三羧酸循環(huán)全解

TCA循環(huán)

是糖、氨基酸和脂肪酸最后共同的代謝途徑也稱為檸檬酸循環(huán)和Krebs循環(huán)

糖酵解產生的丙酮酸（實際上是乙酸）被降解成CO2

產生一些ATP產生更多的NADH

NADH進入呼吸鏈，通過氧化磷酸化產生更多的ATP。完整的三羧酸循環(huán)乙酰CoA的形成脂肪酸的β氧化氨基酸的氧化分解丙酮酸的氧化脫羧——由丙酮酸脫氫酶系催化丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸如何進入線粒體？丙酮酸脫氫酶系的結構與組成——丙酮酸脫氫酶系由丙酮酸脫氫酶（E1）、二氫硫辛酸轉乙酰酶（E2）和二氫硫辛酸脫氫酶（E3）通過非共價鍵結合在一起的穩(wěn)定復合物催化機制亞砷酸和有機砷的作用對象——氧化型硫辛酰胺的再生對于丙酮酸脫氫酶系的持續(xù)運轉十分重要，砒霜的主要成分亞砷酸能夠與還原型的硫辛酰胺形成共價的復合物而阻止它的再生。丙酮酸跨線粒體內膜的轉運丙酮酸脫氫酶系的結構和組成縮寫酶活性亞基數(shù)目（個數(shù)）輔助因子維生素前體輔助因子類型催化的反應E1丙酮酸脫氫酶大腸桿菌24、酵母60、哺乳動物20或30TPPB1輔基丙酮酸氧化脫羧E2二氫硫辛酸轉乙酰酶大腸桿菌24、酵母60、哺乳動物60硫辛酰胺CoA硫辛酸泛酸輔基輔酶將乙酰基轉移到CoAE3二氫硫辛酸脫氫酶大腸桿菌12、酵母12、哺乳動物6FADNAD+B2PP輔基輔酶氧化型硫辛胺的再生大腸桿菌內丙酮酸脫氫酶系的電鏡照片丙酮酸轉變成乙酰-CoA的四步反應丙酮酸脫氫酶的催化機理砒霜的毒性機理反應1：檸檬酸合酶檸檬酸的合成檸檬酸合酶由兩個相同的亞基組成，它被視為酶“誘導契合”學說又一代表性的例子在沒有底物結合的情況下，酶的兩個亞基的構象是開放型的；當結合底物以后，則被誘導為緊密型。反應動力學為序列有序型，在反應中，OAA首先與酶活性中心結合，這種結合迅速誘導活性中心的構象發(fā)生變化，從而創(chuàng)造出乙酰-CoA的結合位點。隨后，乙酰-CoA結合到酶的活性中心，并與OAA形成中間產物—檸檬酰-CoA，這時，酶的構象再次發(fā)生變化，遠離活性中心的一個關鍵的Asp殘基被拉入到檸檬酰-CoA上的硫酯鍵，很快硫酯鍵被切開，終產物輔酶A和檸檬酸被依次釋放。檸檬酸合酶在催化過程中所發(fā)生的由底物OAA和中間產物檸檬酰-CoA分別誘導的兩次構象變化既防止了乙酰-CoA的提前釋放，也大大降低了乙酰-CoA在活性中心被Asp殘基水解成乙酸的可能性。檸檬酸合酶催化的反應氟代乙酸在細胞內的代謝轉變及其對TCA循環(huán)的影響檸檬酸合酶的兩種構象反應2：順烏頭酸酶檸檬酸異構化成異檸檬酸

檸檬酸不是氧化的好底物

S異檸檬酸卻不一樣，經過異構化，三級羥基變成了易氧化的二級羥基在形成的異檸檬酸分子中，羥基只會與來源于草酰乙酸的β-碳原子而絕對不會與來源于乙酰-CoA的β-碳原子相連!順烏頭酸酶使用鐵硫蛋白鐵硫蛋白在順烏頭酸酶反應中的作用順烏頭酸酶催化反應中產物的立體專一性反應3：異檸檬酸脫氫酶（IDH）

異檸檬酸氧化脫羧產生α-酮戊二酸

先是脫氫，然后是β-脫羧有兩種形式的異檸檬酸脫氫酶，分別使用輔酶I和輔酶II作為氫的受體反應4：α-酮戊二酸脫氫酶系第二次氧化脫羧反應

酶幾乎等同于丙酮酸脫氫酶系——結構上或者機制上5種輔酶——TPP、CoASH、硫辛酸NAD+、FAD也是亞砷酸的作用對象反應5：琥珀酰-CoA合成酶TCA循環(huán)唯一的一步底物水平磷酸化反應ATP或GTP被合成

它的催化過程牽涉到一系列高能分子的形成，因此能量的損失微乎其微反應機制涉及一個磷酸組氨酸

琥珀酰-CoA合成酶的反應機理反應6：琥珀酸脫氫酶產生FADH2

此酶實際上是呼吸鏈復合體II的主要成分琥珀酸的類似物丙二酸是該酶的競爭性抑制劑反應7：富馬酸酶雙鍵的水合

水分子加成反式的雙鍵反應機制還不清楚反應8：蘋果酸脫氫酶依賴于NAD+-的氧化還原反應

這是三羧酸循環(huán)的最后一步反應，也是三羧酸循環(huán)中的第四次氧化還原反應ΔGo‘=+30kJ/mol，意味著在熱力學上極不利于正反應的進行，但是，在體內反應產物草酰乙酸可以迅速被下一步不可逆反應消耗，NADH則進入呼吸鏈被徹底氧化，因此，整個反應被“強行拉向”正反應。TCA循環(huán)中C的命運乙酰CoA的羰基C只有在第2輪循環(huán)轉變成CO2

乙酰CoA的甲基C能完全留在兩輪循環(huán)中，但是以后每一輪循環(huán)有一半離開。TCA循環(huán)總結總反應：乙酰-CoA+3NAD＋+FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+2H＋+CoA1個乙酰-CoA通過三羧酸循環(huán)產生2CO2,1ATP,3NADH,1FADH22H2O被使用作為底物絕對需要O2吵，您順意吵，（吵得）銅壺呼鹽瓶！TCA循環(huán)的功能產生更多的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徑某些代謝中間我作為其他代謝途徑的別構效應物產生CO2一分子葡萄糖徹底氧化過程中的ATP收支情況與ATP合成相關的反應合成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-磷酸脫氫酶（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（取決于NADH通過何種途徑進入呼吸鏈）丙酮酸脫氫酶系氧化磷氧化磷酸化酸化2×2.5＝5三羧酸循環(huán)異檸檬酸脫氫酶（NADH）α-酮戊二酸脫氫酶系（NADH）琥珀酰-CoA合成酶琥珀酸脫氫酶（FADH2）蘋果酸脫氫酶（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192.5×2＝52.5×2＝51×2＝21.5×2＝32.5×2＝5總ATP量30或31或32三羧酸循環(huán)中間物的去向草酰乙酸的回補反應乙醛酸循環(huán)植物和微生物的三羧酸循環(huán)的變化形式在每一輪循環(huán)中，前者有兩分子乙酰-CoA進入只產生NADH，但不產生