糖酵解 三羧酸循环最全总结
糖酵解三羧酸循环全面总结材料

在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径,这是植物在长期进化过程中,对多变环境条件适应的体现。
在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵,在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径,还有脂肪酸氧化分解的乙醛酸循环以及乙醇酸氧化途径等(图5-2)。
图5-2 植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图一、糖酵解己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程,称为糖酵解(glycolysis)。
整个糖酵解化学过程于1940年得到阐明。
为纪念在研究这一途径中有突出贡献的三位生物化学家:G.Embden,O.Meyerhof和J.K.Parnas,又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhofParnas途径,简称EMP途径(EMP pathway)。
糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的细胞中。
(一)糖酵解的化学历程糖酵解途径(图5-3)可分为下列几个阶段:图5-3糖酵解途径1.己糖的活化(1~9)是糖酵解的起始阶段。
己糖在己糖激酶作用下,消耗两个ATP逐步转化成果糖-1,6二磷酸(F-1,6-BP)。
如以淀粉作为底物,首先淀粉被降解为葡萄糖。
淀粉降解涉及到多种酶的催化作用,其中,除淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase)是一种葡萄糖基转移酶外,其余都是水解酶类,如α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)、脱支酶(debranching enzyme)、麦芽糖酶(maltase)等。
2.己糖裂解(10~11)即F-1,6-BP在醛缩酶作用下形成甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸,后者在异构酶(isomerase)作用下可变为甘油醛-3-磷酸。
3.丙糖氧化(12~16)甘油醛-3-磷酸氧化脱氢形成磷酸甘油酸,产生1个ATP和1个NADH,同时释放能量。
然后,磷酸甘油酸经脱水、脱磷酸形成丙酮酸,并产生1个ATP,这一过程分步完成,有烯醇化酶和丙酮酸激酶参与反应。
糖酵解过程中糖的氧化分解是在没有分子氧的参与下进行的,其氧化作用所需要的氧来自水分子和被氧化的糖分子。
糖酵解 三羧酸循环最全总结
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在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径,这是植物在长期进化过程中,对多变环境条件适应的体现。
在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵,在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径,还有脂肪酸氧化分解的乙醛酸循环以及乙醇酸氧化途径等(图5-2)。
图5-2 植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图一、糖酵解己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程,称为糖酵解(glycolysis)。
整个糖酵解化学过程于1940年得到阐明。
为纪念在研究这一途径中有突出贡献的三位生物化学家:G.Embden,O.Meyerhof和J.K.Parnas,又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhofParnas途径,简称EMP途径(EMP pathway)。
糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的细胞中。
(一)糖酵解的化学历程糖酵解途径(图5-3)可分为下列几个阶段:图5-3糖酵解途径1.己糖的活化(1~9)是糖酵解的起始阶段。
己糖在己糖激酶作用下,消耗两个ATP逐步转化成果糖-1,6二磷酸(F-1,6-BP)。
如以淀粉作为底物,首先淀粉被降解为葡萄糖。
淀粉降解涉及到多种酶的催化作用,其中,除淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase)是一种葡萄糖基转移酶外,其余都是水解酶类,如α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)、脱支酶(debranching enzyme)、麦芽糖酶(maltase)等。
2.己糖裂解(10~11)即F-1,6-BP在醛缩酶作用下形成甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸,后者在异构酶(isomerase)作用下可变为甘油醛-3-磷酸。
3.丙糖氧化(12~16)甘油醛-3-磷酸氧化脱氢形成磷酸甘油酸,产生1个ATP和1个NADH,同时释放能量。
然后,磷酸甘油酸经脱水、脱磷酸形成丙酮酸,并产生1个ATP,这一过程分步完成,有烯醇化酶和丙酮酸激酶参与反应。
糖酵解过程中糖的氧化分解是在没有分子氧的参与下进行的,其氧化作用所需要的氧来自水分子和被氧化的糖分子。
细胞呼吸的过程糖酵解与三羧酸循环
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细胞呼吸的过程糖酵解与三羧酸循环好嘞,以下是为您创作的关于“细胞呼吸的过程糖酵解与三羧酸循环”的文案:咱们都知道,生命活动离不开能量,就像汽车跑起来得加油一样。
那细胞获取能量的方式之一就是细胞呼吸。
细胞呼吸这个过程可不简单,其中糖酵解和三羧酸循环就是两个特别重要的环节。
先来说说糖酵解。
这就好比是细胞呼吸的“开场秀”。
想象一下,细胞就像一个大大的工厂,而糖酵解就是工厂里的第一条生产线。
我记得有一次在实验室观察细胞样本的时候,显微镜下那一个个小小的细胞,就像是一个个忙碌的小世界。
在糖酵解的过程中,葡萄糖这个“原材料”被分解,经过一系列的反应,变成了丙酮酸。
这个过程就像是把一块大木头逐步拆解成小木块。
这个过程不需要氧气的参与,不管是在有氧还是无氧的环境下,它都能“兢兢业业”地工作。
