最新三羧酸循环(TCA)

2mol丙酮酸 EMP阶段
净生成2molATP，2mol（NADH＋H＋）
第二阶段：2mol丙酮酸
2mol乙酰CoA
净生成2mol（NADH＋H＋），2 molCO2 第三阶段：2mol乙酰CoA经TCA彻底氧化分解
净 生 成 2 × 1 ATP，2×3mol（NADH＋H＋），2×1 molFADH2，2×2 molCO2
CH3COCOOH+CO2+NADPH+H+
HO—CHCOOH
+NADP+
CH2COOH
再由苹果酸脱氢酶催化：
HO—CHCOOH
+NAD+ O=CCOOH
CH2COOH
+ NADH+H+
CH2COOH
5、α—酮戊二酸和Asp 经转氨作用 生成Glu和草酰乙酸
第五节 磷酸戊糖途径（HMP PPP）
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。
区别：
EMP：高能磷酸基团直接转移给ADP放能
TCA：琥珀酰CoA中的高能键 键水解放能
硫酯
8、琥珀酸氧化生成延胡索酸 第三次脱氢（FAD脱氢） 可逆
生成1FADH2
该酶结合在线粒体内膜上，丙二 酸是竞争性抑制剂
9、延胡索酸水化生成苹果酸 水化作用 可逆 消耗1H2O
10、苹果酸脱氢氧化生成草酰乙酸 第四次脱氢 可逆
消耗1NAD＋，生成1NADH＋H＋
总反应式：
乙酰CoA＋3NAD＋＋FAD＋GDP＋Pi＋2H2O 2CO2＋3NADH＋3H＋＋FADH2＋GTP ＋HS—CoA
五、生物学意义
1、TCA循环是生物体获能的主要途径，远比无氧分解产 生的能量多。
2、TCA是生物体各有机物质代谢的枢纽。糖、脂肪、氨 基酸的彻底分解都需通过TCA途径，而TCA中的许多中间 产物如草酰乙酸、α—酮戊二酸、琥珀酰CoA等又是合成 糖、氨基酸等的原料。
3、TCA是发酵产物重新氧化进入有氧分解的途径。
三羧酸循环(TCA)
2、柠檬酸脱水生成顺乌头酸 +H2O 可逆
3、顺乌头酸与H2O加成，生成异柠檬酸
异构化反应 —H2O 可逆
通过2——3步，将柠檬酸异构化为 异柠檬酸。实质是将前者的—OH从C2 变到了后者的C3，成为仲醇（由叔醇变 为仲醇），更易氧化。
4—5、异柠檬酸氧化脱羧生成α—酮戊二酸
4、TCA的某些中间产物还是体内积累成分，如柠檬酸、 苹果酸是柑桔、苹果等果实的重要成分，在储藏期，酸作 为呼吸基质被消耗。果实的糖/酸比是衡量果实品质的一 项指标。
六、三羧酸循环的调控
三个调控位点：柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱 氢酶、α—酮戊二酸脱氢酶所催化的三个反应。
1、NAD＋/NADH的比值
高：TCA循环生成的产物不能满足细胞自身 的需要，三种酶被激活，酶发挥催化功能，速度 加快。
磷酸戊糖途径的概念：是G分解的另一条途径: 在6—P—G上直接氧化，再分解产生5—P—核糖。
磷酸戊糖途径PPP：Pentose Phosphate Pathway 己糖磷酸途径HMP：Hexose Monophosphate Pathway 磷酸己糖支路HMS：Hexose Monophosphate Shunt G直接氧化途径DOPG：Direct Oxidation Pathway of Glucose
由于氧化磷酸化，1mol（NADH＋H＋）可生成3molATP, 1 molFADH2可生成2molATP。
因此：第一阶段：净生成8molATP 第二阶段：净生成6molATP，2 molCO2 第三阶段：净生成24molATP，4 molCO2
共净生成38molATP，6molCO2
真核生物中，共净生成36molATP，6molCO2
四、化学量计算
（一）物质量计算
1mol乙酰CoA （二）能量计算
2 molCO2+1molCoA
1、计算1mol乙酰CoA彻底氧化分解产生的ATP的数目
1+3×3+1×2=12molATP
2、计算1molG彻底氧化分解产生的ATP的数目（原核生物）
G
丙酮酸
EMP
乙酰CoA
CO2+ H2O
TCA
第一阶段：G
TCA的运转必须通过O2条件下才能运转， 实际上O2并不直接参加TCA，那么O2在何处参 加反应呢？
TCA除了产生1个GTP外，另外的能量 均潜在3NADH和1FADH2中，为了TCA的运 转，NAD＋和FAD必须再生。NAD＋和FAD 的再生则是通过DADH和FADH2进入电子传 递链，将H交给O2，释放潜能生成ATP而实 现。所以，TCA的运转必须有O2。
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
Mg2+,生物素
2、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化PEP生成草酰乙酸
植物、细菌等，PEP羧化酶催化
低：大量的NADH抑制酶的活性，使TCA循环 减速。
2、ATP，琥珀酰CoA抑制柠檬酸合成酶、α—酮戊 二酸脱氢酶的活性，使TCA循环减速。
异柠檬脱氢酶受ATP抑制，被ADP激活。 3、丙酮酸脱氢酶系的调节见前
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。
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＋。
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
CH2CCOOH + H2O+ 2COOH
3、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化PEP生成草酰乙酸
心脏、骨骼肌中，PEP羧激酶催化
PEP+CO2+GDPO=CCOOH
+GTP
CH2COOH
4、由苹果酸酶、苹果酸脱氢酶催化使
丙酮酸生成草酰乙酸
原核、真核中广泛存在的苹果酸酶催化