三羧酸循环总结

真题回顾

【2002 - 22 生物化学A 型题】在三羧酸循环中，经底物水平磷酸化生成的高能化合物是

A. ATP

B. GTP

C. UTP

D. CTP

E. TTP

题目解析

在糖的无氧酵解和三羧酸循环中一共有三个底物水平磷酸化：

1,3-二磷酸甘油酸+ ADP →3-磷酸甘油酸+ ATP；

磷酸烯醇式丙酮酸+ ADP →丙酮酸+ ATP；

琥珀酰辅酶A + GDP →琥珀酸+ GTP。

故该题正确选项为B。

考点讲解

【2015 年西综大纲，生物化学，（二）物质代谢及其调节，2. 糖的有氧氧化（三羧酸循环）的过程、意义及调节】

一、三羧酸循环的过程

1. 在柠檬酸合酶的催化下乙酰辅酶A + 草酰乙酸缩合→柠檬酸。

2. 柠檬酸→顺乌头酸→异柠檬酸。

3. 在异柠檬酸脱氢酶的作用下异柠檬酸氧化脱羧→α-酮戊二酸。

4. 在α-酮戊二酸脱氢酶复合体的作用下α-酮戊二酸氧化脱羧→琥珀酰辅酶A。

5. 琥珀酰辅酶A 合成酶催化下琥珀酰辅酶A 经底物水平磷酸化→琥珀酸。

6. 琥珀酸脱氢酶作用下琥珀酸→延胡索酸。

7. 延胡索酸酶作用下延胡索酸→苹果酸。

8. 苹果酸脱氢酶作用下苹果酸→草酰乙酸。

二、总结

1. 反应5 为一次底物水平磷酸化产生GTP。

2. 每个循环消耗一分子乙酰辅酶A。

3. 反应3、4 两次脱羧，体内CO2 的主要来源。

4. 反应1、3、4 中三个关键酶柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶。

5. 反应3、4、8 脱氢由NAD+ 接受，反应6 脱氢由FAD 接受，共4 次脱氢。

6. 反应于线粒体内进行，乙酰辅酶A 起始产生10 ATP，丙酮酸起始产生12.5 ATP，葡萄糖起始产生30 / 32 ATP。

7. 三大营养物资的代谢通路，糖、脂肪、蛋白质联系的枢纽。

8. 反应1、3、4 为不可逆反应，其他为可逆反应。

三、三羧酸循环的意义

1. 三羧酸循环是三大营养物资的最终代谢通路

（1）糖、脂肪、氨基酸生物氧化后都会生成乙酰辅酶A，然后，其进入三羧酸循环进行降解。

（2）三羧酸循环中只有一个底物水平磷酸化生成GTP，循环本身不是生成能量的主要环节。

（3）作用为4 次脱氢，为氧化磷酸化反应生成ATP 提供还原当量。

2. 三羧酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽

（1）糖转化为脂肪

糖分解成丙酮酸后进入线粒体可以转化为乙酰辅酶A，乙酰辅酶A 只能转移到线粒体外才能合成脂酸。

糖→丙酮酸→进入线粒体合成乙酰辅酶A + 草酰乙酸→柠檬酸→载体转运至胞质柠檬酸裂解酶作用→乙酰辅酶A + 草酰乙酸。

乙酰辅酶A 合成脂酸。草酰乙酸→苹果酸→丙酮酸，其可以进入线粒体，此即为柠檬酸-丙酮酸循环。

（2）脂肪、氨基酸转化为糖

理论上脂肪、氨基酸转化为乙酰辅酶A，然后进入三羧酸循环，最终生成草酰乙酸，进而经过糖异生转化为糖。实际上的转化量是很少的。

三羧酸循环中产生的中间产物可以合成其他的化合物，如琥珀酰辅酶A + 甘氨酸→血红素，乙酰辅酶A 可以合成胆固醇等等。

四、三羧酸循环的调节

1. 底物、产物及关键酶

（1）底物

乙酰辅酶A 和草酰乙酸为柠檬酸合酶的底物，其含量可以影响可以影响反应速率。

（2）关键酶

三羧酸循环有三个关键酶：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶。其中柠檬酸合酶可以决定乙酰辅酶A 进入三羧酸循环的速率。

（3）产物

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异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶催化产物有NADH，酶活性可以在其升高时被抑制。

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ADP 可以激活异柠檬酸脱氢酶。

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琥珀酰辅酶A 抑制α-酮戊二酸脱氢酶、柠檬酸合酶活性。

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柠檬酸抑制柠檬酸合酶的活性。

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终产物ATP 可以抑制柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶活性，此作用ADP 可以抵消。

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2. 三羧酸循环与上、下游反应相协调

（1）ATP、NADH 反馈抑制

柠檬酸对磷酸果糖激酶-1 的别构抑制实现了糖酵解途径和三羧酸循环的相协调。

（2）氧化磷酸化速率对三羧酸循环的运转也起到重要作用

三羧酸循环脱下的氢参与氧化磷酸化，如果氧化磷酸化被抑制，则NADH + H+ 仍保持还原状态，这样三羧酸循环也将无法进行下去。