章柠檬酸循环PPT学习教案

1、会计学1 章柠檬酸循环章柠檬酸循环 第1页/共32页 柠檬酸循环的位柠檬酸循环的位 置置 第2页/共32页 第3页/共32页 23.1 23.1 丙酮酸进入柠檬段循环的准备阶段丙酮酸进入柠檬段循环的准备阶段 形成乙酰形成乙酰CoACoA H3CC O COO-+ CoASH+ NAD+ H3CC O SCoA + CO2+ NADH 丙酮酸辅酶A 乙酰辅酶A 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体催化 第4页/共32页 nMg+ 第5页/共32页 H3CC O COOH CO2 TPP H3C CHOHTPP H3C C O SL SH SH LSH L S S FADH2FAD NAD+NAD

2、H+H+ CoASH H3CC O S C o A 丙酮酸 乙酰二氢硫辛酸 二氢硫辛酸 硫辛酸 羟乙基-TPP E1E2 E3 第6页/共32页 -OAS OH OH HS HS R -OAS S S R RAS O HS HS R RAS S S R 亚砷酸 有机砷化合物 第7页/共32页 活化。 第8页/共32页 C6柠檬酸 C6顺乌头酸 C6异柠檬酸 C6草酰琥珀酸 C5-酮戊二酸 C4琥珀酰-CoA C4琥珀酸 C4延胡索酸 C4苹果酸 C4草酰乙酸 C2乙酰-CoA NADH CO2 NADH CO2 GTP FADH2 NADH 第9页/共32页 Sir Hans Adolf Kr

3、ebs The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953 第10页/共32页 第11页/共32页 O CCOO- H2CCOO- O CCH3 SCoA H2C C H2C HOCOO- COO- C O SCoA H2C C H2C COO-HO COO- COO- HSCoA+ H+ + 草酰乙酸乙酰CoA柠檬酰CoA 柠檬酸 辅酶A H2O 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 第12页/共32页 柠檬酸合酶柠檬酸合酶 柠檬酸合酶是调控酶，柠檬酸合酶是调控酶，ATP ATP 、NADHNADH、琥珀琥珀 酸酸CoACoA、酯酰酯酰CoACo

4、A等抑制其活性。等抑制其活性。 是柠檬酸循环中的限速酶是柠檬酸循环中的限速酶。 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 第13页/共32页 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 第14页/共32页 C C CH2 -OOC OH COO- COO- 柠檬酸 HHC C CH2 -OOC COO- -OOC 顺乌头酸 C C CH2 -OOC H COO- COO- 异柠檬酸 H HOH H2OH2O 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 第15页/共32页 3) 异柠檬酸异柠檬酸 + NAD -酮戊二酸酮戊二酸 + NADH + CO2 C H2 C C CH C C O O - 异

5、 柠 檬 酸草 酰 琥 珀 酸 酮 戊 二 酸 OO - H OH O - O N A D + N A D H + H + C O 2 H + C H2 C C +C H C C O O - OO - O O - O M g 2 + C H2 C C H C C O O - OO - O M g 2 + C H2 C C H C C O O - OO - O H 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 第16页/共32页 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 是变构调节酶：是变构调节酶： 受受ADP变构激活变构激活 NADH、ATP变构抑制变构抑制 柠檬酸循环的反应机制

6、柠檬酸循环的反应机制 第17页/共32页 4）-酮戊二酸酮戊二酸 + NAD + CoAH 琥珀酰琥珀酰CoA + NADH + CO2 酮戊二酸 CH2 CH2 C COO- COO- O CH2 CH2 C S COO- CoA O + NAD+ CoASH+ NADH + H+ CO2 琥珀酰CoA 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 第18页/共32页 -酮戊二酸脱氢酶复合体：酮戊二酸脱氢酶复合体： 三种酶：三种酶：-酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶 (E1) 二氢硫辛酰转琥珀酰酶二氢硫辛酰转琥珀酰酶 (E2) 二氢硫辛酰脱氢酶二氢硫辛酰脱氢酶(E3) 六因子：六因子：TPP 硫辛酸