在细胞质基质中,一系列的酶就像熟练的工人,有序地进行着每一步操作。
然后呢,丙酮酸就进入到了下一个重要的环节——三羧酸循环。
这三羧酸循环啊,那可是细胞呼吸的“重头戏”。
它就像是一个复杂而高效的“能量转化机器”。
丙酮酸进一步被分解,产生了二氧化碳和氢。
这里面的化学反应那叫一个精妙,每一步都精准无误,就好像是经过了精心设计的舞蹈动作,环环相扣。
我曾经给学生们讲这个的时候,有个学生瞪着大眼睛问我:“老师,这细胞里的反应咋这么神奇呢?”我笑着回答他:“这就是生命的奥秘呀,小朋友!”在这个循环过程中,产生的氢会通过一系列的传递,最终与氧气结合生成水,同时释放出大量的能量。
这能量就像是细胞的“动力源泉”,让细胞能够正常地工作、生长、分裂。
总的来说,糖酵解和三羧酸循环共同构成了细胞呼吸的重要过程。
它们就像是细胞这个小世界里的“能量生产线”,不停地为细胞的生命活动提供着动力。
咱们再回过头想想,其实细胞呼吸的过程和我们的日常生活也有相似之处。
比如说,我们要完成一项大任务,也得像细胞呼吸一样,一步一步有条不紊地进行,每个环节都不能出错,才能最终达到目标,收获成功的“能量”。
糖有氧氧化的三个阶段
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糖有氧氧化的三个阶段
糖的有氧氧化是指糖分子在细胞内经过一系列的反应,最终转化为能量的过程。
这个过程可以被分为三个阶段:糖的糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
第一阶段:糖的糖酵解
糖酵解是指糖分子在细胞质内被分解成为小分子的代谢产物。
在糖酵解的过程中,葡萄糖分子被分解成为两个分子的丙酮酸,同时释放出两个ATP分子。
这个过程是在细胞质内进行的,不需要氧气的参与。
第二阶段:三羧酸循环
三羧酸循环是指将丙酮酸进一步分解成为二氧化碳和水,同时释放出更多的ATP 分子。
这个过程需要在线粒体内进行,需要氧气的参与。
在三羧酸循环中,丙酮酸被氧化成为乙酰辅酶A,然后乙酰辅酶A与四碳酸分子结合形成六碳酸分子,最终生成三个分子的二氧化碳和一个分子的ATP。
第三阶段:氧化磷酸化
氧化磷酸化是指将三羧酸循环中产生的NADH和FADH2分子转化为更多的ATP分子。
这个过程需要在线粒体内进行,需要氧气的参与。
在氧化磷酸化中,
NADH和FADH2分子被氧化成为NAD+和FAD分子,同时释放出能量。
这个能量被用来将ADP分子磷酸化成为ATP分子,从而产生更多的能量。
总结
糖的有氧氧化过程可以被分为三个阶段:糖的糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
这个过程需要在细胞质和线粒体内进行,需要氧气的参与。
在这个过程中,糖分子被分解成为小分子的代谢产物,同时释放出能量,这个能量被用来合成ATP 分子,从而提供细胞所需的能量。
糖酵解三羧酸循环总结归纳
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精心整理在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径,这是植物在长期进化过程中,对多变环境条件适应的体现。
在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵,在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径,还有脂肪酸氧化分解的乙醛酸循环以及乙醇酸氧化途径等(图5-2)。
图5-2植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图一、糖酵解己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程,称为糖酵解(glycolysis)。
整个糖酵解化学1.糖酵解普遍存在于生物体中,是有氧呼吸和无氧呼吸途径的共同部分。
2.糖酵解的产物丙酮酸的化学性质十分活跃,可以通过各种代谢途径,生成不同的物质(图5-4)。
图5-4丙酮酸在呼吸和物质转化中的作用3.通过糖酵解,生物体可获得生命活动所需的部分能量。
对于厌氧生物来说,糖酵解是糖分解和获取能量的主要方式。
4.糖酵解途径中,除了由己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶等所催化的反应以外,多数反应均可逆转,这就为糖异生作用提供了基本途径。
二、发酵作用生物体中重要的发酵作用有酒精发酵和乳酸发酵。
在酒精发酵(alcoholfermentation)过程中,糖类经过糖酵解生成丙酮酸。
然后,丙酮酸先在丙酮酸脱羧酶(pyruvicaciddecarboxylase)作用下脱羧生成乙醛。
CH3COCOOH→CO2+CH3CHO(5-5)乙醛再在乙醇脱氢酶(alcoholdehydrogenase)的作用下,被还原为乙醇。
CH3CHO+NADH+H+→CH3CH2OH+NAD+(5-6)在缺少丙酮酸脱羧酶而含有乳酸脱氢酶(lacticaciddehydrogenase)的组织里,丙酮酸便被NADH还原为乳酸,即乳酸发酵(lactatefermentation)。
CH3COCOOH+NADH+H+→CH3CHOHCOOH+NAD+(5-7)在无氧条件下,通过酒精发酵或乳酸发酵,实现了NAD+的再生,这就使糖酵解得以继续进行。
无氧呼吸过程中形成乙醇或乳酸所需的NADH+H+,一般来自于糖酵解。
糖酵解和三羧酸循环
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一.糖无氧氧化反应(分为糖酵解途径和乳酸生成两个阶段)(一)糖酵解的反应过程(不是限速酶的反应均是可逆的)1.葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖[1] 己糖激酶(hexokinase)催化,I-IV型,肝细胞中为IV型,又称葡萄糖激酶区别:前者Km值小、特异性差。
意义:浓度较低时,肝细胞不能利用Glc。
[2]需要Mg++参与,消耗1分子ATP[3]关键酶(限速酶):己糖激酶。
[4]反应不可逆,受激素调控。
[5]磷酸化后的葡萄糖不能透过细胞膜而逸出细胞。
2.2. 6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖[1]醛糖、酮糖异构体互变,需Mg++参与3.6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖(F-1,6-BP ))[1]关键酶:6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1),主要调节点。
