大连理工大学生物化学课件--三羧酸循环
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1、三大供能营养素氧化供能的共同途径。 2、糖、脂肪和氨基酸代谢联系的中心枢纽。
3、循环中某些成分可用于合成其他物质。
49
Pasteur效应：
糖的有氧氧化对糖酵解的抑制作用称为Pasteur效应 机理： 有氧时NADH+H+可进入线粒体内氧化，于是丙
酮酸就进行有氧氧化而不生成乳酸------有氧氧化可抑
合酶（synthase）：催化不需要任何核苷三磷酸（如ATP、 GTP等）作为能量来源的缩合反应； 合成酶（synthetase）：催化的缩合反应必须使用ATP或其 他核苷三磷酸作为合成反应的能量来源； 连接酶（Ligase）：催化使用ATP或其他能量来源，将2个 原子连接在一起的缩合反应； 裂解酶（lyase）：催化断裂过程的酶，这一过程中发生电 子冲排； 激酶（kinase）：将核苷三磷酸上的磷酰基转移到一个受体 分子的酶； 磷酸化酶（phosphorylase）：磷酸化 磷酸酶（phosphatase）：去磷酸化
三羧酸循环小结
1. TCA循环是糖、脂肪和蛋白质等物质分解代谢的共同途径。 氧化产生的能量暂存在电子载体 NADH和FADH2 。在氧化磷 酸化过程中，电子传递给氧，能量转移给ATP。
2. TCA循环，真核生物发生在线粒体，原核生物发生在细胞质。
3. 经TCA氧化一个乙酰CoA，获得的能量物质有三分子NADH、 一分子FADH2和一分子ATP/GTP。
2
三羧酸循环(Tricarboxylic acid circle)
又称柠檬酸循环，Krebs循环，简写TCA循环 有氧条件下，将酵解产生的丙酮酸氧化脱 羧成乙酰CoA，再经一系列氧化和脱羧，最终
生成CO2和H2O并产生能量。
3
肝脏中糖的去路
1）有氧氧化 A、糖酵解（胞液） B、丙酮酸氧化脱羧（线粒体） C、柠檬酸循环（线粒体） D、氧化磷酸化（线粒体）
化学反应 1 葡萄糖 → 葡糖-6-磷酸 1 果糖-6-磷酸 → 果糖-1,6-二磷酸 2 甘油醛-3-磷酸 → 甘油酸-1,3-二磷酸 2 甘油酸-1,3-二磷酸 →甘油酸-3-二磷酸 2 磷酸烯醇式丙酮酸 → 丙酮酸 2 丙酮酸 → 乙酰辅酶A 2 异柠檬酸 → -酮戊二酸 2 -酮戊二酸 → 琥珀酰辅酶A 2 琥珀酰辅酶A → 琥珀酸 2 琥珀酸 → 延胡索酸 2 苹果酸 → 草酰乙酸 总计 ATP或还原辅酶 -1 ATP -1 ATP 2 NADH 2 ATP 2 ATP 2 NADH 2 NADH 2 NADH 2 ATP 2 FADH2 2 NADH ATP数 -1 -1 3或5 2 2 5 5 5 2 3 5 30或32
29
30
5. 琥珀酰COA转化为琥珀酰
琥珀酰COA合成酶催化，水解高能硫酯键释放的能量驱动GDP 合成GTP（ATP）转化为琥珀酰
底物水平磷酸化
31
32
6. 琥珀酸氧化为延胡索酸
琥珀酸脱氢酶催化，FAD作为辅基
33
7. 延胡索酸水化形成苹果酸
延胡索酸酶催化，水合作用
34
8. 苹果酸氧化为草酰乙酸
38
酰为 基什 ）么 氧一 化个 为简 单 的 如二 此碳 复单 杂位 ？（ 乙
CO2
作为中间代谢的中心将分 解过程中产生的4碳、5碳 作为燃料分子进入此循环
39
柠檬酸的异构问题
14C标记乙酰CoA进行研究结果，第一周循
环中并无14C出现CO2，即CO2的碳原子来 自草酰乙酸而不是来自乙酰CoA，第二周 循环时，才有14 CO2 出现。
解释：此类细胞糖酵解酶系较强，而线粒体中某些氧化酶系 如细胞色素氧化酶活性较低，争夺氧化磷酸化底物处劣势。
51
乙醛酸循环
(glyoxylate cycle)
52
乙醛酸循环
