第20章 柠檬酸循环
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SCoA
中间产物在氨基酸臂作用下进入酶活性 乙酰CoA 中心快速准确！
丙酮酸氧化脱羧的调控
由丙酮酸到乙酰CoA是一个重要步骤，处于代谢途径的 分支点，所以此体系受到严密的调节控制： 1、产物抑制：乙酰CoA抑制乙酰转移酶E2组分，NADH抑制 二氢硫辛酸脱氢酶E3组分。抑制效应被CoA和NAD+逆转。 2、核苷酸反馈调节：丙酮酸脱氢酶E1受GTP抑制，被AMP 活化。 3、砷化物与E2中的辅基硫辛酰胺形成无催化能力的砷化 物。 4、可逆磷酸化作用的调节：丙酮酸脱氢酶E1的磷酸化状 态无活性，反之有活性。 5、Ca2+激活
乙酰-CoA 浓度增加 丙酮酸羧化酶
高水平的乙酰CoA激活
2、PEP羧化（在植物、酵母、细菌）
反应在胞液中进行
百度文库
3、苹果酸脱氢
丙酮酸
苹果酸
4、氨基酸转化
天冬氨酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
草酰乙酸
五、柠檬酸循环的调控
2CO2
乙酰辅酶A 草酰乙酸 苹果酸
速率受细胞能量状态、生物 合成需求调节
1 ATP、NADH 琥珀酰-CoA抑制
在pH7.0，25C的平衡态时， 柠檬酸：顺乌头酸：异柠檬酸=90：4：6
乌头酸酶中的（Fe-S）蛋白
3 、由异柠檬酸氧化脱羧生成 α-酮戊二酸（异柠檬酸脱氢酶）
COOH COOH + NADH+H+ NAD H+ HO- CH C O CH-COOH CH-COOH Mg 2+ CH2 CH2 COOH COOH
二氢硫辛酸脱氢酶
FADH 2
+ NAD
CO 2
HC OH
TPP
CH 3
E1
NH
E3
FAD
+ NADH+H
丙酮酸
硫辛酸
C
O O CH 3C
TPP
COO H
E2
(CH 2) 4CO S HS
NH NH
(CH 2) 4CO HS
多肽链
二氢硫辛酸
HS
乙酰二氢硫辛酸
HSCoA
E2
O CH 3C
硫辛酸乙酰转移酶
硫辛酰胺辅基 硫辛酰赖氨酰臂
砷化物共价结合-毒害作用
功能—— 脱羧酶辅酶 将底物移入 （出）脱羧 酶的活性中 心。
+
TPP的 作用
Ⅰ.丙酮酸脱氢酶复合体
CH3 HC OH TPP CH3
E1
E3 E2
FADH2
三种酶
60条肽链形 成的复合体
丙酮酸脱羧酶
S S (CH2)4COO
二氢硫辛酸脱氢酶
5、琥珀酰COA转化成琥珀酸，并产生 GTP（琥珀酰COA 合成酶）
S COA GDP+PiGTP+HSCOA COOH C O CH2 CH2 CH2 CH2 COOH COOH
TCA中唯一底物水平磷酸化直接产生高能磷酸化合 物的步骤 哺乳动物—GTP/ATP GTP+ADP GDP+ATP 植物、微生物—ATP
单向不可逆
COA COO 可调控的限速步骤 CH2 氟乙酰CoA导致致死常 HO-C -COO- + HS-COA+H+ 作为杀虫药（与顺乌 CH2 头酸酶结合） COO- 三羧酸
柠檬酸合酶是变构酶
变构抑制剂：ATP、NADH、 琥珀酰CoA、酯酰CoA
AMP可解除抑制
O 氟乙酰辅酶A ：底物，形 HS L C～SCoA + 成氟柠檬酸，不能往下反 应，称致死性合成 HS
二、柠檬酸循环概貌
Citric Acid Cycle
三羧酸循环概况
丙酮酸
H 3C CO COOH + NAD CoASH
• (4)(7)(8)(10)
• • •
+ NADH + H
(1)
CO 2
草酰乙酸
(10)
