第23柠檬酸循环
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三种不同的酶 丙酮酸脱羧酶E1 二氢硫辛酸乙酰转移酶E2 二氢硫辛酸脱氢酶E3
6种辅因子 TTP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA、Mg2+
07.12.2020
5
07.12.2020
源自文库
E2 (dihydrolipoyl transacetylase):
consisting the core, 24 subunits; E1 (pyruvate dehydrogenase):
1．草酰乙酸→α-酮戊二酸
07.12.2020
15
1)乙酰CoA + 草酰乙酸 → 柠檬酸
反应能量:乙酰CoA的高能硫酯键提供——反应不可逆
醇醛缩合,先缩合成柠檬酰CoA，水解， C4 → C6
07.12.2020
16
Citrate synthase. Citrate is shown in green and CoA pink
（二）TCA概貌（98页）
乙酰CoA与草酰乙酸结 合进入循环,经一系列反应 再回到草酰乙酸的过程。
在此过程中乙酰CoA被 氧化成H2O和CO2并产生 大量的能量。
07.12.2020
10
07.12.2020
11
三羧酸？ 循环？
线粒体膜
丙酮酸
每个分子具有4 个碳的草酰乙 酸库（基质）
重新加入到 草酰乙酸库
2
二、糖的有氧氧化（好氧呼吸）:三个步骤
1、G或糖原氧化分解成丙酮酸（即糖酵解,胞液）
2、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰COA （线粒体基质） （丙酮酸 乙酰辅酶A,乙酰CoA）
3、乙酰COA → TCA （线粒体） 乙酰CoA H2O + CO2,释放能量）
07.12.2020
3
三、TCA循环
（一）准备阶段 丙酮酸氧化脱羧 → 乙酰-COA
NAD(P)+
NAD(P)H+H+ (4)
CH2COOH CHCOOH
(2) 柠檬酸合成酶 (3) 顺乌头酸酶 (4)(5)异柠檬酸脱氢酶 (6) α-酮戊二酸脱氢酶复合体
07.12.20琥20珀酰
H
2
O
CO~SCoA CH2
CoACCOHO2 H
NADH + H+ NAD+
CH2COOH COCOOH
bound to the E2 core, 24 subunits; E3 (dihydrolipoyl dehydrogenase):
bound to the E2 core, 12 subunits.
6
丙酮酸脱氢酶复合体
E1
E3
E2
三种酶
60条肽链形 成的复合体
丙酮酸
07.12.2020
CO2
CH2
(5) 草酰琥珀酸
COCOOH CO2
(6)
CO2
CoASH α-酮戊二酸
(7) 琥珀酰CoA合成酶 (8) 琥珀酸脱氢酶 (9) 延胡索酸酶 (10)L-苹果酸脱氢酶
13
乙酰草酰成柠檬,柠檬又成α-酮 琥酰琥酸延胡索，苹果落在草丛中
07.12.2020
14
（三）柠檬酸循环的化学途径 （98页）
07.12.2020
CH3 CO
CH3 HC OH
丙酮酸脱羧酶
( C H2 )4 C O OS
TPPE1
S
硫辛酸
TPP
二氢硫辛酸脱氢酶
FADH2
E3
FAD
NAD+ NAD H+ H+
COO H
O CH3C S
HS
乙酰二氢硫辛酸
E (CH2)4CO2OE2
( C H2 )4 C O OHS
二氢硫辛酸
HS
硫辛酸乙酰转移酶
O
一、TCA循环的发 现
●德国,Hans Krebs 1937年提
出，1953年获诺贝尔奖，ATP
循环（柠檬酸循环）之父。
07.12.2020
1
TCA循 环
丙酮酸的有氧氧化 葡萄糖通过糖酵解
产生的丙酮酸,在有氧 条件下，进行完全氧 化，生成H2O 和CO2， 并释放出大量能量。
07.12.2020
两个阶段 柠檬酸循环 氧化磷酸化
HSCoA
CH3C ～ SCoA
乙酰CoA
7
形成酶复合体有什么好处呢？
丙酮酸
CO2
CH3 CO COO H
CH3 HC OH
丙酮酸脱羧酶
(C H2)4C O S
TPP E1
S
NH
硫辛酸
TPP
E2
O
CH3C S
(CH2)4CO NH
HS
多肽链
HS
乙酰二氢硫辛酸
HS
E2
二氢硫辛酸脱氢酶
F ADH2
E3
F AD
NAD+ NADH+H+
NH
(C H2)4C O
二氢硫辛酸
硫辛酸乙酰转移酶
O