酸乙 烯酸 醇作 式为 丙能 酮量 酸和 的糖 来类 源合 起成 作过 用程 中 磷
植物 某些无脊椎动物 一些微生物
53
54
21
22
1. 柠檬酸的形成
乙酰COA 与草酰乙酸合成柠檬酸，由柠檬酸合酶催化，消耗乙 酰COA的高能硫酯键
23
24
2. 柠檬酸异构为异柠檬酸
加水、脱水，H和HO之间互换
25
26
3. 异柠檬酸氧化为-酮戊二酸+ CO2
氧化脱羧
27
28
4. -酮戊二酸氧化成琥珀酰COA+CO2
-酮戊二酸脱氢酶复合体由E1、 E2、E3组成，有TPP、硫辛酸、 COA-SH、FAD和NAD五种辅助因子。-酮戊二酸氧化产生的 能量贮存在的硫酯键中
关 键 酶
① 酵解途径：己糖激酶 丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶-1 ② 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体 ③ 三羧酸循环：柠檬酸合酶 α-酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶 有氧氧化的调节是为了适应机体或器官对能量的需要，有氧氧化 过程中酶的活性都受细胞内ATP/ADP或ATP/AMP比例的影响。 ATP/ADP或ATP/AMP比值升高抑制有氧氧化，降低则促进有氧 氧化。 ATP/AMP效果更显著。 47
4. 除了乙酰CoA，所有能产生三羧酸循环的四碳或五碳中间化合 物(如氨基酸代谢产物)都能在这个循环中被氧化。
5. TCA循环具有两重性，既与分解代谢有关，也与合成代谢有关。 循环中间物可以用作生物合成的原料。 6. TCA循环中的中间产物被消耗，可以通过回补反应进行补充。 48
三羧酸循环的生理意义
12
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 13
14
15
丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程：
①丙酮酸与丙酮酸脱氢酶 （E1）中的TPP结合，脱 羧生成羟乙基衍生物 ②丙酮酸脱氢酶复合体 同时也催化该反应，将2 个电子和乙酰基从TPP 转移到核心酶 二氢硫辛 酸乙酰转移酶（E2 ）中 的氧化型硫辛酰赖氨酰 基团上生成还原型硫辛 酰的乙酰硫酯
44
三羧酸循环的调节
1、三个关键酶：
• 柠檬酸合成酶
• 异柠檬酸脱氢酶 • α-酮戊二酸脱氢酶 2、NADH/NAD+和ATP/ADP比率的调节作用 ADP与NAD+浓度 ：使三羧酸循环
ATP与NADH浓度 ：使三羧酸循环
45
三 羧 酸 循 环 的 调 节
46
糖有氧氧化的调节是基于能量的需求
40
中 间 产 物 的 消 耗 与 补 充
41
添补反应补充三羧酸循环中间物
TCA循环中用于生物合成的前体，可通过添补反应（anaplerotic reaction）得到补充 丙酮酸+HCO3 丙酮酸羧化酶 PEP羧激酶 PEP羧激酶
- +NAD（P）H
-+ATP
草酰乙酸+ADP+Pi 草酰乙酸+GTP
丙酮酸的氧化
丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA 总反应式：
8
丙酮酸脱氢酶复合物位于线粒体膜上
HSCoA
丙酮酸脱氢酶复合体的组成 酶 辅酶
NAD+
E1 ：丙酮酸脱氢酶
E2 ：二氢硫辛酰转乙酰基酶
E3 ：二氢硫辛酸脱氢酶
TPP CoA-SH 硫辛酸 FAD NAD＋
9
10
11
乙酰COA系列具有很高的酰基转移势能
19
柠檬酸循环中的酶分布在线粒体中
真核生物：
转运
丙酮酸
线粒体
乙酰CoA