H HOC COOH L-苹果酸 H 2 (9) O HC COOH C COOH H2 OC COOH
三羧酸循环的过程
TCA经四次氧化，二次脱羧， 通过一个循环，可以认为乙酰COA 2CO2
乙酰辅酶A 草酰乙酸 苹果酸 柠檬酸
异柠檬酸
延胡索酸 a-酮戊二酸 琥珀酸 琥珀酰 辅酶A
四、柠檬酸循环的化学计量
2 丙酮酸 2 acetyl-CoA 2 NADH 5 2 异柠檬酸 2α-酮戊二酸 2 NADH 5 2α-酮戊二酸 2 琥珀酰-CoA 2 NADH 5 底物磷酸化 2 2 琥珀酰-CoA 2琥珀酸2 A/GTP 2 2琥珀酸 2 延胡素酸 2 FADH2 3 2苹果酸 2 草酰乙酸 2 NADH 5
+ NAD
CO2
E1
E3
FAD + NADH+H
丙酮酸
硫辛酸
C
O
TPP O CH3C S HS (CH2)4COO HS
COO H
E2
(CH2)4COO
乙酰二氢硫辛酸
HSCoA
E2
HS
二氢硫辛酸
硫辛酸乙酰转移酶
O CH3C ～ SCoA
乙酰CoA
形成酶复合体有什么好处呢？
CH 3
丙酮酸脱羧酶
(CH 2) 4CO S S
底物磷酸化
• GTP参与蛋白质合成 • G蛋白活化（信号传导） • GTP+ADP 核苷二磷酸激酶 GDP+ATP
6 、琥珀酸脱氢生成延胡索酸
嵌入线粒体内膜
COOH COOH 琥珀酸脱氢酶 CH CH2 +FADH2 +FAD HC CH2 COOH COOH
TCA中第三次氧化的步骤
丙二酸为该酶的竞争性抑制剂
COOH C=O +NADH+H+ CH2 COOH
TCA中第四次氧化的步骤，最后一步。
被草酰乙酸与乙酰CoA缩合（高度放能）反应所推动
8、 L-苹果酸脱氢形成草酰乙酸 Oxidation of Malate to Oxaloacetate
被草酰乙酸与乙酰CoA缩合（高度放能）反应所推动 TCA中第四次氧化的步骤，最后一步。
乙酰CoA
N CH3 O O N
NH2 N N
CO CH2 CH2 NH CO CH C CH2O P O P O CH2 O NH OH CH3 O OCH2 O CH2 O- P O OH S OO C CH3 β -巯基乙胺 泛酸 乙酰CoA AMP
硫辛酸：
S H2C C H2 S CH (CH2)4 COOH
草酰琥珀酸 △G0'= -20.9 kJ/mol
CO2
COOH
C O CH2 CH2 COOH
α-酮戊二酸
TCA中第一次氧化作用、脱羧过程 异柠檬酸脱氢酶为第二个调节酶
三羧酸到二羧酸的转变
4 、α-酮戊二酸氧化脱羧成为琥珀酰 COA（ α-酮戊二酸脱氢酶复合体）
COOH CO +COASH+NAD+ CH2 CH2 △G0' = -33.5 kJ/mol COOH
柠檬酸 2 ATP、NADH抑制 ADP、Ca2+激活
异柠檬酸
延胡索酸 a-酮戊二酸 琥珀酸 琥珀酰 辅酶A
3 ATP、NADH 琥珀酰-CoA抑制 ADP、Ca2+激活
限速酶： 1.柠檬酸合酶 变构抑制剂：ATP、NADH、琥珀酰CoA AMP可解除抑制 2.异柠檬酸脱氢酶 变构抑制剂：ATP、NADH 变构激活剂： ADP 3.α—酮戊二酸脱氢酶系 抑制剂：ATP、 NADH、琥珀酰CoA 激活剂：AMP 、 ADP、Ca2+
CH 3CO~SCoA
乙酰 CoA
•
•
CH 2COOH
C(OH)COOH CH 2COOH
产能步骤 2NAD(P)H 1FADH2 1GTP (1)(6)-产能脱碳 2NADH + 2 CO2
•(5)-脱碳-1CO2
C COOH H2 NADH+H + (2) H2O NAD+ CoASH
•
柠檬酸 异柠檬酸
FHCH3 2C
