优选三羧酸循环Ppt
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O2
CO2 & ATP
綫粒体:降解脂肪酸,氧化丙酮酸以提供能量
MITOCHONDRION: reduce fatty acid and oxidize Pyruvate to produce ATP.
二、由丙酮酸形成乙酰CoA
丙酮酸进入线粒体转变为乙酰CoA,这是连 接糖酵解和三羧酸循环的纽带：
● 反应不可逆，分4步进行，由丙酮酸脱氢酶复
●肌肉组织悬浮液中加入少量草酰乙酸或苹果酸等4C二羧酸，则氧 利用量远超过加入的二羧酸氧化为CO2和水所需要的氧分子。
(3). Carl Martius和Franz Knoop发现:
●柠檬酸通过顺-乌头酸被异化为异柠檬酸，然后再氧化脱羧形成α-酮 戊二酸， α-酮戊二酸经氧化形成琥珀酸。
三羧酸循环在线粒体基质中进行。
乙酰辅酶A
还原型 硫辛酰胺
羟乙基-TPP
氧化型硫辛酰胺
这一步反应是使氧化型硫辛酰胺再生的反应。
2.3.1反应机制
这一步反应使氧化型硫辛酰胺再生,在此反应中，催化此反应的 酶为二氢硫辛酸脱氢酶E3（其辅基为FAD），使二氢硫辛酰胺再氧 化,从而使其完成整个反应过程，重新形成氧化型二氢硫辛酰转乙酰 基酶。
起电子“陷井”作用
丙酮酸-TPP加成物‧E1
较稳定的负碳离子
羟乙基-TPP-E1 (暂时稳定的共振形式)
（2). 羟乙基氧化形成乙酰基
羟乙基氧化转变为乙酰基并转移至二氢硫辛酰转乙酰基酶E2的辅 基硫辛酰胺上，这是为下一步反应作准备。丙酮酸脱氢酶组分(TPP-E1) 完成了乙酰基的转移后即恢复原状，又可接受另一丙酮酸分子。
合体(丙酮酸脱氢酶系)催化。
E3
E1
1. 丙酮酸脱氢酶复合体
E2
(1). 丙酮酸脱氢酶复合体是一个十分复杂的多酶复 合体，包括丙酮酸脱氢酶组分E1、二氢硫辛 酰转乙酰基酶E2、二氢硫辛酸脱氢酶E3。
(2). 参加反应的还有焦磷酸硫胺素(TPP)、硫辛酰胺， FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸),NAD+,CoA-SH及Mg2+ 六种辅助因子组装而成。
乙酰二氢硫辛酰胺‧E2
(acety1-dibydro lipoamide ‧E2)
(经过一个四 面体中间物)
乙酰-CoA (acety1-CoA)
E2酶和辅基二氢硫辛酰胺
(dihydrolipoamide‧E2)
2.3 还原型二氢硫辛酰转乙酰基酶E2氧化,由还原型变成 氧化型（由E3完成）
丙酮酸
辅酶A 还原型乙酰 硫辛酰胺
氧化型硫辛酰胺
第二步反应, 在二氢硫辛酰转乙酰基酶分子E2上结合着的乙酰基,由E2催化,将乙 酰基转移到CoA-SH分子上,形成游离的乙酰-CoA分子,从而使二氢硫辛酰转乙酰基
酶E2由氧化型变成还原型。
2.2.1 反应机制
该反应实际上是一个酰基转移反应，辅酶A的硫氢基进攻E2-乙 酰二氢硫辛酰胺上的乙酰基,先形成一个四面体的中间体,接着迅速 分解为乙酰-CoA和E2-二氢硫辛酰胺,在此形成的游离状态的乙酰 -CoA分子保留了高能的硫酯键(一个高能硫酯键)。
1.1 大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合体的内容
丙酮酸 脱氢酶
二氢硫辛酰 转乙酰基酶
二氢硫辛 酸脱氢酶