.[2]需要Mg++参与,消耗1分子ATP [3]反应不可逆。
4. 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖5. 磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛糖酵解途径上半段完成,消耗2分子ATP6.3-磷酸甘油醛氧化为1、3-二磷酸甘油酸[1]胞浆中脱氢(无氧氧化不产能,有氧氧化产生2.5×2或1.5×2分子ATP)[2]生成高能磷酸键7.1.3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸[1]. 生成1×2分子ATP,产能方式:底物水平磷酸化。
8. 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸9. 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)[1]生成高能磷酸键10. 磷酸烯醇式丙酮酸转变成ATP和丙酮酸[1] 关键酶:.丙酮酸激酶[2]反应不可逆[3]产生1×2个ATP(底物磷酸化)至此完成”糖酵解途径”(二)丙酮酸被还原为乳酸[1]缺氧时进行。
[2]反应由乳酸脱氢酶(LDH)催化[3]2H来自于3-磷酸甘油醛脱氢[4]反应可逆糖酵解的特点:[1]细胞内定位:胞浆(cytosol)[2])限速酶(3个):己糖激酶, 6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1), 丙酮酸激酶[3]产能:方式:底物水平磷酸化数量:2×2-2=2个ATP(从Glc开始)2×2-1=3个ATP(从糖原开始)[4]终产物:lactate(乳酸循环)糖酵解的生理意义:1、在缺氧情况下供能:如高原缺氧、心肺功能不全时缺氧。
糖酵解__三羧酸循环

NADH+H+
H C COO CH2 COO
-
-
CoA S C O CH2 CH2 COO
-
COO O C CH2 CH2
-
COO H C
C H COO
-
CO2
-
FAD
COO
GTP
GDP+Pi
NAD+
4 5 3-磷酸甘油醛 磷酸丙糖异构酶 磷酸二羟丙酮 6 3-磷酸甘油醛+NAD++H3PO4 3-磷酸甘油醛脱氢酶 1,3-二磷酸甘油酸+ NADH+H+ 7 8
1,3-二磷酸甘油酸+ADP 磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油酸+ATP 3-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸变位酶 2-磷酸甘油酸
9 2-磷酸甘油酸 烯醇化酶 磷酸烯醇式丙酮酸 10 磷酸烯醇式丙酮酸+ADP 丙酮酸激酶 丙酮酸+ATP
1,3-二磷酸甘油酸 ADP 磷酸甘油激酶 ATP 3-二磷酸甘油酸 磷酸甘油移位酶 2-二磷酸甘油酸 烯醇化酶 磷酸烯醇式丙酮酸
乳 酸 脱 氢 酶
三羧酸循环
糖酵解的全过程
CH 2 OH H OH O H H
CH2O P
ATP
ADP
H OH OH H
O H H OH OH
P OCH2 H
O HO H
CH2OH OH
OH
H OH
OH
OH
磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸
葡萄糖 葡萄糖
CO O H CO C H2 P
6-磷酸葡萄糖
CO OH C =O C H3
6-磷酸果糖
P OCH2 H HO
O HO H
CH2O P OH
三羧酸循环记忆方法

三羧酸循环记忆一:糖无氧酵解过程中的“1、2、3、4”1:1分子的葡萄糖2:此中归纳为:6个2(1)2个阶段;经过2个阶段生成乳酸(葡萄糖--丙酮酸--乳酸)(2)2个磷酸化(葡萄糖--6-磷酸葡萄糖、6-磷酸果糖--1,6-双磷酸糖);(3)2个异构化,即可逆反应(6-磷酸葡萄糖--6-磷酸果糖、3-磷酸甘油酸--2-磷酸甘油酸);(4)2个底物水平磷酸化(1,3-二磷酸甘油酸--3-磷酸甘油酸、磷酸希醇式丙酮酸--丙酮酸);(5)2个ATP消耗(两个磷酸化中消耗了),净得2个分子的ATP;(6)产生2分子NADH(1个NADH=3个ATP)3:整个过程需要3个关键酶(第一步:己糖激酶、第二步:6-磷酸果糖激酶-1、第三步:丙酮酸激酶)4:生成4分子的ATP.二:糖有氧氧化中的“1、2、3、4、5、6、7”1:1分子的葡萄糖2:2分子的丙酮酸、2个定位(胞浆、线粒体)3:3个阶段:(1)糖酵解途径生成丙酮酸(2)丙酮酸生成乙酰CO-A(3)三羧酸循环和氧化磷酸化4:三羧酸循环中的4次脱氢反应生成3个NADH和1个FADH25:三羧酸循环中第5步反应:底物水平磷酸化是此循环中唯一生成高能磷酸键的反应6:期待有人总结7:整个有氧氧化需7个关键酶参与:己糖激酶、6-磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶、丙酮酸脱氢酶复合体、拧檬酸合酶、异拧檬酸脱氢酶、a-酮戊二酸脱氢酶复合体5、关于坚持的名言,6 7 8 9 10 11 12 13 14 15关于坚持不懈的50条励志名人名言16、意志若是屈从,不论程度如何,它都帮助了暴力。
——但丁17、只要有坚强的意志力,就自然而然地会有能耐、机灵和知识。
——陀思妥耶夫斯基18、功崇惟志,业广惟勤。
——佚名19、能够岿然不动,坚持正见,度过难关的人是不多的。
——雨果20、立志用功如种树然,方其根芽,犹未有干;及其有干,尚未有枝;枝而后叶,叶而后花。
——王守仁21、谁有历经千辛万苦的意志,谁就能达到任何目的。
三羧酸循环记忆(自己总结,决无雷同)
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三羧酸循环记忆(自己总结,决无雷同)
相信准备执考的朋友都会复习到《生物化学》中的“三羧酸循环”,我自己在看书时把相关的知识点做一总结,希望对各位有
用:
一:糖无氧酵解过程中的“1、2、3、4”
1:1分子的葡萄糖
2:经过2个阶段生成乳酸(葡萄糖--丙酮酸--乳酸)
此中归纳为:(1)2个阶段;
(2)2个磷酸化(葡萄糖--6-磷酸葡萄糖、6-磷酸果糖--1,6-双磷酸
糖);
(3)2个异构化,即可逆反应(6-磷酸葡萄糖--6-磷酸果糖、3-磷酸甘油酸--
2-磷酸甘油酸);
(4)2个底物水平磷酸化(1,3-二磷酸甘油酸--3-磷酸甘油酸、磷酸希醇式丙酮
酸--丙酮酸);
(5)2个ATP消耗(两个磷酸化中消耗了),净得2个分子的ATP;
(6)产生2分子NADH(1个NADH=3个ATP)3:整个过程需要3个关键酶(第一步:己糖激酶、第三步:6-磷酸果糖激酶、倒第二步:丙酮酸激酶)
4:生成4分子的ATP.
