糖的分解代谢.ppt

三羧酸循环共有8步，见图：第62页，共98页，星期日，2025年，2月5日1．乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合形成柠檬酸。这是循环的起始步骤，由柠檬酸合成酶或称柠檬酸缩合酶催化乙酰CoA的甲基移去质子形成负碳离子亲核攻击草酰乙酸的酮基碳缩合生成柠檬酰辅酶A，然后高能硫酯键水解推动总反应进行，生成柠檬酸：第63页，共98页，星期日，2025年，2月5日哺乳类动物中柠檬酸合成酶由2个49000亚基组成。X射线晶体图谱表明此酶在催化反应时与底物结合会产生很大的构象变化。酶先与草酰乙酸结合导致酶结构重排成关闭型，创造了与乙酰CoA的结合位点，使两个底物接近通过调整键的极性使其缩合。合酶上的两个组氨酸残基起着重要的作用。其中一个与草酰乙酸羰基氧原子作用使其易受攻击，另一个组氨酸残基促进乙酰CoA的甲基碳上的质子离开，形成烯醇离子，就可以与草酰乙酸缩合成C—C键。第64页，共98页，星期日，2025年，2月5日此酶是一个调控酶、体外实验表明，酶的活性受ATP、NADH、琥珀酰CoA和长链脂肪酰CoA抑制。体内也许不完全如此，但是这个三羧酸循环途径的第一步是一个可调控的限速步骤。氟乙酸CoA可与柠檬酸合酶反应形成氟柠檬酸，因为它可抑制下一步反应的酶，因此称这反应为致死合成。但可以利用这一特性合成杀虫剂或灭鼠药。第65页，共98页，星期日，2025年，2月5日2．柠檬酸异构化生成异柠檬酸。柠檬酸由顺乌头酸酶催化，脱水，然后又加水，从而改变分子内OH—和H＋的位置，生成异柠檬酸。催化这两步反应的是同一酶，由于其中间产物为顺乌头酸，故此得名。其标准自由能变化ΔG0’相应的为十8.4千焦耳／摩尔，一2.1千焦耳／摩尔，由于异柠檬酸不断消失，推动反应进行。顺乌头酸酶是个相当复杂的酶，其中含有由4个铁原子、4个无机硫原子及4个半胱氨酸硫原子结合的铁硫中心簇参与底物的去水和加水反应。这个酶是含铁的非铁卟啉蛋白。第66页，共98页，星期日，2025年，2月5日3．异柠檬酸氧化脱羧生成α—酮戊二酸。这是三羧酸循环中第一次氧化作用，被异柠檬酸脱氢酶所催化。反应的中间物是草酰琥珀酸，它是一个不稳定的β—酮酸，当与酶结合则脱羧形成α—酮戊二酸。第67页，共98页，星期日，2025年，2月5日线粒体内含有二种异柠檬酸脱氢酶，一种是以NAD＋为电子受体，另—种是以NADP＋为受体。前者仅在线粒体内，后者也在细胞质中存在。需NAD＋异柠檬酸脱氢酶被Mg2＋、Mn2＋活化，它是一个别构酶，正调控物是ADP，ADP可增加酶和底物的亲和力。当缺乏ADP时就失去活性。NAD＋、Mg2＋和ADP有协同作用。NADH和ATP可以抑制酶活性。总之，细胞在具有高能状态时即ATP／ADP，NADH／NAD＋比值高时酶活性被抑制。在低能状态时被激活。异柠檬酸脱氢酶是三羧酸循环中第二个调节酶。第68页，共98页，星期日，2025年，2月5日4．α—酮戊二酸氧化脱羧成为琥珀酰辅酶A。这是三羧酸循环中第二个氧化脱羧反应，是由α—酮戊二酸脱氢酶系所催化的。第69页，共98页，星期日，2025年，2月5日酯酰磷酸化反应是热力学不利的反应、其ΔG0’＝49.56千焦耳／摩尔(＋11.8千卡／摩尔)，但是氧化反应的ΔG0’＝一43.2千焦耳／摩尔（一10.3千卡／靡尔)。两个反应由硫酯中间物而偶联在一起，氧化反应的能量驱动磷酸化反应进行。碘乙酸可强烈抑制此酶的活性，因为碘乙酸可与一SH基反应，所以证明一SH基是酶活性所必须的。砷酸盐(AsO43-)可以与磷酸竞争同高能硫酯中间物结合，形成不稳定的化合物1—砷—3磷酸甘油酸，它可以进一步分解产生3—磷酸甘油酸，但没有磷酸化作用。因此砷酸使这一步的氧化作用和磷酸化作用解偶联。第30页，共98页，星期日，2025年，2月5日7、3—磷酸甘油酸磷酸将磷酰基转给ADP形成了磷酸甘油酸和ATP。催化这个反应的酶是磷酸甘油酸激酶，反应时需Mg2+。3—磷酸甘油醛氧化产生的高能中间物最后转化成3—磷酸甘油酸并产生ATP，这是酵解过程中第一次产生ATP的反应，也是底物水平的磷酸化反应。因为一分子葡萄糖产生2分子三碳糖，因此共产生2分子ATP，这样就抵消了葡萄糖在磷酸化过程中消耗的2分子ATP。第31页，共98页，星期日，2025年，2月5日