 ， 经一系列的氧化、 脱羧， 乙酰 经一系列的氧化 最终生成CO2和H2O，并产生能量的过程， ，并产生能量的过程， 最终生成 即乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成柠檬酸 ， 与草酰乙酸缩合生成柠檬酸， 即乙酰 与草酰乙酸缩合生成柠檬酸 再经一系列的氧化、 脱羧， 再经一系列的氧化 、 脱羧 ， 循环后再生 草 酰 乙 酸 ， 其 中 生 成 2CO2 ， 3 （ NADH+H+ ） ， 1GTP(ATP)，1FADH2 。 ，