二:糖有氧氧化中的“1、2、3、4、5、6、7”
1:1分子的葡萄糖
2:2分子的丙酮酸、2个定位(胞浆、线粒体)
3:3个阶段:(1)糖酵解途径生成丙酮酸
(2)丙酮酸生成乙酰CO-A
(3)三羧酸循环和氧化磷酸化
4:三羧酸循环中的4次脱氢反应生成3个NADH和1个FADH2
5:三羧酸循环中第5步反应:底物水平磷酸化是此循环中唯一生成高能磷酸键的反应
6:期待有人总结
7:整个有氧氧化需7个关键酶参与:己糖激酶、6-磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶、丙酮酸脱氢酶复合体、拧檬酸合酶、
异拧檬酸脱氢酶、a-酮戊二酸脱氢酶复合体。
(完整word版)三羧酸循环

三羧酸循环三羧酸循环是由四碳原子的草酰乙酸与二碳原子的乙酰辅酶A(丙酮酸氧化脱羧的产物)缩合生成具有三个羧基的柠檬酸开始,经过一系列脱氢和脱羧反应后又以草酰乙酸的再生成结束,在循环过程中,乙酰CoA被氧化成 H2O 和CO2,并释放出大量能量。
由于循环中首先生成含有三个羧基的柠檬酸,并且循环中有三个三元羧酸(柠檬酸、异柠檬酸和草酰琥珀酸),故被称为三羧酸循环或柠檬酸循环,简称TCA循环。
1.乙酰CoA 与草酰乙酸缩合形成柠檬酸柠檬酸合成酶 Citrate synthase●ATP、NADH、琥珀酰-CoA等抑制酶活性;●草酰乙酸和乙酰-CoA激活酶活性2.柠檬酸异构化生成异柠檬酸3.异柠檬酸氧化脱羧生成—酮戊二酸●三羧酸循环中第一次氧化脱羧作用●异柠檬酸脱氢酶是三羧酸循环的限速酶a)异柠檬酸脱氢酶被Ca2+活化,它是一个别构酶.b)正调控物是ADP,ADP可增加酶和底物的亲和力。
NAD+、 Ca2+和ADP有协同作用。
c)NADH和ATP可以抑制酶活性。
d)总之,细胞在具有高能状态时酶活性被抑制;在低能状态时酶活性被激活。
4.—酮戊二酸氧化脱羧成为琥珀酰辅酶A三羧酸循环中第二个氧化脱羧反应,释放大量能量,产生NADH和CO2.此酶也是一个调节酶,受其产物NADH、琥珀酰CoA和Ca2+抑制,细胞高能荷时,ATP也可反馈抑制酶的活性.5.琥珀酰CoA转化成琥珀酸,并产生GTP这是三羧酸循环中唯一的底物水平磷酸化直接产生高能磷酸键的步骤。
6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸●三羧酸循环中第三步氧化还原反应●琥珀酸脱氢酶是三羧酸循环中唯一掺入线粒体内膜的酶,直接与呼吸链联系。
●延胡索酸是反丁烯二酸,而不是顺丁烯二酸(马来酸),后者不能参加代谢,对有机体有毒性。
7.延胡索酸被水化生成L-苹果酸8.L—苹果酸脱氢生成草酰乙酸a、总反应式: 总反应式:CH3COSCoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O==2CO2+CoASH+3NADH+3H+ +FADH2+GTP1GTP = 1 ATP; 1NADH = 3ATP; 1FADH2= 2ATP葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式:直接产生ATP;生成高能分子NADH或FADH2,后者在线粒体呼吸链氧化并产生ATP。
简述糖的有氧氧化及三羧酸循环的过程和生理意义。

简述糖的有氧氧化及三羧酸循环的过程和生理意义
过程:
糖的有氧氧化是在充足氧气的存在下,糖完全氧化成二氧化碳和水,并释放大量能量的过程。
这个过程可以分为三个阶段:
1.糖酵解途径:在细胞质中,葡萄糖首先被转化为2分子丙酮酸。
2.乙酰辅酶A的生成:丙酮酸进入线粒体,在丙酮酸脱氢酶复合体的催化
下,经过氧化和脱羧作用,转化为乙酰CoA。
3.三羧酸循环和氧化磷酸化:乙酰CoA进入三羧酸循环,在这一循环中,
它与草酰乙酸结合生成柠檬酸,随后经过一系列的脱氢和底物水平磷酸化反应,最终生成2分子CO₂,并重新生成草酰乙酸。
生理意义:
1.能量供应:糖的有氧氧化是机体获取能量的主要方式,为细胞的各种生理
活动提供所需的ATP。
2.物质合成:有氧氧化过程中的许多中间代谢产物是体内合成其他生物分子
的重要原料,如氨基酸、脂肪酸和核苷酸等。
3.代谢联系:糖的有氧氧化与糖的其他代谢途径(如糖原合成、糖异生)以
及脂肪和蛋白质的代谢都有密切的联系,它们共同维持着机体内环境的稳定。
糖酵解 三羧酸循环最全总结
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精心整理在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径,这是植物在长期进化过程中,对多变环境条件适应的体现。
在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵,在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径,还有脂肪酸氧化分解的乙醛酸循环以及乙醇酸氧化途径等(图5-2)。
图5-2植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图(二)糖酵解的生理意义1.糖酵解普遍存在于生物体中,是有氧呼吸和无氧呼吸途径的共同部分。
2.糖酵解的产物丙酮酸的化学性质十分活跃,可以通过各种代谢途径,生成不同的物质(图5-4)。
图5-4丙酮酸在呼吸和物质转化中的作用3.通过糖酵解,生物体可获得生命活动所需的部分能量。
对于厌氧生物来说,糖酵解是糖分解和获取能量的主要方式。
4.糖酵解途径中,除了由己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶等所催化的反应以外,多数反应均可逆转,这就为糖异生作用提供了基本途径。
二、发酵作用生物体中重要的发酵作用有酒精发酵和乳酸发酵。
在酒精发酵(alcoholfermentation)过程中,糖类经过糖酵解生成丙酮酸。
然后,丙酮酸先在丙酮酸脱羧酶(pyruvicaciddecarboxylase)作用下脱羧生成乙醛。
CH3COCOOH→CO2+CH3CHO(5-5)乙醛再在乙醇脱氢酶(alcoholdehydrogenase)的作用下,被还原为乙醇。
CH3CHO+NADH+H+→CH3CH2OH+NAD+(5-6)在缺少丙酮酸脱羧酶而含有乳酸脱氢酶(lacticaciddehydrogenase)的组织里,丙酮酸便被NADH还原为乳酸,即乳酸发酵(lactatefermentation)。
CH3COCOOH+NADH+H+→CH3CHOHCOOH+NAD+(5-7)在无氧条件下,通过酒精发酵或乳酸发酵,实现了NAD+的再生,这就使糖酵解得以继续进行。