嵌在内膜中的丙酮酸转运酶可以特异地将丙酮酸从膜间质 转运到线粒体的基质中，进入基质的丙酮酸脱羧生成乙酰 CoA，经柠檬酸循环进一步被氧化。 氧化磷酸化：H+/电子沿电子传递链传递过程中能量逐步释 放，同时伴有ADP磷酸化成ATP，吸收这些能量储存于 ATP中，即氧化与磷酸化反应是偶联在一起~。三羧酸循环 中脱下的氢进入呼吸链氧化磷酸化，生成水和ATP。 20
乙 醛 酸 循 环 和 三 羧 酸 循 环 的 关 系
55
乙酰辅酶A进入乙醛 酸循环生成6.5个ATP
乙酰辅酶A 进入TCA生 成10个ATP
56
多少个乙酰COA可以 异生成一个葡萄糖？
乙醛酸循环没有 碳的损失，因此 乙酰COA可以异 生成糖
57
植 物 ： 脂 肪 酸 异 生 为 糖
58
◇在TCA循环中，下列哪一个阶段发生了底物水平磷 酸化？（ ） A、柠檬酸→α-酮戊二酸 B、琥珀酰CoA →琥珀 酸 C、琥珀酸→延胡索酸 D、延胡索酸→苹果酸 ◇在三羧酸循环中，由α-酮戊二酸脱氢酶系所催化的 反应需要（ ） A、NAD+ B、NADP+ C、CoASH D、ATP ◇丙酮酸脱氢酶系需要几种酶和辅酶？（ ） ◇三羧酸循环中的关键酶都有哪些？（ ）
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。
6
柠檬酸循环发现的大事记
1911-1920 T.Thunberg 等 1935 Albert, Szent -Gyorgyi 肌肉组织可氧化柠檬酸、琥珀酸、延胡索酸和 苹果酸等。 4C的二羧酸（琥珀酸、延胡索酸、苹果酸和 草酰乙酸等)能促进肌氧耗量;并确立琥珀酸经 延胡索酸和苹果酸转变成草酰乙酸。
柠檬酸循环
(三羧酸循环、krebs循环、TCA)
1
学习内容
1、丙酮酸脱氢酶复合物催化丙酮酸脱羧形成乙酰CoA 2、 柠檬酸循环的酶促反应过程 3、柠檬酸循环的调控 4、柠檬酸循环中存在着几处代谢物进出口 5、植物中乙醛酸循环是柠檬酸循环的支路 6、柠檬酸循环产生的还原型辅酶通过氧化磷酸化生成 ATP
16
③转酯反应，COA的巯基代 替E2的巯基生成乙酰COA和 还原型硫辛酰基
④ 二氢硫辛酸脱氢酶E3 将E2 中的2个氢原子转 移给E3 的辅基FAD，使 E2 的硫辛酰赖氨酰基团 成为氧化型
⑤E3中的FADH2将H+转 移给NAD+生成NADH
17
共价修饰调节
18
三 羧 酸 循 环 反 应 的 全 过 程
制糖酵解。 缺氧时，氧化磷酸化受阻，ADP与Pi不能合成 ATP，致使ADP/ATP比值升高，而激活糖酵解途径的 限速酶，故糖酵解消耗的葡萄糖量增加。
50
Crabtree效应（亦称反Pasteur作用）：
一些组织细胞给予葡萄糖时，无论供氧充足与否，均呈现 很强的酵解反应，而糖的有氧氧化受抑制，这种作用称为 Crabtree效应。 实验现象：癌细胞中有Crabtree现象，后发现某些正常组 织细胞(如视网膜、睾丸、小肠粘膜、颗粒性白细胞、肾 髓质、成熟红细胞等)亦有此现象。
苹果酸脱氢酶催化，产生NADH+H+
反应向左，但由于草酰乙酸与乙酰COA不断合成柠檬酸，使反 应向右进行（不利的反应由一个有力的反应推动而进行下去）
35
丙酮酸
丙酮酸脱氢酶
三羧酸循环
乙酰CoA 柠檬酸合成酶 草酰乙酸 苹果酸脱氢酶 柠檬酸
丙酮酸氧化脱羧： 1个NADH 1个CO2
顺乌头酸酶 异柠檬酸
苹果酸
异柠檬酸脱氢酶
延胡索酸酶 α-酮戊二酸 延胡索酸 α-酮戊二酸脱氢酶 琥珀酸脱氢酶 琥珀酸 琥珀酰CoA 琥珀酰CoA合成酶
1个GTP 3个NADH 1个FADH2 36 2个CO2
输入： 1分子一乙酰COA 2分子H2O
输出： 3NADH+H+ 1FADH2 1GTP 2CO2
37
葡萄糖经糖酵解、丙酮酸脱氢反应、TCA、氧化磷酸化产生的ATP数量