缩写
E1 E2 E3
肽链数 辅基
催化反应
24
TPP
丙酮酸 氧化脱羧
将乙酰基
24
硫辛酰胺
转移到CoA
12
NAD+ FAD
将还原型硫辛酰胺 转变为氧化型
2. 催化丙酮酸转变为乙酰－CoA的反应步骤
2.1丙酮酸脫羧反应（丙酮酸变成乙酰基）
羟乙基–TPP‧E1
E2的硫辛酰胺辅基
E2的赖氨酸残基
二氢硫辛酰转乙酰基酶的硫辛酰胺辅基 (lipoamide‧E2)
B:
用R表示
乙酰二氢硫辛酰胺‧E2
TPP‧E1
2.2 乙酰基转移到CoA分子上形成乙酰－CoA（由E2完成）
丙酮酸
辅酶A 还原型乙酰 硫辛酰胺
乙酰辅酶A
还原型 硫辛酰胺
羟乙基-TPP
(1). Krebs H A发现:
●肌肉、肾脏、肝脏等组织的匀浆悬浮液或切片的材料中，发现柠檬 酸、琥珀酸、延胡索酸及乙酸等化合物在各不同组织中的氧化速率 均最快。
●向肌肉悬浮液中加入草酰乙酸，能迅速生成柠檬酸,又发现柠檬酸 是草酰乙酰和一种来自丙酮酸或乙酸的化合物合成的。
(2). Albert Szent-Gyorgyi发现:
活泼
互換反应
氧化型二氢硫辛酸 还原型二氢硫辛酰
脱氢酶(E3)
转乙酰基酶(E2)
还原型二氢硫辛酸 氧化型二氢硫辛酰
脱氢酶
转乙酰基酶
2.4、还原型的E3再氧化
还原型E3二硫键的再氧化先由该酶的辅基FAD接受一 SH基的氢原子,形成FADH2,其后将氢原子转移给NAD+, 于是恢复其氧化型。
总反应式可表示为:
三羧酸循环
TCA循环是糖、脂肪、蛋白质和氨基酸等氧化所共同经历的途径。 同时，TCA循环生成的中间物也是许多生物合成的前体。因此TCA循 环是两用代谢途径。
多糖
脂肪
葡萄糖 甘油 脂肪酸
蛋白质 氨基酸
第二阶段 (释能1/3)
柠檬酸循环
一.柠檬酸循环的发现历史
从1932年至1936年，Krebs H A 和其它几位科学家 共同 研究，最后由Krebs 提出完整的柠檬酸循环途径。于 1953年获 得诺贝尔奖。
丙酮酸
辅酶A 还原型乙酰 硫辛酰胺
乙酰辅酶A
还原型 硫辛酰胺
羟乙基-TPP
氧化型硫辛酰胺
这是第一步反应,由丙酮酸脱氢酶E1(以TPP為辅基)催化,可划分为两个步骤。
(1) 羟乙基-TPP的形成
A、丙酮酸-TPP加成化合物的形成
具很强酸性, 易形成负碳离子
H+
丙酮酸 (其羰基碳带正性)
带有负碳离子的TPP
解离的负碳离子向 丙酮酸的羰基进 攻,使形成丙酮酸与 TPP的加成化合物。
以下用R表示
丙酮酸TPP加成化合物
以下用R’表示
B、丙酮酸－TPP加成物脱羧反应形成羟乙基-TPP
丙酮酸-TPP加成物脱羧,形成羟乙基-TPP，由于TPP环上带正电荷 的氮原子起电子“陷井”作用,使脱羧后形成的羟乙基上产生较稳定的 负碳离子。
丙酮酸+CoASH+NAD+
乙酰CoA+CO2 + NADH + H+
3. 丙酮酸脱氢酶复合体的调控
由于丙酮酸既可走向来自百度文库供能量的分解途径,又可走向生物合成 途径，故受到严密的调节控制：
1、产物抑制： 受乙酰CoA和NADH的控制。乙酰CoA抑制转 乙酰基酶E2组分，NADH抑制二氢硫辛酰脱氢酶E3组分。抑 制效应被CoA和NAD+逆转。
CO2 & ATP
綫粒体:降解脂肪酸,氧化丙酮酸以提供能量
MITOCHONDRION: reduce fatty acid and oxidize Pyruvate to produce ATP.