乙酰基转移酶(dihydrolipoyltransacetylase)、二氢硫辛酸脱氢酶(dihydrolipoicaciddehydrogenase)。
糖酵解 三羧酸循环最全总结

在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径,这是植物在长期进化过程中,对多变环境条件适应的体现。
在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵,在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径,还有脂肪酸氧化分解的乙醛酸循环以及乙醇酸氧化途径等(图5-2)。
图5-2 植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图一、糖酵解己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程,称为糖酵解(glycolysis)。
整个糖酵解化学过程于1940年得到阐明。
为纪念在研究这一途径中有突出贡献的三位生物化学家:G.Embden,O.Meyerhof和J.K.Parnas,又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhofParnas途径,简称EMP途径(EMP pathway)。
糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的细胞中。
(一)糖酵解的化学历程糖酵解途径(图5-3)可分为下列几个阶段:图5-3糖酵解途径1.己糖的活化(1~9)是糖酵解的起始阶段。
己糖在己糖激酶作用下,消耗两个ATP逐步转化成果糖-1,6二磷酸(F-1,6-BP)。
如以淀粉作为底物,首先淀粉被降解为葡萄糖。
淀粉降解涉及到多种酶的催化作用,其中,除淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase)是一种葡萄糖基转移酶外,其余都是水解酶类,如α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)、脱支酶(debranching enzyme)、麦芽糖酶(maltase)等。
2.己糖裂解(10~11)即F-1,6-BP在醛缩酶作用下形成甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸,后者在异构酶(isomerase)作用下可变为甘油醛-3-磷酸。
3.丙糖氧化(12~16)甘油醛-3-磷酸氧化脱氢形成磷酸甘油酸,产生1个ATP和1个NADH,同时释放能量。
然后,磷酸甘油酸经脱水、脱磷酸形成丙酮酸,并产生1个ATP,这一过程分步完成,有烯醇化酶和丙酮酸激酶参与反应。
糖酵解过程中糖的氧化分解是在没有分子氧的参与下进行的,其氧化作用所需要的氧来自水分子和被氧化的糖分子。
糖酵解和三羧酸循环
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一.糖无氧氧化反应(分为糖酵解途径和乳酸生成两个阶段)(一)糖酵解的反应过程(不是限速酶的反应均是可逆的)1.葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖[1] 己糖激酶(hexokinase)催化,I-IV型,肝细胞中为IV型,又称葡萄糖激酶区别:前者Km值小、特异性差。
意义:浓度较低时,肝细胞不能利用Glc。
[2]需要Mg++参与,消耗1分子ATP[3]关键酶(限速酶):己糖激酶。
[4]反应不可逆,受激素调控。
[5]磷酸化后的葡萄糖不能透过细胞膜而逸出细胞。
2.2. 6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖[1]醛糖、酮糖异构体互变,需Mg++参与3.6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖(F-1,6-BP ))[1]关键酶:6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1),主要调节点。
.[2]需要Mg++参与,消耗1分子ATP [3]反应不可逆。
4. 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖5. 磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛糖酵解途径上半段完成,消耗2分子ATP6.3-磷酸甘油醛氧化为1、3-二磷酸甘油酸[1]胞浆中脱氢(无氧氧化不产能,有氧氧化产生2.5×2或1.5×2分子ATP)[2]生成高能磷酸键7.1.3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸[1]. 生成1×2分子ATP,产能方式:底物水平磷酸化。
8. 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸9. 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)[1]生成高能磷酸键10. 磷酸烯醇式丙酮酸转变成ATP和丙酮酸[1] 关键酶:.丙酮酸激酶[2]反应不可逆[3]产生1×2个ATP(底物磷酸化)至此完成”糖酵解途径”(二)丙酮酸被还原为乳酸[1]缺氧时进行。
[2]反应由乳酸脱氢酶(LDH)催化[3]2H来自于3-磷酸甘油醛脱氢[4]反应可逆糖酵解的特点:[1]细胞内定位:胞浆(cytosol)[2])限速酶(3个):己糖激酶, 6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1), 丙酮酸激酶[3]产能:方式:底物水平磷酸化数量:2×2-2=2个ATP(从Glc开始)2×2-1=3个ATP(从糖原开始)[4]终产物:lactate(乳酸循环)糖酵解的生理意义:1、在缺氧情况下供能:如高原缺氧、心肺功能不全时缺氧。
糖酵解和三羧酸循环的关系
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糖酵解和三羧酸循环的关系糖酵解和三羧酸循环是细胞内两个重要的能量代谢途径。
它们紧密相连,相互依赖,共同参与生物体内能量的产生和调控,对维持生命活动起着重要的作用。
首先,让我们一起了解一下糖酵解。
糖酵解是一种氧化代谢途径,将葡萄糖分子分解成两个分子的丙酮酸。
这个过程通常需要花费两个ATP分子,并产生四个ATP分子,因此净产生两个ATP分子。
在糖酵解的过程中,还生成了一些还原型辅酶NADH和一些中间物质,如丙酮酸、丁酸和柠檬酸等。