O HS CH3CO C～SCoA + L CH3 HS
丙酮酰-CoA：竞争性抑制剂
2、柠檬酸异构化成异柠檬酸 （顺乌头酸 酶）
COOCOOH2O CH H2O CH2 HO-C -COOC -COOCH2 CH2 COOCOO柠檬酸 顺乌头酸 COOHO- CH CH-COOCH2 COO异柠檬酸
CH(OH)COOH + NAD(P)
三、柠檬酸循环历程
Reactions of the Citric Acid Cycle
1 、乙酰COA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸 COOC=O CH2 + COOO C-CH3 S-COA 柠檬酸 合酶 O C-SCOA CH2 HO-C-COO CH2 COOH2O
真 核 生 物
基质
（线粒体）
细胞质 线粒体
原核细胞
一、丙酮酸氧化脱羧形成乙酰-CoA
Pyruvate Is Oxidized to Acetyl-CoA and CO2
丙酮酸脱氢酶系
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： 丙酮酸+CoA+NAD+ 乙酰CoA+ C2O+NADH+H+ 反应不可逆，分5步进行，由丙酮酸脱氢酶 复合体催化。 丙酮酸脱氢酶复合体是一个十分大的多酶复 合体，包括丙酮酸脱氢酶E1、二氢硫辛酸乙 酰转移酶E2、二氢硫辛酸脱氢酶E3三种不同 的酶及焦磷酸硫胺素(TPP)、硫辛酸，FAD, NAD+,CoA 及Mg2+六种辅助因子组装而成。
第20章 柠檬酸循环
糖的有氧氧化（aerobic oxidation）
• 反应过程：
O2
G
O2
G-6-P 胞液 PA
O2
PA 乙酰CoA 线粒体
O2 H2O ++e H
CO2
糖有氧氧化的反应过程
分三个阶段：
– 糖酵解途径：葡萄糖 丙酮酸
– 丙酮酸
乙酰CoA
– 三羧酸循环和氧化磷酸化
柠檬酸循环（Citric Acid Cycle) 三羧酸循环 （Tricarboxylic Acid Cycle ） Krebs循环 • 在好氧真核生物线粒体基质或好氧原核生 物细胞质中，酵解产物丙酮酸脱羧、脱氢， 彻底氧化为CO2、H2O并产生ATP的过程。
34.05 %
其余能量以热量形式： 一部分维持体温，一部分散失。
总反应式
注意： 每次循环的CO2直接来自草酰乙酸 而不是乙酰CoA
但净结果是氧化了1分子乙酰CoA
补充：柠檬酸循环的回补反应
三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它的中间产物 也是生物合成的前体，
α-酮戊二酸 谷氨酸
草酰乙酸
琥珀酰CoA
延胡索酸
C COOH H FADH 2
(3)
(8)
CH 2COOH CHCOOH
→ 3步不可逆反应
FAD
琥珀酸
H 2C COOH C COOH GTP H2
CoASH
(7)
H
2
GDP+Pi
CO~SC oA
O CH 2 CH 2
琥珀酰 CoA COOH
(1) 丙酮酸脱氢酶复合体 (2) 柠檬酸合成酶 (4) (3) 顺乌头酸酶 + NAD(P)H+H (4)(5)异柠檬酸脱氢酶 CH 2COOH (6) α-酮戊二酸脱氢酶复合体 CHCOOH CH 2COOH + + (7) 琥珀酰CoA合成酶 COCOOH NADH + H NAD CH 2 (5) 草酰琥珀酸 (8) 琥珀酸脱氢酶 COCOOH CO 2 (9) 延胡索酸酶 (6) (10)L-苹果酸脱氢酶 CO 2 CoASH α-酮戊二酸
开始四碳酸之间的转变