二、由丙酮酸形成乙酰CoA
丙酮酸进入线粒体转变为乙酰CoA,这是连 接糖酵解和三羧酸循环的纽带：
● 反应不可逆，分4步进行，由丙酮酸脱氢酶复
●肌肉组织悬浮液中加入少量草酰乙酸或苹果酸等4C二羧酸，则氧 利用量远超过加入的二羧酸氧化为CO2和水所需要的氧分子。
(3). Carl Martius和Franz Knoop发现:
●柠檬酸通过顺-乌头酸被异化为异柠檬酸，然后再氧化脱羧形成α-酮 戊二酸， α-酮戊二酸经氧化形成琥珀酸。
三羧酸循环在线粒体基质中进行。
乙酰辅酶A
还原型 硫辛酰胺
羟乙基-TPP
氧化型硫辛酰胺
这一步反应是使氧化型硫辛酰胺再生的反应。
2.3.1反应机制
这一步反应使氧化型硫辛酰胺再生,在此反应中，催化此反应的 酶为二氢硫辛酸脱氢酶E3（其辅基为FAD），使二氢硫辛酰胺再氧 化,从而使其完成整个反应过程，重新形成氧化型二氢硫辛酰转乙酰 基酶。
起电子“陷井”作用
丙酮酸-TPP加成物‧E1
较稳定的负碳离子
羟乙基-TPP-E1 (暂时稳定的共振形式)
（2). 羟乙基氧化形成乙酰基
羟乙基氧化转变为乙酰基并转移至二氢硫辛酰转乙酰基酶E2的辅 基硫辛酰胺上，这是为下一步反应作准备。丙酮酸脱氢酶组分(TPP-E1) 完成了乙酰基的转移后即恢复原状，又可接受另一丙酮酸分子。
合体(丙酮酸脱氢酶系)催化。
E3
E1
1. 丙酮酸脱氢酶复合体
E2
(1). 丙酮酸脱氢酶复合体是一个十分复杂的多酶复 合体，包括丙酮酸脱氢酶组分E1、二氢硫辛 酰转乙酰基酶E2、二氢硫辛酸脱氢酶E3。
(2). 参加反应的还有焦磷酸硫胺素(TPP)、硫辛酰胺， FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸),NAD+,CoA-SH及Mg2+ 六种辅助因子组装而成。
乙酰二氢硫辛酰胺‧E2
(acety1-dibydro lipoamide ‧E2)
(经过一个四 面体中间物)
乙酰-CoA (acety1-CoA)
E2酶和辅基二氢硫辛酰胺
(dihydrolipoamide‧E2)
2.3 还原型二氢硫辛酰转乙酰基酶E2氧化,由还原型变成 氧化型（由E3完成）
丙酮酸
辅酶A 还原型乙酰 硫辛酰胺
氧化型硫辛酰胺
第二步反应, 在二氢硫辛酰转乙酰基酶分子E2上结合着的乙酰基,由E2催化,将乙 酰基转移到CoA-SH分子上,形成游离的乙酰-CoA分子,从而使二氢硫辛酰转乙酰基
酶E2由氧化型变成还原型。
2.2.1 反应机制
该反应实际上是一个酰基转移反应，辅酶A的硫氢基进攻E2-乙 酰二氢硫辛酰胺上的乙酰基,先形成一个四面体的中间体,接着迅速 分解为乙酰-CoA和E2-二氢硫辛酰胺,在此形成的游离状态的乙酰 -CoA分子保留了高能的硫酯键(一个高能硫酯键)。
1.1 大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合体的内容
丙酮酸 脱氢酶
二氢硫辛酰 转乙酰基酶
二氢硫辛 酸脱氢酶
缩写
E1 E2 E3
肽链数 辅基
催化反应
24
TPP