这些中间物质将进一步参与到三羧酸循环中。
接下来,我们来探究一下三羧酸循环。
三羧酸循环是一种氧化代谢途径,将糖酵解过程中生产的丙酮酸、丁酸和柠檬酸等中间物质进一步氧化分解。
在这个过程中,每个丙酮酸分子产生三个NADH、一个FADH₂和一个GTP(即ATP),同时生成一些二氧化碳。
这些NADH和FADH₂将进一步参与到细胞呼吸链中,通过氧化磷酸化产生更多的ATP。
此外,三羧酸循环还可以通过一系列的反应合成脂肪酸和胆固醇等重要的生物分子。
糖酵解和三羧酸循环之间的关系是密不可分的。
糖酵解产生的丙酮酸、丁酸和柠檬酸都是三羧酸循环的输入物质,为三羧酸循环提供了充足的底物。
同时,糖酵解还通过产生的NADH和FADH₂为细胞呼吸链提供了电子供体,进一步参与ATP的产生。
可以说,糖酵解为三羧酸循环的运行提供了必要的物质和能量支持。
此外,糖酵解和三羧酸循环还互相调控作用,保持细胞内代谢的平衡。
当细胞内能量供应充足时,糖酵解的速率会受到抑制,进而降低三羧酸循环的活性。
相反,当细胞内能量供应不足时,糖酵解的速率会增加,进而刺激三羧酸循环的增强。
这种相互调控的机制保证了细胞内能量的稳定,适应不同生理状态下的能量需求。
总结起来,糖酵解和三羧酸循环是细胞内重要的能量代谢途径。
它们之间通过提供底物和能量,相互依赖,共同参与能量的产生和调控。
同时,它们还通过相互调控维持细胞内能量的平衡。
深入理解和掌握糖酵解和三羧酸循环的关系,对于研究细胞能量代谢的机制,促进人类健康和生物技术的发展具有重要的指导意义。
三羧酸循环巧记忆口诀
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三羧酸循环巧记忆口诀
三羧酸循环是生物体中最重要的代谢循环之一,它可以将糖类物质转
化为能量,为生物体提供活力。
记忆三羧酸循环口诀,可以帮助我们
更好地理解这一重要的生物过程。
首先,要记住三羧酸循环的口诀,就要先了解它的基本原理。
三羧酸
循环是一个复杂的代谢过程,它的基本原理是将糖类物质转化为能量,为生物体提供活力。
它的过程分为三个步骤:糖酵解、酮酸循环和三
羧酸循环。
其次,要记住三羧酸循环的口诀,就要把它的步骤一一记住。
糖酵解
是三羧酸循环的第一步,它将糖类物质分解为乙醇酸和乙酸;酮酸循
环是第二步,它将乙醇酸转化为乙酸;最后,三羧酸循环是第三步,
它将乙酸转化为三羧酸,并将三羧酸转化为糖类物质,从而完成整个
循环。
最后,要记住三羧酸循环的口诀,就要把它的口诀记住。
口诀是:
“糖酵解乙醇酸,酮酸循环乙酸,三羧酸循环完成,糖类物质又回来。
”这句口诀把三羧酸循环的基本原理和步骤都概括得很清楚,只
要记住这句口诀,就可以轻松地记住三羧酸循环的基本原理和步骤。
三羧酸循环是生物体中最重要的代谢循环之一,记住它的口诀,可以
帮助我们更好地理解这一重要的生物过程。
只要把它的基本原理和步
骤记住,再加上口诀,就可以轻松地记住三羧酸循环的基本原理和步骤。
糖酵解和三羧酸循环
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一.糖无氧氧化反应(分为糖酵解途径和乳酸生成两个阶段)(一)糖酵解的反应过程(不是限速酶的反应均是可逆的)1.葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖[1] 己糖激酶(hexokinase)催化,I-IV型,肝细胞中为IV型,又称葡萄糖激酶区别:前者Km值小、特异性差。
意义:浓度较低时,肝细胞不能利用Glc。
[2]需要Mg++参与,消耗1分子ATP[3]关键酶(限速酶):己糖激酶。
[4]反应不可逆,受激素调控。
[5]磷酸化后的葡萄糖不能透过细胞膜而逸出细胞。
2.2. 6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖[1]醛糖、酮糖异构体互变,需Mg++参与3.6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖(F-1,6-BP ))[1]关键酶:6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1),主要调节点。
.[2]需要Mg++参与,消耗1分子ATP [3]反应不可逆。
4. 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖5. 磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛糖酵解途径上半段完成,消耗2分子ATP6.3-磷酸甘油醛氧化为1、3-二磷酸甘油酸[1]胞浆中脱氢(无氧氧化不产能,有氧氧化产生2.5×2或1.5×2分子ATP)[2]生成高能磷酸键7.1.3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸[1]. 生成1×2分子ATP,产能方式:底物水平磷酸化。
8. 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸9. 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)[1]生成高能磷酸键10. 磷酸烯醇式丙酮酸转变成ATP和丙酮酸[1] 关键酶:.丙酮酸激酶[2]反应不可逆[3]产生1×2个ATP(底物磷酸化)至此完成”糖酵解途径”(二)丙酮酸被还原为乳酸[1]缺氧时进行。
[2]反应由乳酸脱氢酶(LDH)催化[3]2H来自于3-磷酸甘油醛脱氢[4]反应可逆糖酵解的特点:[1]细胞内定位:胞浆(cytosol)[2])限速酶(3个):己糖激酶, 6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1), 丙酮酸激酶[3]产能:方式:底物水平磷酸化数量:2×2-2=2个ATP(从Glc开始)2×2-1=3个ATP(从糖原开始)[4]终产物:lactate(乳酸循环)糖酵解的生理意义:1、在缺氧情况下供能:如高原缺氧、心肺功能不全时缺氧。
糖酵解三羧酸循环记忆口诀
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糖酵解三羧酸循环记忆口诀糖酵解三羧酸循环,也称糖酵解回路,是一种重要的生物代谢过程,它是细胞代谢的主要组成部分,为细胞提供了能量。
它主要以三种羧酸,乙酰辅酶A,乙酰辅酶A(CoA),乙酰辅酶A(NAD+)为主要物质,以及一些其他的小分子物质,如氢氧化钠,磷酸腺苷,果糖磷酸,等。
在糖酵解回路中,糖分子被水解成两个亚糖,然后经过一系列反应,亚糖最终被分解成三种羧酸,分别是二氢乙酸,乙酸和丙酸,同时也会释放出大量的能量,能够支持细胞的各种活动。
