生物化学柠檬酸循环.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,柠檬酸循环,一、柠檬酸循环简介,1.概念,柠檬酸循环:（citrate cycle，三羧酸循环tricarboxylic acid cycle，TCA循环，Krebs循环）,在有氧条件下，丙酮酸通过柠檬酸循环被氧化分解为CO,2,和水，同时释放能量由英国生化学家,Hans,Krebs,发现,柠檬酸合酶,2.柠檬酸循环的全貌,二、丙酮酸进入柠檬酸循环的准备阶段形成乙酰-CoA,粒体内，不可逆反应,丙酮酸脱氢酶复合体,丙酮酸脱氢酶复合体的组成：,丙酮酸脱氢酶（E,1,）,二氢硫辛酸转乙酰酶（E,2,）,二氢硫辛酸脱氢酶（E,3,）,酶的辅助因子:,NAD,+,VPP,FAD VB,2,辅酶A（CoA）泛酸,硫胺素焦磷酸（TPP）VB,1,硫辛酰胺硫辛酸,Mg,2+,缩写,辅基,催化反应,丙酮酸脱氢酶,E,1,TPP,丙酮酸氧化脱羧,二氢硫辛酰胺,乙酰转移酶,E,2,硫辛酰胺,将乙酰基转移到CoA,二氢硫辛酰胺,脱氢酶,E,3,FAD,将还原型,硫辛酰胺转变为氧化型,大肠杆菌的丙酮酸脱氢酶复合体组成,二氢硫辛酸转乙酰酶：24个亚基（3个8聚体）,(Science,1992),4个亚基,反应过程,1.脱羧，生成,羟乙基TPP,，由,E,1,催化。

丙酮酸脱氢酶,羟乙基-TPP,2.羟乙基被氧化成乙酰基，转移给,硫辛酰胺,由,E,2,催化E,2,E,2,乙酰-二氢硫辛酰胺,羟乙基-TPP,3.乙酰基转给CoA形成,乙酰-CoA,由,E,2,催化E,2,E,2,乙酰-CoA,二氢硫辛酰胺乙酰转移酶,Mg,2+,4.氧化硫辛酰胺，生成,FADH,2,由,E,3,催化E,2,E,2,二氢硫辛酰胺脱氢酶,5.氧化FADH,2,，生成NADHFADH,2,-,E,3,+NAD,+,FAD-,E,3,+,NADH,+H,+,反应过程,丙酮酸脱氢酶复合体的调节,a.,变构调节,：乙酰-CoA抑制E,2,NADH抑制E,3,磷酸化失活；胰岛素和,Ca,2+,促进其失去磷酸化，使其活性增加b.,共价修饰调节：,丙酮酸脱氢酶激酶,三、柠檬酸循环的各个反应步骤,线粒体基质,由8种酶催化完成由乙酰辅酶A和草酰乙酸缩合开始,，经过一连串反应使一分子乙酰基完全氧化,再生成草酰乙酸而完成一个循环,每循环一次，经历,两次脱羧,，使乙酰辅酶A氧化生成CO,2,和水柠檬酸合酶,柠檬酸的合成,反应不可逆,第一个调节酶柠檬酸合酶,二聚体,草酰乙酸,乙酰-CoA,构象改变,异柠檬酸的生成：,两步均为可逆反应,反应不可逆，第二个调节酶。