中间产物在氨基酸HS臂CoA作用下进CH3入C 酶SCo活A 性中心
快速准确！
乙酰CoA
相当于酶复合体
提•由问于:有第哪一些步为物不质可可逆以反调应,节直接该决酶定复整合个物循环的反活应性的？速度，而且是许多 答产其案物它：（反N应A体D系(的P)分H支、点F，A因DH而2该、酶G复T合P物、受A到TP严、密乙的调酰节C控oA制；）抑制 该酶复合物的活性 反应物（NAD+、FAD、GDP、ADP、丙酮酸）激活该酶复 合物的活性 Ca2+、胰岛素激活
CH2COOH
•
C(OH)COOH 柠檬酸
CH2COOH
(3) CH2COOH 异柠檬酸
CHCOOH
2NADH + 2 CO2 •(5)-脱碳-1CO2 → 3步不可逆反应
FAD
CH(OH)COOH (1) 丙酮酸脱氢酶复合体
琥珀酸H2CC
H2
COOH COOHGTP
C oAS H
(7) GDP+Pi
O
丙 酮 酸 O脱 氢 酶 系
C H 3C C O O H +HS-+N C A D o + A C H 3CS C o＋ AC O 2＋ N A D H
丙 酮 酸 辅 酶 A
乙酰辅酶A
07.12.2020
4
糖酵解、三羧酸循环的中间环节
真核细胞线粒体基质 (原核细胞:质膜）进行 丙酮酸脱氢酶系:非常复杂的多酶体系
草酰乙酸
CH3CO~SCoA 乙酰 CoA
• 1FADH2
OC COOH
(10) C COOH
• 1GTP
H
L-苹果酸HOC COOH
C COOH
H2O(9) H2
HC COOH
延胡索酸 C COOH
H
(8) FADH2
H2 NADH+H+ NAD+
(2)
H2O CoASH
• (1)(6)-产能脱碳
三种羧酸！
草酰乙酸大循环！
每个分子具有3个碳的 丙酮酸库（基质）
第一个碳以 CO2形式失去
六碳三羧酸
五碳二羧酸 四碳二羧酸
第二个碳以 CO2形式失去
第三个 碳以CO2 形式失 去
三羧酸循环
丙酮酸 H3C CO COOH
NAD+
CoASH
NADH + H+
(1)
CO2
(4)(7)(8)(10)
• 产能步骤 • 2NAD(P)H
6种辅因子 TTP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA、Mg2+
07.12.2020
5
07.12.2020
源自文库
E2 (dihydrolipoyl transacetylase):
consisting the core, 24 subunits; E1 (pyruvate dehydrogenase):
1．草酰乙酸→α-酮戊二酸
07.12.2020
15
1)乙酰CoA + 草酰乙酸 → 柠檬酸
反应能量:乙酰CoA的高能硫酯键提供——反应不可逆
醇醛缩合,先缩合成柠檬酰CoA，水解， C4 → C6
07.12.2020
16
Citrate synthase. Citrate is shown in green and CoA pink
（二）TCA概貌（98页）
乙酰CoA与草酰乙酸结 合进入循环,经一系列反应 再回到草酰乙酸的过程。
在此过程中乙酰CoA被 氧化成H2O和CO2并产生 大量的能量。
07.12.2020
10
07.12.2020
11
三羧酸？ 循环？
线粒体膜
丙酮酸
每个分子具有4 个碳的草酰乙 酸库（基质）
重新加入到 草酰乙酸库
2
二、糖的有氧氧化（好氧呼吸）:三个步骤
1、G或糖原氧化分解成丙酮酸（即糖酵解,胞液）
2、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰COA （线粒体基质） （丙酮酸 乙酰辅酶A,乙酰CoA）
3、乙酰COA → TCA （线粒体） 乙酰CoA H2O + CO2,释放能量）
07.12.2020
3
三、TCA循环
（一）准备阶段 丙酮酸氧化脱羧 → 乙酰-COA
NAD(P)+
NAD(P)H+H+ (4)
CH2COOH CHCOOH
(2) 柠檬酸合成酶 (3) 顺乌头酸酶 (4)(5)异柠檬酸脱氢酶 (6) α-酮戊二酸脱氢酶复合体
07.12.20琥20珀酰
H
2
O
CO~SCoA CH2
CoACCOHO2 H
NADH + H+ NAD+
CH2COOH COCOOH
bound to the E2 core, 24 subunits; E3 (dihydrolipoyl dehydrogenase):
bound to the E2 core, 12 subunits.