琥珀酸脱氢酶位于线粒体内膜 具有立体专一性
7 、 延胡索酸被水化生成苹果酸
（延胡索酸酶）
COOH COOH 延胡索酸酶 HO-CH CH +H2O CH H-C-H COOH COOH
8 、 苹果酸脱氢生成草酰乙酸 （苹果酸脱氢酶）
COOH HO - CH +NAD+ H-C-H COOH
多酶复合体位于线粒体内 原核细胞在胞液中
丙 酮 酸 脱 氢 酶 系
三种酶
E1-丙酮酸脱氢／羧酶（组分） E2-二氢硫辛酰转乙酰基酶 E3-二氢硫辛酸脱氢酶 TPP、硫辛酸、 CoA-SH、FAD、NAD+、Mg2+
六种辅助因子
丙酮酸脱氢酶复合体
E3 E1 E2 三种酶 60条肽链形成 的复合体
八聚体
• Total 25 ATP
丙酮酸只有4个氢，
但彻底氧化所放出的氢？ 6个H
加水加氢
糖酵解+三羧酸循环的效率
1G → 2ATP+2NADH+2H++2丙酮酸 → 7ATP 三羧酸循环 2丙酮酸 → 25ATP ——————————————————————— 32ATP 糖酵解 • 储能效率=32 ×7.3/686=
TCA中第二次氧化作用、脱羧过程 α-酮戊二酸脱氢酶复合体与丙酮酸脱氢酶复合体相似 α-酮戊二酸脱氢酶E1 琥珀酰转移酶E2 Mg2+
SCOA CO +NADH+H+ +CO2 CH2 CH2 COOH 高能硫酯化物
NAD为辅酶，需Mg2+（线粒体） NADP为辅酶（胞质也有）
二氢硫辛酸脱氢酶E3 、TPP、硫辛酸、COA、FAD、NAD+、
天冬氨酸
卟啉环
上述过程均可导致草酰乙酸浓度下降，从而影响
三羧酸循环的运转，因此必须不断补充才能维持其 正常进行，这种补充称为回补反应(anaplerotic reaction)。
1、丙酮酸羧化(动物体内的主要回补反应)
生物素Mg2+
在线粒体内进行
草酰乙酸或循 环中任何一种 中间产物不足
TCA循环 速度降低 产生更多的草酰乙酸
中间产物在氨基酸臂作用下进入酶活性 乙酰CoA 中心快速准确！
丙酮酸氧化脱羧的调控
由丙酮酸到乙酰CoA是一个重要步骤，处于代谢途径的 分支点，所以此体系受到严密的调节控制： 1、产物抑制：乙酰CoA抑制乙酰转移酶E2组分，NADH抑制 二氢硫辛酸脱氢酶E3组分。抑制效应被CoA和NAD+逆转。 2、核苷酸反馈调节：丙酮酸脱氢酶E1受GTP抑制，被AMP 活化。 3、砷化物与E2中的辅基硫辛酰胺形成无催化能力的砷化 物。 4、可逆磷酸化作用的调节：丙酮酸脱氢酶E1的磷酸化状 态无活性，反之有活性。 5、Ca2+激活
乙酰-CoA 浓度增加 丙酮酸羧化酶
高水平的乙酰CoA激活
2、PEP羧化（在植物、酵母、细菌）
反应在胞液中进行
百度文库
3、苹果酸脱氢
丙酮酸
苹果酸
4、氨基酸转化
天冬氨酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
草酰乙酸
五、柠檬酸循环的调控
2CO2
乙酰辅酶A 草酰乙酸 苹果酸
速率受细胞能量状态、生物 合成需求调节
1 ATP、NADH 琥珀酰-CoA抑制
在pH7.0，25C的平衡态时， 柠檬酸：顺乌头酸：异柠檬酸=90：4：6
乌头酸酶中的（Fe-S）蛋白
3 、由异柠檬酸氧化脱羧生成 α-酮戊二酸（异柠檬酸脱氢酶）
COOH COOH + NADH+H+ NAD H+ HO- CH C O CH-COOH CH-COOH Mg 2+ CH2 CH2 COOH COOH
二氢硫辛酸脱氢酶
FADH 2
+ NAD
CO 2
HC OH
TPP
CH 3
E1
NH
E3
FAD
+ NADH+H
丙酮酸
硫辛酸
C
O O CH 3C
TPP
COO H