Wagner-Janregy 等异柠檬酸是柠檬酸的氧化产物。
1936 1937 1937 Green等 猪心肌中提得苹果酸脱氢酶。 Martius, F.Knoop 等证明柠檬酸经顺乌头酸异构化为异柠檬酸，
并进一步氧化成-酮戊二酸。
Hans Krebs 证明柠檬酸来自乙酰CoA和草酰乙酸的缩合。
7
PEP+ CO2+GDP
PEP+ HCO3苹果酸+ HCO3
草酰乙酸+Pi
苹果酸+NAD（P）+
42
苹果酸酶
厌 氧 细 菌 中 不 完 整 的
TCA中间产物是 某些物质的合成 原料（前体）
TCA
43
三羧酸循环的基本特点
1、量上来说，循环中一个2C化合物被氧化成CO2 ，但实 际上这2C化合物不是来自加入的乙酰CoA，而来自草酰 乙酸。 2、中间代谢物，包括草酰乙酸在内，在循环中起催化剂 作用，本身并无量的变化。 3、循环中草酰乙酸主要来自丙酮酸的直接羧化。 4、氨基酸代谢时生成的-酮戊二酸、琥珀酸和延胡索酸 等二羧酸类不能直接经循环氧化，须经草酰乙酸、磷酸 稀醇型丙酮酸转变成丙酮酸，再以乙酰CoA进入循环彻 底氧化。
2）磷酸戊糖途径（胞液）
3）糖转化为脂肪 4）输出血糖 5）合成糖原
4
糖的有氧氧化（aerobic oxidation）
有氧氧化 葡萄糖
①
( 胞液 )
丙酮酸 乳酸、乙醇
②
(线粒体)
乙酰CoA ③ TCA (线粒体) CO2、H2O、能量
5
无氧酵解
有氧氧化（aerobic oxidation）
有氧条件下，葡萄糖彻底氧化生成CO2和H2O，ห้องสมุดไป่ตู้并伴有能量释放的过程。 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 能量
3、循环中某些成分可用于合成其他物质。
49
Pasteur效应：
糖的有氧氧化对糖酵解的抑制作用称为Pasteur效应 机理： 有氧时NADH+H+可进入线粒体内氧化，于是丙
酮酸就进行有氧氧化而不生成乳酸------有氧氧化可抑
合酶（synthase）：催化不需要任何核苷三磷酸（如ATP、 GTP等）作为能量来源的缩合反应； 合成酶（synthetase）：催化的缩合反应必须使用ATP或其 他核苷三磷酸作为合成反应的能量来源； 连接酶（Ligase）：催化使用ATP或其他能量来源，将2个 原子连接在一起的缩合反应； 裂解酶（lyase）：催化断裂过程的酶，这一过程中发生电 子冲排； 激酶（kinase）：将核苷三磷酸上的磷酰基转移到一个受体 分子的酶； 磷酸化酶（phosphorylase）：磷酸化 磷酸酶（phosphatase）：去磷酸化
三羧酸循环小结
1. TCA循环是糖、脂肪和蛋白质等物质分解代谢的共同途径。 氧化产生的能量暂存在电子载体 NADH和FADH2 。在氧化磷 酸化过程中，电子传递给氧，能量转移给ATP。
2. TCA循环，真核生物发生在线粒体，原核生物发生在细胞质。
3. 经TCA氧化一个乙酰CoA，获得的能量物质有三分子NADH、 一分子FADH2和一分子ATP/GTP。
2
三羧酸循环(Tricarboxylic acid circle)
又称柠檬酸循环，Krebs循环，简写TCA循环 有氧条件下，将酵解产生的丙酮酸氧化脱 羧成乙酰CoA，再经一系列氧化和脱羧，最终
生成CO2和H2O并产生能量。
3
肝脏中糖的去路
1）有氧氧化 A、糖酵解（胞液） B、丙酮酸氧化脱羧（线粒体） C、柠檬酸循环（线粒体） D、氧化磷酸化（线粒体）