为了记忆糖酵解三羧酸循环,可以使用一句口诀:“三羧酸,拉开序幕;二氢乙酸,暂停一会;乙酸,反应进行;丙酸,收尾收获。
”这句口诀把糖酵解三羧酸循环过程中的每个主要步骤都一一道出,从而让人们很容易记住,并且可以帮助人们更好地理解糖酵解三羧酸循环的具体过程。
糖酵解三羧酸循环的第一步是三羧酸的水解反应,也就是口诀中“三羧酸,拉开序幕”的部分。
在这一步中,三羧酸被水解成两个亚糖,其中一个亚糖是乙酰辅酶A,另一个是乙酰辅酶A(NAD+)。
糖酵解三羧酸循环的第二步是二氢乙酸的生成,即口诀中的“二氢乙酸,暂停一会”。
在这一步中,乙酰辅酶A与乙酰辅酶A(NAD+)发生反应,产生二氢乙酸,同时乙酰辅酶A(NAD+)也被还原为乙酰辅酶A(NADH)。
糖酵解三羧酸循环的第三步是乙酸的生成,即口诀中的“乙酸,反应进行”。
在这一步中,二氢乙酸被乙酰辅酶A(NADH)还原为乙酸,同时乙酰辅酶A(NADH)也被还原为乙酰辅酶A(NAD+)。
糖酵解三羧酸循环的最后一步是丙酸的生成,即口诀中的“丙酸,收尾收获”。
在这一步中,乙酰辅酶A(NAD+)与乙酸发生反应,产生丙酸,同时乙酰辅酶A (NAD+)也被还原为乙酰辅酶A(NADH)。
糖酵解三羧酸循环可以为细胞提供大量的能量,这是由口诀中最后一句“收尾收获”所暗示的。
在糖酵解三羧酸循环过程中,糖分子被水解成两个亚糖,然后分解成三种羧酸,这个过程中会释放出大量的能量。
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在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径,这是植物在长期进化过程中,对多变环境条件适应的体现。
在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵,在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径,还有脂肪酸氧化分解的乙醛酸循环以及乙醇酸氧化途径等(图5-2)。
图5-2 植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图一、糖酵解己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程,称为糖酵解(glycolysis)。
整个糖酵解化学过程于1940年得到阐明。
为纪念在研究这一途径中有突出贡献的三位生物化学家:G.Embden,O.Meyerhof和J.K.Parnas,又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhofParnas途径,简称EMP途径(EMP pathway)。
糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的细胞中。
(一)糖酵解的化学历程糖酵解途径(图5-3)可分为下列几个阶段:图5-3糖酵解途径1.己糖的活化(1~9)是糖酵解的起始阶段。
己糖在己糖激酶作用下,消耗两个ATP逐步转化成果糖-1,6二磷酸(F-1,6-BP)。
如以淀粉作为底物,首先淀粉被降解为葡萄糖。
淀粉降解涉及到多种酶的催化作用,其中,除淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase)是一种葡萄糖基转移酶外,其余都是水解酶类,如α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)、脱支酶(debranching enzyme)、麦芽糖酶(maltase)等。
2.己糖裂解(10~11)即F-1,6-BP在醛缩酶作用下形成甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸,后者在异构酶(isomerase)作用下可变为甘油醛-3-磷酸。
3.丙糖氧化(12~16)甘油醛-3-磷酸氧化脱氢形成磷酸甘油酸,产生1个ATP和1个NADH,同时释放能量。
然后,磷酸甘油酸经脱水、脱磷酸形成丙酮酸,并产生1个ATP,这一过程分步完成,有烯醇化酶和丙酮酸激酶参与反应。
糖酵解过程中糖的氧化分解是在没有分子氧的参与下进行的,其氧化作用所需要的氧来自水分子和被氧化的糖分子。
在糖酵解过程中,每1mol葡萄糖产生2mol丙酮酸时,净产生2molATP和2molNADH+H+。
根据图5-3,糖酵解的总反应可归纳为:C6H12O6+2NAD++2ADP+2H3PO4→2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP (5-4)(二)糖酵解的生理意义1.糖酵解普遍存在于生物体中,是有氧呼吸和无氧呼吸途径的共同部分。
2.糖酵解的产物丙酮酸的化学性质十分活跃,可以通过各种代谢途径,生成不同的物质(图5-4)。
图5-4 丙酮酸在呼吸和物质转化中的作用3.通过糖酵解,生物体可获得生命活动所需的部分能量。
对于厌氧生物来说,糖酵解是糖分解和获取能量的主要方式。
4. 糖酵解途径中,除了由己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶等所催化的反应以外,多数反应均可逆转,这就为糖异生作用提供了基本途径。
二、发酵作用生物体中重要的发酵作用有酒精发酵和乳酸发酵。
在酒精发酵(alcohol fermentation)过程中,糖类经过糖酵解生成丙酮酸。
然后,丙酮酸先在丙酮酸脱羧酶(pyruvic acid decarboxylase)作用下脱羧生成乙醛。
CH3COCOOH→CO2+CH3CHO (5-5)乙醛再在乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase)的作用下,被还原为乙醇。
CH3CHO+NADH+H+→CH3CH2OH+NAD+ (5-6)在缺少丙酮酸脱羧酶而含有乳酸脱氢酶(lactic acid dehydrogenase)的组织里,丙酮酸便被NADH还原为乳酸,即乳酸发酵(lactate fermentation)。
CH3COCOOH+NADH+H+→CH3CHOHCOOH+NAD+ (5-7)在无氧条件下,通过酒精发酵或乳酸发酵,实现了NAD+的再生,这就使糖酵解得以继续进行。
无氧呼吸过程中形成乙醇或乳酸所需的NADH+H+,一般来自于糖酵解。
因此,当植物进行无氧呼吸时,糖酵解过程中形成的2分子NADH+H+就会被消耗掉(图5-5),这样每分子葡萄糖在发酵时,只净生成2分子ATP,葡萄糖中的大部分能量仍保存在乳酸或乙醇分子中。