E2
(CH 2) 4CO S HS
NH NH
(CH 2) 4CO HS
多肽链
二氢硫辛酸
HS
乙酰二氢硫辛酸
HSCoA
E2
O CH 3C
硫辛酸乙酰转移酶
硫辛酰胺辅基 硫辛酰赖氨酰臂
砷化物共价结合-毒害作用
功能—— 脱羧酶辅酶 将底物移入 （出）脱羧 酶的活性中 心。
+
TPP的 作用
Ⅰ.丙酮酸脱氢酶复合体
CH3 HC OH TPP CH3
E1
E3 E2
FADH2
三种酶
60条肽链形 成的复合体
丙酮酸脱羧酶
S S (CH2)4COO
二氢硫辛酸脱氢酶
5、琥珀酰COA转化成琥珀酸，并产生 GTP（琥珀酰COA 合成酶）
S COA GDP+PiGTP+HSCOA COOH C O CH2 CH2 CH2 CH2 COOH COOH
TCA中唯一底物水平磷酸化直接产生高能磷酸化合 物的步骤 哺乳动物—GTP/ATP GTP+ADP GDP+ATP 植物、微生物—ATP
单向不可逆
COA COO 可调控的限速步骤 CH2 氟乙酰CoA导致致死常 HO-C -COO- + HS-COA+H+ 作为杀虫药（与顺乌 CH2 头酸酶结合） COO- 三羧酸
柠檬酸合酶是变构酶
变构抑制剂：ATP、NADH、 琥珀酰CoA、酯酰CoA
AMP可解除抑制
O 氟乙酰辅酶A ：底物，形 HS L C～SCoA + 成氟柠檬酸，不能往下反 应，称致死性合成 HS
二、柠檬酸循环概貌
Citric Acid Cycle
三羧酸循环概况
丙酮酸
H 3C CO COOH + NAD CoASH
• (4)(7)(8)(10)
• • •
+ NADH + H
(1)
CO 2
草酰乙酸
(10)
H HOC COOH L-苹果酸 H 2 (9) O HC COOH C COOH H2 OC COOH
三羧酸循环的过程
TCA经四次氧化，二次脱羧， 通过一个循环，可以认为乙酰COA 2CO2
乙酰辅酶A 草酰乙酸 苹果酸 柠檬酸
异柠檬酸
延胡索酸 a-酮戊二酸 琥珀酸 琥珀酰 辅酶A
四、柠檬酸循环的化学计量
2 丙酮酸 2 acetyl-CoA 2 NADH 5 2 异柠檬酸 2α-酮戊二酸 2 NADH 5 2α-酮戊二酸 2 琥珀酰-CoA 2 NADH 5 底物磷酸化 2 2 琥珀酰-CoA 2琥珀酸2 A/GTP 2 2琥珀酸 2 延胡素酸 2 FADH2 3 2苹果酸 2 草酰乙酸 2 NADH 5
+ NAD
CO2
E1
E3
FAD + NADH+H
丙酮酸
硫辛酸
C
O
TPP O CH3C S HS (CH2)4COO HS
COO H
E2
(CH2)4COO
乙酰二氢硫辛酸
HSCoA
E2
HS
二氢硫辛酸
硫辛酸乙酰转移酶
O CH3C ～ SCoA
乙酰CoA
形成酶复合体有什么好处呢？
CH 3
丙酮酸脱羧酶
(CH 2) 4CO S S
底物磷酸化
• GTP参与蛋白质合成 • G蛋白活化（信号传导） • GTP+ADP 核苷二磷酸激酶 GDP+ATP
6 、琥珀酸脱氢生成延胡索酸
嵌入线粒体内膜
COOH COOH 琥珀酸脱氢酶 CH CH2 +FADH2 +FAD HC CH2 COOH COOH
TCA中第三次氧化的步骤
丙二酸为该酶的竞争性抑制剂
COOH C=O +NADH+H+ CH2 COOH
TCA中第四次氧化的步骤，最后一步。
被草酰乙酸与乙酰CoA缩合（高度放能）反应所推动
8、 L-苹果酸脱氢形成草酰乙酸 Oxidation of Malate to Oxaloacetate
被草酰乙酸与乙酰CoA缩合（高度放能）反应所推动 TCA中第四次氧化的步骤，最后一步。
乙酰CoA
