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+GTP 1GTP = 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。

糖酵解：1分子葡萄糖→2分子丙酮酸，净生成了2个ATP，同时产生2个NADH。

丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸→乙酰CoA，生成1个NADH。

三羧酸循环：乙酰CoA →CO2和H2O，产生一个GTP（即ATP）、3个NADH和1个

FADH2。

葡萄糖分解代谢总反应式

C6H6O6 + 6 H2O + 10 NAD+ + 2 FAD + 4 ADP + 4Pi −→

6 CO2 + 10 NADH + 10 H+ + 2 FADH2 + 4 ATP

按照一个NADH能够产生3个ATP，1个FADH2能够产生2个ATP计算，1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生38个ATP：

4 ATP +（10 ⨯ 3）ATP + （2 ⨯ 2）ATP = 38 ATP

尽管分子氧不直接参与到TCA循环,但TCA循环却严格需要氧，是糖的有氧氧化途径。若在无氧条件，NADH 和FADH2 不能进入氧化呼吸链再生，从而使TCA循环无法进行。