7、硫辛酸 CoA FAD NAD Mg+ 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 第19页/共32页 5） 琥珀酰琥珀酰CoA+GDP+Pi 琥珀酸琥珀酸+GTP+CoAH 琥珀酰琥珀酰CoA合成酶（琥珀酰硫激酶）催化合成酶（琥珀酰硫激酶）催化 CH2 CH2 C S COO- CoA O 琥珀酰CoA CH2 CH2 COO- COO- 琥珀酸 GDP + PiGTP CoASH 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 第20页/共32页 6）琥珀酸）琥珀酸 +FAD 延胡索酸延胡索酸+FADH2 CH2 CH2 COO- COO- 琥珀酸 CH HC COO- COO- FADFADH2

8、 琥珀酸脱氢酶 延胡索酸 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 第21页/共32页 琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶 （succinate dehydrogenase） 琥珀酸脱氢酶与琥珀酸脱氢酶与FAD以共价键相连以共价键相连 丙二酸丙二酸是竞争性抑制剂是竞争性抑制剂 催化琥珀酸脱氢有严格的立体专一性催化琥珀酸脱氢有严格的立体专一性 是柠檬酸循环中唯一嵌入到是柠檬酸循环中唯一嵌入到线粒体内膜线粒体内膜的酶的酶 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 第22页/共32页 8）延胡索酸）延胡索酸 +H2O L-苹果酸苹果酸 延胡索酸酶延胡索酸酶，催化的反应具有严格的立体专一性，催化的反应具有严格的

9、立体专一性。 C C -OOC COO- 延胡索酸 H H CH2 C COO- COO- 苹果酸 HHO 延胡索酸酶 H2O 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 第23页/共32页 9） L-苹果酸苹果酸+NAD 草酰乙酸草酰乙酸+NADH 苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase) CH2 C COO- COO- 苹果酸 HHO + NAD+ O CCOO- H2CCOO- 草酰乙酸 + NADH 柠檬酸循环的反应机制柠檬酸循环的反应机制 第24页/共32页 23.4 23.4 柠檬酸循环的化学总结算柠檬酸循环的化学总结算 乙酰乙酰CoA+3NAD+FAD+GDP+Pi

10、 2CO2 +3NADH+FADH2+GTP+2H+CoA-SH 1) 每一次循环都纳入一个每一次循环都纳入一个乙酰乙酰CoA分子，又有分子，又有两个碳原子以两个碳原子以CO2的的 形式形式 离开循环离开循环 2) 每一次循环共有每一次循环共有4次氧化反应，形成次氧化反应，形成3个个NADH分子和分子和1个个FADH2分子分子 。 3) 每一次循环一每一次循环一GTP的形式产生一个高能磷酸键，并消耗的形式产生一个高能磷酸键，并消耗2分子水。分子水。 4) 能量结算：能量结算： 一个一个NADH分子进入呼吸链，将电子传递给分子氧生成水，分子进入呼吸链，将电子传递给分子氧生成水， 可产生可产生2.

11、5个个 ATP. 一个一个FADH2分子进入呼吸链，将电子传递给分子氧生成水，分子进入呼吸链，将电子传递给分子氧生成水， 可产生可产生1.5 个个ATP. 一个一个GTP等于一个等于一个ATP 第25页/共32页 计算计算： 1.从一分子乙酰从一分子乙酰CoA开始，经柠檬酸循环，完开始，经柠檬酸循环，完 全全 氧化成氧化成CO2和和 H2O, 能产生多少能产生多少ATP ? 2.从一分子丙酮酸开始：多少从一分子丙酮酸开始：多少ATP? 3.从一分子葡萄糖开始：多少从一分子葡萄糖开始：多少ATP? 第26页/共32页 23.5 23.5 柠檬酸循环的调控柠檬酸循环的调控 1） 柠檬酸循环本身制约系统的调节柠檬酸循环本身制约系统的调节 关键作用的三种酶：关键作用的三种酶：柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和 - -酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶 底物浓度控制：乙酰底物浓度控制：乙酰CoACoA、草酰乙酸在线粒体中的浓度草酰乙酸在线粒体中的浓度 产物抑制：产物抑制：NADHNADH、柠檬酸柠檬酸 对柠檬酸合酶，对柠檬酸合酶，NADHNADH、 琥珀酰琥珀酰CoACoA对对-酮戊二酸脱氢酶，酮戊二酸脱氢酶， NADH NADH对异柠檬酸脱氢酶。对异柠檬酸脱氢酶。 2 2） ADP ADP 和和CaCa2+2+对柠檬酸循环的调控对柠檬酸循环的调控 ADPADP