N CH3 O O N
NH2 N N
CO CH2 CH2 NH CO CH C CH2O P O P O CH2 O NH OH CH3 O OCH2 O CH2 O- P O OH S OO C CH3 β -巯基乙胺 泛酸 乙酰CoA AMP
硫辛酸：
S H2C C H2 S CH (CH2)4 COOH
草酰琥珀酸 △G0'= -20.9 kJ/mol
CO2
COOH
C O CH2 CH2 COOH
α-酮戊二酸
TCA中第一次氧化作用、脱羧过程 异柠檬酸脱氢酶为第二个调节酶
三羧酸到二羧酸的转变
4 、α-酮戊二酸氧化脱羧成为琥珀酰 COA（ α-酮戊二酸脱氢酶复合体）
COOH CO +COASH+NAD+ CH2 CH2 △G0' = -33.5 kJ/mol COOH
柠檬酸 2 ATP、NADH抑制 ADP、Ca2+激活
异柠檬酸
延胡索酸 a-酮戊二酸 琥珀酸 琥珀酰 辅酶A
3 ATP、NADH 琥珀酰-CoA抑制 ADP、Ca2+激活
限速酶： 1.柠檬酸合酶 变构抑制剂：ATP、NADH、琥珀酰CoA AMP可解除抑制 2.异柠檬酸脱氢酶 变构抑制剂：ATP、NADH 变构激活剂： ADP 3.α—酮戊二酸脱氢酶系 抑制剂：ATP、 NADH、琥珀酰CoA 激活剂：AMP 、 ADP、Ca2+
CH 3CO~SCoA
乙酰 CoA
•
•
CH 2COOH
C(OH)COOH CH 2COOH
产能步骤 2NAD(P)H 1FADH2 1GTP (1)(6)-产能脱碳 2NADH + 2 CO2
•(5)-脱碳-1CO2
C COOH H2 NADH+H + (2) H2O NAD+ CoASH
•
柠檬酸 异柠檬酸
FHCH3 2C
O HS CH3CO C～SCoA + L CH3 HS
丙酮酰-CoA：竞争性抑制剂
2、柠檬酸异构化成异柠檬酸 （顺乌头酸 酶）
COOCOOH2O CH H2O CH2 HO-C -COOC -COOCH2 CH2 COOCOO柠檬酸 顺乌头酸 COOHO- CH CH-COOCH2 COO异柠檬酸
CH(OH)COOH + NAD(P)
三、柠檬酸循环历程
Reactions of the Citric Acid Cycle
1 、乙酰COA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸 COOC=O CH2 + COOO C-CH3 S-COA 柠檬酸 合酶 O C-SCOA CH2 HO-C-COO CH2 COOH2O
真 核 生 物
基质
（线粒体）
细胞质 线粒体
原核细胞
一、丙酮酸氧化脱羧形成乙酰-CoA
Pyruvate Is Oxidized to Acetyl-CoA and CO2
丙酮酸脱氢酶系
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： 丙酮酸+CoA+NAD+ 乙酰CoA+ C2O+NADH+H+ 反应不可逆，分5步进行，由丙酮酸脱氢酶 复合体催化。 丙酮酸脱氢酶复合体是一个十分大的多酶复 合体，包括丙酮酸脱氢酶E1、二氢硫辛酸乙 酰转移酶E2、二氢硫辛酸脱氢酶E3三种不同 的酶及焦磷酸硫胺素(TPP)、硫辛酸，FAD, NAD+,CoA 及Mg2+六种辅助因子组装而成。
第20章 柠檬酸循环
糖的有氧氧化（aerobic oxidation）
• 反应过程：
O2
G
O2
G-6-P 胞液 PA
O2
PA 乙酰CoA 线粒体
O2 H2O ++e H
CO2
糖有氧氧化的反应过程
分三个阶段：
– 糖酵解途径：葡萄糖 丙酮酸