化学反应 1 葡萄糖 → 葡糖-6-磷酸 1 果糖-6-磷酸 → 果糖-1,6-二磷酸 2 甘油醛-3-磷酸 → 甘油酸-1,3-二磷酸 2 甘油酸-1,3-二磷酸 →甘油酸-3-二磷酸 2 磷酸烯醇式丙酮酸 → 丙酮酸 2 丙酮酸 → 乙酰辅酶A 2 异柠檬酸 → -酮戊二酸 2 -酮戊二酸 → 琥珀酰辅酶A 2 琥珀酰辅酶A → 琥珀酸 2 琥珀酸 → 延胡索酸 2 苹果酸 → 草酰乙酸 总计 ATP或还原辅酶 -1 ATP -1 ATP 2 NADH 2 ATP 2 ATP 2 NADH 2 NADH 2 NADH 2 ATP 2 FADH2 2 NADH ATP数 -1 -1 3或5 2 2 5 5 5 2 3 5 30或32
29
30
5. 琥珀酰COA转化为琥珀酰
琥珀酰COA合成酶催化，水解高能硫酯键释放的能量驱动GDP 合成GTP（ATP）转化为琥珀酰
底物水平磷酸化
31
32
6. 琥珀酸氧化为延胡索酸
琥珀酸脱氢酶催化，FAD作为辅基
33
7. 延胡索酸水化形成苹果酸
延胡索酸酶催化，水合作用
34
8. 苹果酸氧化为草酰乙酸
38
酰为 基什 ）么 氧一 化个 为简 单 的 如二 此碳 复单 杂位 ？（ 乙
CO2
作为中间代谢的中心将分 解过程中产生的4碳、5碳 作为燃料分子进入此循环
39
柠檬酸的异构问题
14C标记乙酰CoA进行研究结果，第一周循
环中并无14C出现CO2，即CO2的碳原子来 自草酰乙酸而不是来自乙酰CoA，第二周 循环时，才有14 CO2 出现。
解释：此类细胞糖酵解酶系较强，而线粒体中某些氧化酶系 如细胞色素氧化酶活性较低，争夺氧化磷酸化底物处劣势。
51
乙醛酸循环
(glyoxylate cycle)
52
乙醛酸循环
酸乙 烯酸 醇作 式为 丙能 酮量 酸和 的糖 来类 源合 起成 作过 用程 中 磷
植物 某些无脊椎动物 一些微生物
53
54
21
22
1. 柠檬酸的形成
乙酰COA 与草酰乙酸合成柠檬酸，由柠檬酸合酶催化，消耗乙 酰COA的高能硫酯键
23
24
2. 柠檬酸异构为异柠檬酸
加水、脱水，H和HO之间互换
25
26
3. 异柠檬酸氧化为-酮戊二酸+ CO2
氧化脱羧
27
28
4. -酮戊二酸氧化成琥珀酰COA+CO2
-酮戊二酸脱氢酶复合体由E1、 E2、E3组成，有TPP、硫辛酸、 COA-SH、FAD和NAD五种辅助因子。-酮戊二酸氧化产生的 能量贮存在的硫酯键中
关 键 酶
① 酵解途径：己糖激酶 丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶-1 ② 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体 ③ 三羧酸循环：柠檬酸合酶 α-酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶 有氧氧化的调节是为了适应机体或器官对能量的需要，有氧氧化 过程中酶的活性都受细胞内ATP/ADP或ATP/AMP比例的影响。 ATP/ADP或ATP/AMP比值升高抑制有氧氧化，降低则促进有氧 氧化。 ATP/AMP效果更显著。 47
4. 除了乙酰CoA，所有能产生三羧酸循环的四碳或五碳中间化合 物(如氨基酸代谢产物)都能在这个循环中被氧化。
5. TCA循环具有两重性，既与分解代谢有关，也与合成代谢有关。 循环中间物可以用作生物合成的原料。 6. TCA循环中的中间产物被消耗，可以通过回补反应进行补充。 48
三羧酸循环的生理意义
12
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 13
14
15
丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程：
①丙酮酸与丙酮酸脱氢酶 （E1）中的TPP结合，脱 羧生成羟乙基衍生物 ②丙酮酸脱氢酶复合体 同时也催化该反应，将2 个电子和乙酰基从TPP 转移到核心酶 二氢硫辛 酸乙酰转移酶（E2 ）中 的氧化型硫辛酰赖氨酰 基团上生成还原型硫辛 酰的乙酰硫酯