可见,发酵作用能量利用效率低,有机物耗损大,依赖无氧呼吸不可能长期维持细胞的生命活动,而且发酵产物的产生和累积,对细胞原生质有毒害作用。
如酒精累积过多,会破坏细胞的膜结构;若酸性的发酵产物累积量超过细胞本身的缓冲能力,也会引起细胞酸中毒。
图5-5 NAD+与NADH的周转与丙酮酸还原之间的关系三、三羧酸循环糖酵解的最终产物丙酮酸,在有氧条件下进入线粒体,通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环逐步脱羧脱氢,彻底氧化分解,这一过程称为三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCAC)。
这个循环是英国生物化学家克雷布斯(H.Krebs)首先发现的,所以又名Krebs 循环(Krebs cycle)。
1937年他提出了一个环式反应来解释鸽子胸肌内的丙酮酸是如何分解的,并把这一途径称为柠檬酸循环(citric acid cycle),因为柠檬酸是其中的一个重要中间产物。
TCA循环普遍存在于动物、植物、微生物细胞中,是在线粒体基质中进行的。
TCA循环的起始底物乙酰CoA不仅是糖代谢的中间产物,也是脂肪酸和某些氨基酸的代谢产物。
因此,TCA循环是糖、脂肪、蛋白质三大类物质的共同氧化途径。
(一)三羧酸循环的化学历程TCA循环共有9步反应(图5-6)。
1.反应(1)丙酮酸在丙酮酸脱氢酶复合体催化下氧化脱羧生成乙酰CoA,这是连结EMP与TCAC的纽带。
丙酮酸脱氢酶复合体(pyruvic acid dehydrogenase complex)是由3种酶组成的复合体,含有6种辅助因子。
这3种酶是:丙酮酸脱羧酶(pyruvic acid decarboxylase)、二氢硫辛酸乙酰基转移酶(dihydrolipoyl transacetylase)、二氢硫辛酸脱氢酶(dihydrolipoic acid dehydrogenase)。
6种辅助因子。
6种辅助因子分别是硫胺素焦磷酸(thiamine pyrophosphate,TPP)、辅酶A (coenzyme A)、硫辛酸(lipoic acid)、FAD(flavin adenine dinucleotide)、NAD+(nicotinamide adenine dinucleotide)和Mg2+。
图5-6 三羧酸循环的反应过程上述反应中从底物上脱下的氢是经FAD→FADH2传到NAD+再生成NADH+H+。
2.反应(2)乙酰CoA在柠檬酸合成酶催化下与草酰乙酸缩合为柠檬酸,并释放CoASH,此反应为放能反应(△G°,=-32.22kJ·mol-1)。
3.反应(3)由顺乌头酸酶催化柠檬酸脱水生成顺乌头酸,然后加水生成异柠檬酸。
4.反应(4)在异柠檬酸脱氢酶催化下,异柠檬酸脱氢生成NADH,其中间产物草酰琥珀酸是一个不稳定的β-酮酸,与酶结合即脱羧形成α-酮戊二酸。
5.反应(5)α酮戊二酸在α酮戊二酸脱氢酶复合体催化下形成琥珀酰辅酶A和NADH,并释放CO2。
α酮戊二酸脱氢酶复合体是由α酮戊二酸脱羧酶(α-ketoglutaric acid decarboxylase)、二氢硫辛酸琥珀酰基转移酶(dihydrolipoyl transsuccinylase) 及二氢硫辛酸脱氢酶所组成的,含有6种辅助因子:TPP、NAD+、辅酶A、FAD、硫辛酸及Mg2+。
该反应不可逆。
6.反应(6)含有高能硫酯键的琥珀酰CoA在琥珀酸硫激酶催化下,利用硫酯键水解释放的能量,使ADP磷酸化成ATP。
该反应是TCA循环中唯一的一次底物水平磷酸化,即由高能化合物水解,放出能量直接形成ATP的磷酸化作用。
7.反应(7)琥珀酸在琥珀酸脱氢酶催化下,脱氢氧化生成延胡索酸,脱下的氢生成FADH2。
丙二酸、戊二酸与琥珀酸的结构相似,是琥珀酸脱氢酶特异的竞争性抑制剂。
8.反应(8)延胡索酸经延胡索酸酶催化加水生成苹果酸。
9.反应(9)苹果酸在苹果酸脱氢酶的催化下氧化脱氢生成草酰乙酸和NADH。
草酰乙酸又可重新接受进入循环的乙酰CoA,再次生成柠檬酸,开始新一轮TCA循环。
TCA循环的总反应式为:CH3COCOOH+4NAD++FAD+ADP+Pi+2H2O3CO2+4NADH+4H++FADH2+ATP(5-8)(二)三羧酸循环的回补机制TCA循环中某些中间产物是合成许多重要有机物的前体。
例如草酰乙酸和α酮戊二酸分别是天冬氨酸和谷氨酸合成的碳架,延胡索酸是苯丙氨酸和酪氨酸合成的前体,琥珀酰CoA是卟啉环合成的碳架。
如果TCA循环的中间产物大量消耗于有机物的合成,就会影响TCA循环的正常运行,因此必须有其他的途径不断地补充,这称之为TCA循环的回补机制(replenishing mechanism)。
主要有三条回补途径:1.丙酮酸的羧化丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸。
Pyr+CO2+H2O+ATPOAA+ADP+Pi (5-9)丙酮酸羧化酶的活性平时较低,当草酰乙酸不足时,由于乙酰CoA 的累积可提高该酶活性。
这是动物中最重要的回补反应。
2.PEP的羧化作用在糖酵解中形成的PEP不转变为丙酮酸,而是在PEP羧化激酶作用下形成草酰乙酸,草酰乙酸再被还原为苹果酸,苹果酸经线粒体内膜上的二羧酸传递体与Pi进行电中性的交换,进入线粒体基质,可直接进入TCA 循环;苹果酸也可在苹果酸酶的作用下脱羧形成丙酮酸,再进入TCA循环都可起到补充草酰乙酸的作用。
这一回补反应存在于高等植物、酵母和细菌中,动物中不存在。
PEP+CO2+H2O→OAA+Pi (5-10)3.天冬氨酸的转氨作用天冬氨酸和α酮戊二酸在转氨酶作用下可形成草酰乙酸和谷氨酸:ASP+α-酮戊二酸OAA+Glu (5-11)通过以上这些回补反应,保证有适量的草酰乙酸供TCA循环的正常运转。
(三)三羧酸循环的特点和生理意义1.在TCA循环中底物(含丙酮酸)脱下5对氢原子,其中4对氢在丙酮酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸氧化脱羧和苹果酸氧化时用以还原NAD+,一对氢在琥珀酸氧化时用以还原FAD。
生成的NADH和FADH2,经呼吸链将H+和电子传给O2生成H2O,同时偶联氧化磷酸化生成ATP。
此外,由琥珀酰CoA形成琥珀酸时通过底物水平磷酸化生成ATP。
因而,TCA 循环是生物体利用糖或其它物质氧化获得能量的有效途径。
2.乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸,使两个碳原子进入循环。
在两次脱羧反应中,两个碳原子以CO2的形式离开循环,加上丙酮酸脱羧反应中释放的CO2,这就是有氧呼吸释放CO2的来源,当外界环境中二氧化碳浓度增高时,脱羧反应减慢,呼吸作用就减弱。