丙酮酸 氧化脱羧
将乙酰基
24
硫辛酰胺
转移到CoA
12
NAD+ FAD
将还原型硫辛酰胺 转变为氧化型
2. 催化丙酮酸转变为乙酰－CoA的反应步骤
2.1丙酮酸脫羧反应（丙酮酸变成乙酰基）
羟乙基–TPP‧E1
E2的硫辛酰胺辅基
E2的赖氨酸残基
二氢硫辛酰转乙酰基酶的硫辛酰胺辅基 (lipoamide‧E2)
B:
用R表示
乙酰二氢硫辛酰胺‧E2
TPP‧E1
2.2 乙酰基转移到CoA分子上形成乙酰－CoA（由E2完成）
丙酮酸
辅酶A 还原型乙酰 硫辛酰胺
乙酰辅酶A
还原型 硫辛酰胺
羟乙基-TPP
(1). Krebs H A发现:
●肌肉、肾脏、肝脏等组织的匀浆悬浮液或切片的材料中，发现柠檬 酸、琥珀酸、延胡索酸及乙酸等化合物在各不同组织中的氧化速率 均最快。
●向肌肉悬浮液中加入草酰乙酸，能迅速生成柠檬酸,又发现柠檬酸 是草酰乙酰和一种来自丙酮酸或乙酸的化合物合成的。
(2). Albert Szent-Gyorgyi发现:
活泼
互換反应
氧化型二氢硫辛酸 还原型二氢硫辛酰
脱氢酶(E3)
转乙酰基酶(E2)
还原型二氢硫辛酸 氧化型二氢硫辛酰
脱氢酶
转乙酰基酶
2.4、还原型的E3再氧化
还原型E3二硫键的再氧化先由该酶的辅基FAD接受一 SH基的氢原子,形成FADH2,其后将氢原子转移给NAD+, 于是恢复其氧化型。
总反应式可表示为:
三羧酸循环
TCA循环是糖、脂肪、蛋白质和氨基酸等氧化所共同经历的途径。 同时，TCA循环生成的中间物也是许多生物合成的前体。因此TCA循 环是两用代谢途径。
多糖
脂肪
葡萄糖 甘油 脂肪酸
蛋白质 氨基酸
第二阶段 (释能1/3)
柠檬酸循环
一.柠檬酸循环的发现历史
从1932年至1936年，Krebs H A 和其它几位科学家 共同 研究，最后由Krebs 提出完整的柠檬酸循环途径。于 1953年获 得诺贝尔奖。
丙酮酸
辅酶A 还原型乙酰 硫辛酰胺
乙酰辅酶A
还原型 硫辛酰胺
羟乙基-TPP
氧化型硫辛酰胺
这是第一步反应,由丙酮酸脱氢酶E1(以TPP為辅基)催化,可划分为两个步骤。
(1) 羟乙基-TPP的形成
A、丙酮酸-TPP加成化合物的形成
具很强酸性, 易形成负碳离子
H+
丙酮酸 (其羰基碳带正性)
带有负碳离子的TPP
解离的负碳离子向 丙酮酸的羰基进 攻,使形成丙酮酸与 TPP的加成化合物。
以下用R表示
丙酮酸TPP加成化合物
以下用R’表示
B、丙酮酸－TPP加成物脱羧反应形成羟乙基-TPP
丙酮酸-TPP加成物脱羧,形成羟乙基-TPP，由于TPP环上带正电荷 的氮原子起电子“陷井”作用,使脱羧后形成的羟乙基上产生较稳定的 负碳离子。
丙酮酸+CoASH+NAD+
乙酰CoA+CO2 + NADH + H+
3. 丙酮酸脱氢酶复合体的调控
由于丙酮酸既可走向来自百度文库供能量的分解途径,又可走向生物合成 途径，故受到严密的调节控制：
1、产物抑制： 受乙酰CoA和NADH的控制。乙酰CoA抑制转 乙酰基酶E2组分，NADH抑制二氢硫辛酰脱氢酶E3组分。抑 制效应被CoA和NAD+逆转。