生物化学糖代谢-三羧酸循环

第二单元糖代谢

三羧酸循环（TCA）二、糖的有氧氧化（一）有氧氧化的反应过程（二）糖有氧氧化的生理意义（三）糖有氧氧化调节O2O2O2葡萄糖丙酮酸乙酰CoAKrebs循环H++eH2OCO2胞液线粒体6-磷酸葡萄糖丙酮酸（一）有氧氧化的反应过程葡萄糖循糖酵解途径分解成丙酮酸丙酮酸氧化脱羧成为乙酰CoA

（1）丙酮酸脱氢复合体（2）该复合体可分为五步反应3.三羧酸循环及氧化磷酸化

（1）三羧酸循环反应过程（2）三羧酸循环的小结（3）三羧酸循环的生理意义丙酮酸脱氢酶复合物催化的整个反应（1）丙酮酸脱氢复合体由丙酮酸脱氢酶（E1），二氢硫辛酰胺转乙酰酶（E2）和二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3）组成。参与反应的辅酶有硫胺素焦磷酸酯（TPP）、硫辛酸、FAD、NAD+及CoA。丙酮酸脱氢酶的辅基是TPP二氢硫辛酰胺脱氢酶的辅酶是FAD、NAD+丙酮酸脱氢酶系NAD++H+丙酮酸脱羧酶FAD硫辛酸乙酰转移酶二氢硫辛酸脱氢酶CO2乙酰硫辛酸二氢硫辛酸NADH+H+TPP硫辛酸CoASHNAD+CH3-C-SCoAOPydHE复合物的调节

PyCH3CO~ScoA是一个重要的反应步骤，处于代谢的分支点，受到严密的调节作用：

1）产物乙酰CoA和NADH都抑制PydHE复合物，抑制作用为相应的反应物CoA及NAD+所逆转。

2）核苷酸反馈调节：整个酶体系的活性由细胞的能荷水平所调控，体系受GTP(ATP)抑制，为AMP所活化。

3）可逆磷酸化作用的共价调节：ATP存在时，Py脱氢酶分子上的Ser-OH被磷酸激酶催化磷酸化而没有活性，一旦磷酸基团被磷酸酯酶催化水解（去磷酸化）可恢复活性。

柠檬酸(三羧酸)循环(TAC)/Krebscycle乙酰CoA经一系列（8步）的氧化、脱羧，最终生成CO2和H2O，并产生能量的过程，即乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，再经一系列的氧化、脱羧，循环后再生草酰乙酸，其中生成2CO2，3（NADH+H+），1GTP(ATP)，1FADH2CH3COSCoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+CoASH+3NADH+3H++FADH2+GTP（1）三羧酸循环反应过程

反应1：柠檬酸形成反应2：顺乌头酸水合酶作用于柠檬酸生成异柠檬酸反应3：-酮戊二酸的生成反应4：琥珀酸辅酶A的生成反应5：底物水平磷酸化反应6：琥珀酸脱氢生成延胡索酸反应7：延胡索酸加水生成苹果酸反应8：苹果酸氧化生成草酰乙酸反应1：柠檬酸(Citricacid)形成草酰乙酸反应2：顺乌头酸水合酶作用于柠檬酸生成异柠檬酸反应3：-酮戊二酸的生成反应4：琥珀酰辅酶A的生成反应5：底物水平磷酸化琥珀酰CoA转变为琥珀酸，产生1GTP，由琥珀酰CoA合成酶催化。生成的GTP可在二磷酸核苷激酶催化下，将磷酸根转移给ADP而生成ATP与GDP；需要Mg2+参与。反应6：琥珀酸脱氢生成延胡索酸

由琥珀酸dHE催化琥珀酸生成延胡索酸，H受体是FAD。琥珀酸dHE是TCA中唯一一个掺入线粒体内膜的酶（真核生物）（原核生物参入质膜），直接与呼吸链相连。丙二酸（malonate）是酶的竞争性抑制剂。反应7：延胡索酸加水生成苹果酸COO-CHHCCOO-H2O延胡索酸酶COO-HOCHCH2COO-延胡索酸苹果酸反应8：苹果酸氧化生成草酰乙酸乙酰-CoA柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸草酰琥珀酸α-酮戊二酸琥珀酰-CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸柠檬酸合成酶（缩合）异柠檬酸脱氢酶（氧化脱羧）顺乌头酸酶（脱水）顺乌头酸酶（水化）α-酮戊二酸脱氢酶系（氧化脱羧）琥珀酰-CoA合成酶（底物水平磷酸化）琥珀酸脱氢酶（氧化）延胡索酸酶（加水）苹果酸脱氢酶（氧化）NADHCO2NADHCO2GTPFADH2NADHH2OH2OH2OH2OTAC循环总图TAC小结

1)循环从C4物与乙酰CoA缩合生成C6物开始

2)每一次循环经历两次脱羧，放出2CO2 3)每一循环经历四次脱氢，其中3次以NAD+为氢受体，1次以FAD为氢受体；

4)每循环一次，底物水平磷酸化一次生成1GTP(ATP)；

5)循环一次结束以C4物（草酰乙酸）重新生成为标志；

6)总反应： CH3COSCoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+CoASH+3NADH+3H++FADH2+GTP7)三羧酸循环是不可逆的8)三羧酸循环本身不会改变其中间产物的总量,但其它代谢会消耗其中间产物,需要及时补充（2）三羧酸循环的生理意义三羧酸循环是三大营养素的最终代谢通路。糖、脂肪、氨基酸在体内进行生物氧化都将产生乙酰CoA，然后进入三羧酸循环进行降解三羧酸循环又是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽。糖可以转变为脂肪；氨基酸的碳架可以通过草酰乙酸等可转变为葡萄糖；由葡萄糖提供的丙酮酸等可以用于合成某些非必需氨基酸。提供生物合成的前体（二）糖有氧氧化的生理意义三羧酸循环一次生成生成12个ATP。1mol的葡萄糖彻底氧化生成和CO2和H2O，可净生成36或38molATP。胞质内的NADH不能透过线粒体膜，需要经过α-磷酸甘油穿梭和苹果酸-天冬氨酸穿梭作用进入线粒体。38or36-1-16or42×12×12×32×32×32×12×22×3NAD+NAD+NAD+NAD+FADNAD+Glu→6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖→1，6-磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛→2×1，3-磷酸甘油酸2×1，3-磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸2×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2×丙酮酸→2×乙酰CoA2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×琥珀酸→2×延胡索酸2×苹果酸→2×草酰乙酸第一阶段第二阶