杨荣武生物化学原理-南京大学-三羧酸循环.pptVIP

第二次氧化脱羧反应 酶几乎等同于丙酮酸脱氢酶系——结构、机制 5种辅酶——TPP、CoASH、硫辛酸 、NAD+、FAD 也是亚砷酸的作用对象 反应 5：底物水平的磷酸化 TCA循环唯一的一步底物水平磷酸化反应 ATP或GTP被合成 它的催化过程牵涉到一系列高能分子的形成，因此能量的损失微乎其微 反应机制涉及一个磷酸组氨酸 琥珀酰-CoA合成酶的反应机理 富马酸又称延胡索酸 反应 6：琥珀酸的脱氢 第三次脱氢反应 产生FADH2 此酶实际上是呼吸链复合体II的主要成分 丙二酸（琥珀酸的类似物）是该酶的竞争性抑制剂 反应 7：苹果酸的形成 双键的水合 水分子加成反式的双键 反应机制还不清楚 反应 8：草酰乙酸的重新生成 三羧酸循环的最后一步反应，也是三羧酸循环中的第四次氧化还原反应 ?Go‘ = +30 kJ/mol，意味着在热力学上极不利于正反应的进行，但是，在体内反应产物草酰乙酸可以迅速被下一步不可逆反应消耗，NADH则进入呼吸链被彻底氧化，因此，整个反应被“强行拉向”正反应。 TCA 循环总结 1个乙酰-CoA：产生2CO2, 1 ATP, 3NADH,1FADH2 2H2O被使用作为底物 绝对需要O2 第三节 TCA循环的生理功能 产生更多的ATP 提供生物合成的原料 是糖、氨基酸和脂肪酸最后的共同分解途径 某些代谢中间物作为其它代谢途径的别构效应物 产生CO2 TCA循环： 乙酰CoA CO2+H2O + 3 NADH·H+ + 1 FADH2 + 1 GTP X 2 酵解： 1 Glucose 2 Py +2 ATP +2 NADH 有氧情况下： Py 乙酰CoA + 1 NADH·H+ X 2 总能量变化： 10 NADH·H＋ 2 FADH2 4 ATP 1分子的葡萄糖彻底的氧化分解： 一分子葡萄糖彻底氧化过程中的ATP 收支情况 与ATP合成相关的反应 合成ATP的方式 合成ATP的量 糖酵解（包括氧化磷酸化） 己糖激酶 PFK-1 磷酸甘油酸激酶 丙酮酸激酶 甘油醛-3-磷酸脱氢酶 （NADH） 消耗ATP 消耗ATP 底物水平磷酸化 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 5或6或7 －1 －1 ＋2 ＋2 ＋3或＋4或＋5（取决于NADH通过何种途径进入呼吸链） 丙酮酸脱氢酶系 氧化磷氧化磷酸化酸化 2×2.5＝5 三羧酸循环 异柠檬酸脱氢酶（NADH） α-酮戊二酸脱氢酶系（NADH） 琥珀酰-CoA合成酶 琥珀酸脱氢酶（FADH2） 苹果酸脱氢酶（NADH） 氧化磷酸化 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 氧化磷酸化 20 2.5×2＝5 2.5×2＝5 1×2＝2 1.5×2＝3 2.5×2＝5 总ATP量 30或31或32 三羧酸循环中间物的去向 第四节 乙醛酸循环 植物和微生物的三羧酸循环的变化形式 利用乙酸或其他能转变为乙酰-CoA的物质 在每一轮循环中，有两分子乙酰-CoA进入 只产生NADH，但不产生FADH2 无底物水平磷酸化反应，因此不产生ATP 不生成CO2，无碳单位的损失，净合成了糖异生的前体——苹果酸 乙醛酸循环与三羧酸循环的比较 植物细胞内的乙醛酸循环体及线粒体的亚显微结构 植物细胞内乙醛酸循环的生理意义：利用乙酸合成糖（碳骨架） 苹果酸 进入细胞质 糖异生 草酰乙酸的再生： 琥珀酸 进入线粒体（三羧酸循环） 草酰乙酸 天冬氨酸 回到乙醛酸循环体 草酰乙酸重新生成 乙醛酸循环的调节 细胞能量状态决定异柠檬酸裂解酶和异柠檬酸脱氢酶的活性 第五节 三羧酸循环的回补反应 四个位点： 草酰乙酸 α-酮戊二酸 琥珀酰CoA 苹果酸 第六节 三羧酸循环的调控 调节位点 柠檬酸合成酶 异柠檬酸脱氢酶（最重要） ?－酮戊二酸脱氢酶 丙酮酸脱氢酶系 三羧酸循环中最主要的调控物质是：乙酰CoA、草酰乙酸、NADH。乙酰CoA和草酰乙酸在线粒体中的浓度都未达到使柠檬酸合酶饱和的水平，因此柠檬酸合酶对底物催化的速度随底物浓度而变化，并被底物的存在而调控。 Ca2+对三羧酸循环的调节 Ca2+在机体内的生物功能是多方面的，除了许多其他生物功能外，它还在几个位点上调节三羧酸循环，促进ATP的生成，以提供能量。