44
三羧酸循环的调节
1、三个关键酶：
• 柠檬酸合成酶
• 异柠檬酸脱氢酶 • α-酮戊二酸脱氢酶 2、NADH/NAD+和ATP/ADP比率的调节作用 ADP与NAD+浓度 ：使三羧酸循环
ATP与NADH浓度 ：使三羧酸循环
45
三 羧 酸 循 环 的 调 节
46
糖有氧氧化的调节是基于能量的需求
40
中 间 产 物 的 消 耗 与 补 充
41
添补反应补充三羧酸循环中间物
TCA循环中用于生物合成的前体，可通过添补反应（anaplerotic reaction）得到补充 丙酮酸+HCO3 丙酮酸羧化酶 PEP羧激酶 PEP羧激酶
- +NAD（P）H
-+ATP
草酰乙酸+ADP+Pi 草酰乙酸+GTP
丙酮酸的氧化
丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA 总反应式：
8
丙酮酸脱氢酶复合物位于线粒体膜上
HSCoA
丙酮酸脱氢酶复合体的组成 酶 辅酶
NAD+
E1 ：丙酮酸脱氢酶
E2 ：二氢硫辛酰转乙酰基酶
E3 ：二氢硫辛酸脱氢酶
TPP CoA-SH 硫辛酸 FAD NAD＋
9
10
11
乙酰COA系列具有很高的酰基转移势能
19
柠檬酸循环中的酶分布在线粒体中
真核生物：
转运
丙酮酸
线粒体
乙酰CoA
嵌在内膜中的丙酮酸转运酶可以特异地将丙酮酸从膜间质 转运到线粒体的基质中，进入基质的丙酮酸脱羧生成乙酰 CoA，经柠檬酸循环进一步被氧化。 氧化磷酸化：H+/电子沿电子传递链传递过程中能量逐步释 放，同时伴有ADP磷酸化成ATP，吸收这些能量储存于 ATP中，即氧化与磷酸化反应是偶联在一起~。三羧酸循环 中脱下的氢进入呼吸链氧化磷酸化，生成水和ATP。 20
乙 醛 酸 循 环 和 三 羧 酸 循 环 的 关 系
55
乙酰辅酶A进入乙醛 酸循环生成6.5个ATP
乙酰辅酶A 进入TCA生 成10个ATP
56
多少个乙酰COA可以 异生成一个葡萄糖？
乙醛酸循环没有 碳的损失，因此 乙酰COA可以异 生成糖
57
植 物 ： 脂 肪 酸 异 生 为 糖
58
◇在TCA循环中，下列哪一个阶段发生了底物水平磷 酸化？（ ） A、柠檬酸→α-酮戊二酸 B、琥珀酰CoA →琥珀 酸 C、琥珀酸→延胡索酸 D、延胡索酸→苹果酸 ◇在三羧酸循环中，由α-酮戊二酸脱氢酶系所催化的 反应需要（ ） A、NAD+ B、NADP+ C、CoASH D、ATP ◇丙酮酸脱氢酶系需要几种酶和辅酶？（ ） ◇三羧酸循环中的关键酶都有哪些？（ ）
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。
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柠檬酸循环发现的大事记
1911-1920 T.Thunberg 等 1935 Albert, Szent -Gyorgyi 肌肉组织可氧化柠檬酸、琥珀酸、延胡索酸和 苹果酸等。 4C的二羧酸（琥珀酸、延胡索酸、苹果酸和 草酰乙酸等)能促进肌氧耗量;并确立琥珀酸经 延胡索酸和苹果酸转变成草酰乙酸。
柠檬酸循环
(三羧酸循环、krebs循环、TCA)
1
学习内容
1、丙酮酸脱氢酶复合物催化丙酮酸脱羧形成乙酰CoA 2、 柠檬酸循环的酶促反应过程 3、柠檬酸循环的调控 4、柠檬酸循环中存在着几处代谢物进出口 5、植物中乙醛酸循环是柠檬酸循环的支路 6、柠檬酸循环产生的还原型辅酶通过氧化磷酸化生成 ATP
16
③转酯反应，COA的巯基代 替E2的巯基生成乙酰COA和 还原型硫辛酰基
④ 二氢硫辛酸脱氢酶E3 将E2 中的2个氢原子转 移给E3 的辅基FAD，使 E2 的硫辛酰赖氨酰基团 成为氧化型