第一个氧化脱羧,异柠檬酸被,氧化脱羧,生成-酮戊二酸,-酮戊二酸,氧化脱羧,生成琥珀酰-CoA,反应不可逆,第二个氧化脱羧,-,酮戊二酸脱氢酶复合体的组成：,-酮戊二酸,脱氢酶（E,1,）,转琥珀酰酶,（E,2,）核心,二氢硫辛酸脱氢酶（E,3,）,酶的辅助因子:,NAD,+,VPP,FAD VB,2,辅酶A（CoA）泛酸,硫胺素焦磷酸（TPP）VB,1,硫辛酰胺硫辛酸,Mg,2+,琥珀酰-CoA琥珀酸,唯一直接产生高能磷酸键的反应（,底物磷酸化,）,哺乳动物：GTP；植物和细菌：ATP,琥珀酸氧化成延胡索酸,丙二酸是很强的竞争性抑制剂,第三个氧化还原反应,反丁烯二酸,反式加成，,生成L型,苹果酸延胡索酸生成,L-,苹果酸,L-苹果酸生成草酰乙酸,第四个氧化还原反应,柠檬酸循环,柠檬酸合酶,NAD,+,NADH+,H,+,N,A,D,H,+,H,N,A,D,N,A,D,H,+,H,+,+,G,D,P,+,P,i,GTP,F,A,D,H,2,F,A,D,+,N,A,D,+,CO,2,H,2,O,CO,2,乙酰-CoA,(1),(5),(6),(7),(8),(3),(4),(2),柠檬酸,异柠檬酸,顺乌头酸,-酮戊二酸,琥珀酰-CoA,琥珀酸,延胡索酸,苹果酸,草酰乙酸,H O,2,(1)柠檬酸合酶,(2)乌头酸酶,(3)异柠檬酸脱氢酶,(4)-酮戊二酸脱氢酶复合体,(5)琥珀酰-CoA合成酶,(6)琥珀酸脱氢酶,(7)延胡索酸酶,(8)苹果酸脱氢酶,三羧酸循环,H,2,O,HSCoA,HSCoA,H,SCoA,一,次底物水平磷酸化,H,2,O,H,2,O,二,次脱羧反应,三,个不可逆反应,四,次脱氢反应,1,2,3,4,三羧酸循环的总反应式,CH,3,COSCoA3NAD,FADGDPPi2H,2,O,2CO,2,3NADH,3H,FADH,2,GTP,CoASH,柠檬酸循环的特点,线粒体基质。

加入2C以2个CO,2,释放，,参与反应的物质没减少消耗了两个水共有,4步脱氢反应,生成3个NADH 和,1个,FADH,2,进入呼吸链柠檬酸循环,严格需氧,从,乙酰CoA,开始,（7）,GTP,1ATP,（4），（6），（10）,3NADH 32.5ATP,（8）,1FADH,2,1.5ATP,10ATP,从,丙酮酸,开始,2.5+10=12.5ATP,从,葡萄糖,开始,7ATP(or 5ATP)+12.5ATP2,=,32,ATP(or,30,ATP),四、,化学总结算,P,342,NADH 1.5或2.5 +3 或5,NADH 2.5,+5,NADH 2.5 +5,NADH 2.5 +5,NADH 2.5 +5,FADH,2,1.5 +3,30或32,1.5或2.5,6C,3C,1 ATP,1 ATP,1 GTP(ATP,),2,细胞液,线粒体,线粒体,1 ATP,1 ATP,葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量,柠檬酸合酶：,抑制：ATP和NADH，琥珀酰-CoA，柠檬酸,激活：ADP,异柠檬酸脱氢酶：,抑制：ATP,激活：ADP，Ca,2+,-酮戊二酸脱氢酶,抑制：NADH，琥珀酰-CoA,激活：Ca,2+,五、,柠檬酸循环的调节,柠檬酸合酶,异柠檬酸脱氢酶,-酮戊二酸脱氢酶,六、柠檬酸循环的双重作用,主要：供能,为生物合成提供中间物。

三大营养物质的最终代谢通路是CO,2,的重要来源之一两用代谢途径,代谢枢纽,两用代谢途径,回补反应：,酶催化的补充TCA循环中间代谢物的供给的反应丙酮酸+CO,2,+ATP+H,2,O,草酰乙酸+ADP+Pi+2H,+,丙酮酸羧化酶:,激活剂乙酰-CoA,七、乙醛酸循环,存在于,植物和微生物,中P,344,草酰乙酸+乙酰-CoA柠檬酸 异柠檬酸,异柠檬酸裂解酶,琥珀酸+,乙醛酸,+乙酰-CoA,苹果酸,草酰乙酸,2乙酰-CoA+NAD,+,+2H,2,O 琥珀酸+2CoASH+NADH+2H,+,名词解释,柠檬酸循环（citrate cycle，,三羧酸循环 tricarboxylic,acid cycle，TCA循环，,Krebs循环,）,。