檸檬酸循環(huán)課件

檸檬酸循環(huán)課件TCA循環(huán)丙酮酸得有氧氧化

葡萄糖通過糖酵解產(chǎn)生得丙酮酸,在有氧條件下,進行完全氧化,生成H2O與CO2,并釋放出大量能量。兩個階段檸檬酸循環(huán)氧化磷酸化二、糖得有氧氧化(好氧呼吸):三個步驟1、G或糖原氧化分解成丙酮酸(即糖酵解,胞液)2、丙酮酸氧化脫羧生成乙酰COA(線粒體基質(zhì))(丙酮酸

乙酰輔酶A,乙酰CoA)3、乙酰COA→TCA(線粒體)乙酰CoA

H2O+CO2,釋放能量)三、TCA循環(huán)(一)準備階段丙酮酸氧化脫羧→乙酰-COA

真核細胞線粒體基質(zhì)(原核細胞:質(zhì)膜)進行丙酮酸脫氫酶系:非常復(fù)雜得多酶體系三種不同得酶丙酮酸脫羧酶E1

二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶E2

二氫硫辛酸脫氫酶E36種輔因子

TTP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA、Mg2+糖酵解、三羧酸循環(huán)得中間環(huán)節(jié)E2(dihydrolipoyltransacetylase):consistingthecore,24subunits;E1(pyruvatedehydrogenase):boundtotheE2core,24subunits;E3(dihydrolipoyldehydrogenase):boundtotheE2core,12subunits、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體E2E3E1三種酶60條肽鏈形成的復(fù)合體乙酰二氫硫辛酸硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶硫辛酸二氫硫辛酸丙酮酸脫羧酶二氫硫辛酸脫氫酶丙酮酸乙酰CoA

E1E3E2E2～形成酶復(fù)合體有什么好處呢？CO2CH3OCOOCTPPCH3CHOHTPPS(CH2)4COSOCH3CS(CH2)4COSHSH(CH2)4COSHFADH2FADNADNADH+H++SCoACH3CSCoAOHH乙酰二氫硫辛酸硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶硫辛酸二氫硫辛酸丙酮酸脫羧酶二氫硫辛酸脫氫酶丙酮酸乙酰CoAE1E3E2E2多肽鏈中間產(chǎn)物在氨基酸臂作用下進入酶活性中心快速準確！相當(dāng)于酶復(fù)合體由于第一步為不可逆反應(yīng),直接決定整個循環(huán)反應(yīng)得速度,而且就是許多其它反應(yīng)體系得分支點,因而該酶復(fù)合物受到嚴密得調(diào)節(jié)控制;提問:有哪些物質(zhì)可以調(diào)節(jié)該酶復(fù)合物得活性？答案:產(chǎn)物(NAD(P)H、FADH2、GTP、ATP、乙酰CoA)抑制該酶復(fù)合物得活性反應(yīng)物(NAD+、FAD、GDP、ADP、丙酮酸)激活該酶復(fù)合物得活性Ca2+、胰島素激活(二)TCA概貌(98頁)

乙酰CoA與草酰乙酸結(jié)合進入循環(huán),經(jīng)一系列反應(yīng)再回到草酰乙酸得過程。在此過程中乙酰CoA被氧化成H2O與CO2并產(chǎn)生大量得能量。大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點線粒體膜第三個碳以CO2形式失去四碳二羧酸第二個碳以CO2形式失去五碳二羧酸每個分子具有4個碳的草酰乙酸庫（基質(zhì)）丙酮酸每個分子具有3個碳得丙酮酸庫(基質(zhì))六碳三羧酸三種羧酸！草酰乙酸大循環(huán)！第一個碳以CO2形式失去重新加入到草酰乙酸庫三羧酸？

循環(huán)？

(4)(7)(8)(10)CH3COCOOHNAD+NADH

+

H+CoASHCO2CH3CO~SCoAOCCOOHCH2COOHCH2COOHC(OH)COOHCH2COOHCH2COOHCHCOOHCH(OH)COOHNAD(P)NAD(P)H+HCH2COOHCHCOOHCOCOOHCH2COOHCH2COCOOHNADH+HNADNADH

+

H++CO~SCoACH2CH2COOHGDP+PiGTPCoASHH2OCH2COOHCH2COOHFADH2FADCHCOOHCHCOOHHOCCOOHCH2COOHH+NAD+CO2++CoASHH2OCoASHCO2丙酮酸乙酰CoA(2)(1)(7)(8)(9)(10)(5)(6)(3)(4)檸檬酸異檸檬酸草酰琥珀酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸L-蘋果酸草酰乙酸HO2(1)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體(2)檸檬酸合成酶(3)順烏頭酸酶(4)(5)異檸檬酸脫氫酶(6)α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體(7)琥珀酰CoA合成酶(8)琥珀酸脫氫酶(9)延胡索酸酶(10)L-蘋果酸脫氫酶三羧酸循環(huán)產(chǎn)能步驟2NAD(P)H1FADH21GTP(1)(6)-產(chǎn)能脫碳2NADH+2CO2(5)-脫碳-1CO2→