– 丙酮酸
乙酰CoA
– 三羧酸循环和氧化磷酸化
柠檬酸循环（Citric Acid Cycle) 三羧酸循环 （Tricarboxylic Acid Cycle ） Krebs循环 • 在好氧真核生物线粒体基质或好氧原核生 物细胞质中，酵解产物丙酮酸脱羧、脱氢， 彻底氧化为CO2、H2O并产生ATP的过程。
34.05 %
其余能量以热量形式： 一部分维持体温，一部分散失。
总反应式
注意： 每次循环的CO2直接来自草酰乙酸 而不是乙酰CoA
但净结果是氧化了1分子乙酰CoA
补充：柠檬酸循环的回补反应
三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它的中间产物 也是生物合成的前体，
α-酮戊二酸 谷氨酸
草酰乙酸
琥珀酰CoA
延胡索酸
C COOH H FADH 2
(3)
(8)
CH 2COOH CHCOOH
→ 3步不可逆反应
FAD
琥珀酸
H 2C COOH C COOH GTP H2
CoASH
(7)
H
2
GDP+Pi
CO~SC oA
O CH 2 CH 2
琥珀酰 CoA COOH
(1) 丙酮酸脱氢酶复合体 (2) 柠檬酸合成酶 (4) (3) 顺乌头酸酶 + NAD(P)H+H (4)(5)异柠檬酸脱氢酶 CH 2COOH (6) α-酮戊二酸脱氢酶复合体 CHCOOH CH 2COOH + + (7) 琥珀酰CoA合成酶 COCOOH NADH + H NAD CH 2 (5) 草酰琥珀酸 (8) 琥珀酸脱氢酶 COCOOH CO 2 (9) 延胡索酸酶 (6) (10)L-苹果酸脱氢酶 CO 2 CoASH α-酮戊二酸
开始四碳酸之间的转变
琥珀酸脱氢酶位于线粒体内膜 具有立体专一性
7 、 延胡索酸被水化生成苹果酸
（延胡索酸酶）
COOH COOH 延胡索酸酶 HO-CH CH +H2O CH H-C-H COOH COOH
8 、 苹果酸脱氢生成草酰乙酸 （苹果酸脱氢酶）
COOH HO - CH +NAD+ H-C-H COOH
多酶复合体位于线粒体内 原核细胞在胞液中
丙 酮 酸 脱 氢 酶 系
三种酶
E1-丙酮酸脱氢／羧酶（组分） E2-二氢硫辛酰转乙酰基酶 E3-二氢硫辛酸脱氢酶 TPP、硫辛酸、 CoA-SH、FAD、NAD+、Mg2+
六种辅助因子
丙酮酸脱氢酶复合体
E3 E1 E2 三种酶 60条肽链形成 的复合体
八聚体
• Total 25 ATP
丙酮酸只有4个氢，
但彻底氧化所放出的氢？ 6个H
加水加氢
糖酵解+三羧酸循环的效率
1G → 2ATP+2NADH+2H++2丙酮酸 → 7ATP 三羧酸循环 2丙酮酸 → 25ATP ——————————————————————— 32ATP 糖酵解 • 储能效率=32 ×7.3/686=
TCA中第二次氧化作用、脱羧过程 α-酮戊二酸脱氢酶复合体与丙酮酸脱氢酶复合体相似 α-酮戊二酸脱氢酶E1 琥珀酰转移酶E2 Mg2+
SCOA CO +NADH+H+ +CO2 CH2 CH2 COOH 高能硫酯化物
NAD为辅酶，需Mg2+（线粒体） NADP为辅酶（胞质也有）
二氢硫辛酸脱氢酶E3 、TPP、硫辛酸、COA、FAD、NAD+、
天冬氨酸
卟啉环
上述过程均可导致草酰乙酸浓度下降，从而影响
三羧酸循环的运转，因此必须不断补充才能维持其 正常进行，这种补充称为回补反应(anaplerotic reaction)。
1、丙酮酸羧化(动物体内的主要回补反应)
生物素Mg2+
在线粒体内进行
草酰乙酸或循 环中任何一种 中间产物不足
TCA循环 速度降低 产生更多的草酰乙酸