6
丙酮酸脱氢酶复合体
E1
E3
E2
三种酶
60条肽链形 成的复合体
丙酮酸
07.12.2020
CO2
CH2
(5) 草酰琥珀酸
COCOOH CO2
(6)
CO2
CoASH α-酮戊二酸
(7) 琥珀酰CoA合成酶 (8) 琥珀酸脱氢酶 (9) 延胡索酸酶 (10)L-苹果酸脱氢酶
13
乙酰草酰成柠檬,柠檬又成α-酮 琥酰琥酸延胡索，苹果落在草丛中
07.12.2020
14
（三）柠檬酸循环的化学途径 （98页）
07.12.2020
CH3 CO
CH3 HC OH
丙酮酸脱羧酶
( C H2 )4 C O OS
TPPE1
S
硫辛酸
TPP
二氢硫辛酸脱氢酶
FADH2
E3
FAD
NAD+ NAD H+ H+
COO H
O CH3C S
HS
乙酰二氢硫辛酸
E (CH2)4CO2OE2
( C H2 )4 C O OHS
二氢硫辛酸
HS
硫辛酸乙酰转移酶
O
一、TCA循环的发 现
●德国,Hans Krebs 1937年提
出，1953年获诺贝尔奖，ATP
循环（柠檬酸循环）之父。
07.12.2020
1
TCA循 环
丙酮酸的有氧氧化 葡萄糖通过糖酵解
产生的丙酮酸,在有氧 条件下，进行完全氧 化，生成H2O 和CO2， 并释放出大量能量。
07.12.2020
两个阶段 柠檬酸循环 氧化磷酸化
HSCoA
CH3C ～ SCoA
乙酰CoA
7
形成酶复合体有什么好处呢？
丙酮酸
CO2
CH3 CO COO H
CH3 HC OH
丙酮酸脱羧酶
(C H2)4C O S
TPP E1
S
NH
硫辛酸
TPP
E2
O
CH3C S
(CH2)4CO NH
HS
多肽链
HS
乙酰二氢硫辛酸
HS
E2
二氢硫辛酸脱氢酶
F ADH2
E3
F AD
NAD+ NADH+H+
NH
(C H2)4C O
二氢硫辛酸
硫辛酸乙酰转移酶
O
中间产物在氨基酸HS臂CoA作用下进CH3入C 酶SCo活A 性中心
快速准确！
乙酰CoA
相当于酶复合体
提•由问于:有第哪一些步为物不质可可逆以反调应,节直接该决酶定复整合个物循环的反活应性的？速度，而且是许多 答产其案物它：（反N应A体D系(的P)分H支、点F，A因DH而2该、酶G复T合P物、受A到TP严、密乙的调酰节C控oA制；）抑制 该酶复合物的活性 反应物（NAD+、FAD、GDP、ADP、丙酮酸）激活该酶复 合物的活性 Ca2+、胰岛素激活
CH2COOH
•
C(OH)COOH 柠檬酸
CH2COOH
(3) CH2COOH 异柠檬酸
CHCOOH
2NADH + 2 CO2 •(5)-脱碳-1CO2 → 3步不可逆反应
FAD
CH(OH)COOH (1) 丙酮酸脱氢酶复合体
琥珀酸H2CC
H2
COOH COOHGTP
C oAS H
(7) GDP+Pi
O
丙 酮 酸 O脱 氢 酶 系
C H 3C C O O H +HS-+N C A D o + A C H 3CS C o＋ AC O 2＋ N A D H
丙 酮 酸 辅 酶 A
乙酰辅酶A
07.12.2020
4
糖酵解、三羧酸循环的中间环节
真核细胞线粒体基质 (原核细胞:质膜）进行 丙酮酸脱氢酶系:非常复杂的多酶体系
草酰乙酸
CH3CO~SCoA 乙酰 CoA
• 1FADH2
OC COOH
(10) C COOH
• 1GTP
H
L-苹果酸HOC COOH
C COOH
H2O(9) H2
HC COOH
延胡索酸 C COOH
H
(8) FADH2
H2 NADH+H+ NAD+
(2)
H2O CoASH
• (1)(6)-产能脱碳
三种羧酸！
草酰乙酸大循环！
每个分子具有3个碳的 丙酮酸库（基质）
第一个碳以 CO2形式失去
六碳三羧酸
五碳二羧酸 四碳二羧酸
第二个碳以 CO2形式失去
第三个 碳以CO2 形式失 去
三羧酸循环
丙酮酸 H3C CO COOH
NAD+
CoASH
NADH + H+
(1)
CO2
(4)(7)(8)(10)
• 产能步骤 • 2NAD(P)H