3步不可逆反應(yīng)乙酰草酰成檸檬,檸檬又成α-酮

琥酰琥酸延胡索,蘋果落在草叢中(三)檸檬酸循環(huán)得化學(xué)途徑(98頁)1、草酰乙酸→α-酮戊二酸

1)乙酰CoA+草酰乙酸→檸檬酸反應(yīng)能量:乙酰CoA得高能硫酯鍵提供——反應(yīng)不可逆醇醛縮合,先縮合成檸檬酰CoA,水解,C4→C6

Citratesynthase、CitrateisshowningreenandCoApink2)檸檬酸異構(gòu)化成異檸檬酸Iron-sulfur(red),cysteines(yellow)andisocitreate(white)3)異檸檬酸氧化脫羧放出1分子CO2,C6→C5

;產(chǎn)生1分子NADHNAD+(gold);Ca2+(red))2、α-酮戊二酸→琥珀酰CoA

α-酮戊二酸脫氫酶系:3種酶輔助因子:NAD+、CoA、TPP、硫辛酰胺、FAD與Mg2+等Decarboxylatedfirst,thenoxidized;thecarbonreleasedasCO2isnotfromtheacetylgroupjoined;Thea-ketoglutaratedehydrogenaseplexcloselyresemblesthepyruvatedehyrogenaseplexinstructureandfunction(thetwoE1sandtwoE2saresimilar,thetwoE3sareidentical)、又放出1分子CO2,C5→C4;又產(chǎn)生1分子NADH;形成1個高能硫酯鍵3、琥珀酰-CoA→琥珀酸琥珀酰CoA合成酶合成1分子高能磷酸化合物GTPMalonate(丙二酸)isastrongpetitiveinhibitor4、琥珀酸→草酰乙酸1)琥珀酸氧化→延胡索酸C4得變化;產(chǎn)生1分子FADH2、1分子NADH三步反應(yīng)——

脫氫、加水、脫氫脫氫2)延胡索酸→蘋果酸加水3)蘋果酸→草酰乙酸(再生)脫氫Oxaloacetateisregenerated!Theactivesiteofmalatedehydrogenase、Malateisshowninred;NAD+blue、TCA總反應(yīng)草酰乙酸PCH2CO～SoA(乙酰輔酶A)蘋果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸檸檬酸CO22HCO22HGTP延胡索酸三羧酸循環(huán)總圖2H2H丙酮酸→乙酰CoA,脫出兩個H脫氫:脫氫酶

NAD、NADP、FAD、TPP、硫辛酸各輔酶起重要作用。脫水(2)加水(1、3、9)脫羧(5、6)脫氫(4、6、8、10)

丙酮酸+CoA-SH+NAD+→乙酰CoA+NADH+H++CO2

乙酰-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+CoA-SH+3NADH+3H++FADH2+GTP總反應(yīng)式凈反應(yīng):+4NAD(P)+

+FAD+GDP+Pi+3H2O3CO2+4NAD(P)H+4H+FADH2+GTP4NAD(P)H+4H+10ATP4H2OFADH21、5ATP1H2OADPATP-3H2OGTPGDP1ATP1H2O

12、5ATP3H2O氧化磷酸化作用O2總反應(yīng)方程式(四)特點:(1)TCA循環(huán)一次消耗一個乙酰基。即兩個碳原子進入循環(huán)。又有兩個碳原子以CO2得形式離開循環(huán)。但這兩個碳原子并不就是剛剛進入循環(huán)得那兩個碳原子(代謝更新)。(2)四次氧化脫氫(三次NAD+為受氫體,一次FAD為受氫體)、一次底物水平磷酸化反應(yīng)以GTP形式產(chǎn)生一個高能鍵、二次脫羧反應(yīng)。糖得有氧氧化過程中能量與CO2主要在TCA循環(huán)中產(chǎn)生。(3)TCA循環(huán)所產(chǎn)生得3個NADH與一個FADH2分子只能通過電子傳遞鏈與氧分子(氧化磷酸化)才能夠再被氧化,釋放得能量ATP形式產(chǎn)生。

TCA在線粒體中進行,整個循環(huán)不可逆。一次循環(huán)、二次脫羧、三次加水、四次脫氫1、氧化供能能量計算:每次循環(huán):3×2、5+1×1、5+1=10分子ATP

丙酮酸開始:10+2、5=12、5分子ATP

葡萄糖開始:2+2、5×2+12、5×2=32分子ATP

而糖得無氧酵解僅產(chǎn)生2分子ATP2、三大營養(yǎng)物質(zhì)分解代謝得最終共同途徑糖代謝得重要途徑也就是甘油、脂肪酸與氨基酸氧化分解得必經(jīng)途徑3、糖、脂肪與氨基酸代謝聯(lián)系得樞紐四、糖得有氧氧化及TCA循環(huán)得意義(107頁)糖酵解+TCA得效率糖酵解

1G→2ATP+2NADH+2H++2丙酮酸

=2+2×2、5=7ATP三羧酸循環(huán):2丙酮酸→25ATP+6CO2+4H2O———————————————————————

32ATP儲能效率=32×7、3/686=34%比世界上任何一部熱機得效率都高！提問:其余能量何處去？答案:以熱量形式。一部分維持體溫,一部分散失(一)TCA就是各種好氧生物體內(nèi)最主要得產(chǎn)能途徑！也就是