⑤E3中的FADH2将H+转 移给NAD+生成NADH
17
共价修饰调节
18
三 羧 酸 循 环 反 应 的 全 过 程
制糖酵解。 缺氧时，氧化磷酸化受阻，ADP与Pi不能合成 ATP，致使ADP/ATP比值升高，而激活糖酵解途径的 限速酶，故糖酵解消耗的葡萄糖量增加。
50
Crabtree效应（亦称反Pasteur作用）：
一些组织细胞给予葡萄糖时，无论供氧充足与否，均呈现 很强的酵解反应，而糖的有氧氧化受抑制，这种作用称为 Crabtree效应。 实验现象：癌细胞中有Crabtree现象，后发现某些正常组 织细胞(如视网膜、睾丸、小肠粘膜、颗粒性白细胞、肾 髓质、成熟红细胞等)亦有此现象。
苹果酸脱氢酶催化，产生NADH+H+
反应向左，但由于草酰乙酸与乙酰COA不断合成柠檬酸，使反 应向右进行（不利的反应由一个有力的反应推动而进行下去）
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丙酮酸
丙酮酸脱氢酶
三羧酸循环
乙酰CoA 柠檬酸合成酶 草酰乙酸 苹果酸脱氢酶 柠檬酸
丙酮酸氧化脱羧： 1个NADH 1个CO2
顺乌头酸酶 异柠檬酸
苹果酸
异柠檬酸脱氢酶
延胡索酸酶 α-酮戊二酸 延胡索酸 α-酮戊二酸脱氢酶 琥珀酸脱氢酶 琥珀酸 琥珀酰CoA 琥珀酰CoA合成酶
1个GTP 3个NADH 1个FADH2 36 2个CO2
输入： 1分子一乙酰COA 2分子H2O
输出： 3NADH+H+ 1FADH2 1GTP 2CO2
37
葡萄糖经糖酵解、丙酮酸脱氢反应、TCA、氧化磷酸化产生的ATP数量
Wagner-Janregy 等异柠檬酸是柠檬酸的氧化产物。
1936 1937 1937 Green等 猪心肌中提得苹果酸脱氢酶。 Martius, F.Knoop 等证明柠檬酸经顺乌头酸异构化为异柠檬酸，
并进一步氧化成-酮戊二酸。
Hans Krebs 证明柠檬酸来自乙酰CoA和草酰乙酸的缩合。
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PEP+ CO2+GDP
PEP+ HCO3苹果酸+ HCO3
草酰乙酸+Pi
苹果酸+NAD（P）+
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苹果酸酶
厌 氧 细 菌 中 不 完 整 的
TCA中间产物是 某些物质的合成 原料（前体）
TCA
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三羧酸循环的基本特点
1、量上来说，循环中一个2C化合物被氧化成CO2 ，但实 际上这2C化合物不是来自加入的乙酰CoA，而来自草酰 乙酸。 2、中间代谢物，包括草酰乙酸在内，在循环中起催化剂 作用，本身并无量的变化。 3、循环中草酰乙酸主要来自丙酮酸的直接羧化。 4、氨基酸代谢时生成的-酮戊二酸、琥珀酸和延胡索酸 等二羧酸类不能直接经循环氧化，须经草酰乙酸、磷酸 稀醇型丙酮酸转变成丙酮酸，再以乙酰CoA进入循环彻 底氧化。
2）磷酸戊糖途径（胞液）
3）糖转化为脂肪 4）输出血糖 5）合成糖原
4
糖的有氧氧化（aerobic oxidation）
有氧氧化 葡萄糖
①
( 胞液 )
丙酮酸 乳酸、乙醇
②
(线粒体)
乙酰CoA ③ TCA (线粒体) CO2、H2O、能量
5
无氧酵解
有氧氧化（aerobic oxidation）
有氧条件下，葡萄糖彻底氧化生成CO2和H2O，ห้องสมุดไป่ตู้并伴有能量释放的过程。 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 能量