【正文】 ic Acid Cycle）。 1. 丙酮酸氧化脫羧 丙酮酸脫氫酶 CH3CCOOH + HSCA + NAD+ ——————— 復合體 Mg2+ CH3COSCoA + NADH + H+ +CO2 （乙酰輔酶 A） 這一步反應(yīng)是連接糖酵解與 TCA 的中心，催化的酶復合體包括： 丙酮酸脫氫酶，硫辛酸轉(zhuǎn)乙?；?，二氫硫辛酸脫氫酶， CoASH， FAD， NAD+，硫辛酸， Mg2+ , 硫胺素焦磷酸（ TPP+） 2. 進入 TCA： 檸檬酸合成酶 （ 1） CH3COSCoA + 草酰乙酸 + H2O——————— 檸檬酸 + CoASH 順烏頭酸酶 順烏頭酸酶 （ 2）檸檬酸 —————— 順烏頭酸 —————— 異檸檬酸 H2O +H2O 異檸檬酸脫氫酶 （ 3）異檸檬酸 + NAD+ ———————— 草酰琥珀酸 + NADH +H+ 異檸檬酸脫氫酶 （ 4）草酰琥珀酸 ————————— ?酮戍二酸 + CO2 ?酮戊二酸脫氫酶 （ 5） ?酮戊二酸 +NAD++CoASH— ————— — — 琥珀酰 COA+CO2+NADH+H+ 酶系的輔助因子有： TPP+，硫辛酸， HSCoA ， FAD， NAD+ 琥珀酸合成酶 （ 6）琥珀酰 CoA+GDP+H3PO4———————— 琥珀酸 +GTP+CoASH H2O Mg++ 琥珀酸脫氫酶 （ 7）琥珀酸 +FAD——————— 延胡索酸 +FADH2 延胡索酸酶 （ 8）延胡索酸 +H2O—————— 蘋果酸 蘋果酸脫氫酶 （ 9）蘋果酸 + NAD+ ———————— 草酰乙酸 +NADH+H+ 小結(jié) TCA Cycle： （ 1）總方程式 CH3COCOOH + 4NAD+ + FAD+ + GDP + Pi + 3H2O ?3CO2 + 4NADH2 + FADH2 + GTP （ 2）進行部位，在線粒體基質(zhì)中進行。 （ 3）在 TCA中，一分子丙酮酸產(chǎn)生三個分子 CO2，這中間的一系列脫羧反應(yīng)是呼 吸作用釋放 CO2來源，糖酵解中是不產(chǎn)生 CO2的，只有 TCA 中才產(chǎn)生 CO2。 （ 4）在 TCA中，有五次脫氫過程，產(chǎn)生 4 分子 NADH2，分子 FADH2，進入呼吸鏈，么放出能量， H與氧結(jié)合，生成 H2O （ 5）糖，脂肪，蛋白質(zhì)，核酸可以通過 TCA 發(fā)生代謝上的聯(lián)系，成為植物體內(nèi)各種物質(zhì)相互轉(zhuǎn)變的樞扭 （ 6）能量 的產(chǎn)生 一分子丙酮酸在 TCA 中產(chǎn)生 4分子 NADH2?12個 ATP。 一分子 FADH2?2個 ATP+GTP，共 15個 ATP 一分子葡萄糖產(chǎn)生的 ATP 15?2+8=38 個 ATP。但實際只有 36 個 ATP，因為糖酵解產(chǎn)生的 NADH 進入線粒體消耗 2 個 ATP。 TCA 的生理意義： 提供了大量的能量（物質(zhì)），供植物生命活動需要，是三大代謝的中心樞，成為一個代謝磨，可以說是所有物質(zhì)的主要氧化途徑。產(chǎn)生的 CO2，一部分供有機體生物合成，一部分排出體外。 提供有機物合成的碳骨架。 TCA 的調(diào)控： 檸檬酸 合成酶 乙酰 COA———————— 檸檬酸 草酰乙酸 ? ATP 是變構(gòu)抑制劑 異檸檬酸脫氫酶 異檸檬酸 ———————— ?酮戍二酸 ? ADP 促進酶與底物親和力 ?酮戊二酸脫 H酶復合體 ?酮戍二酸 — — — — — — — — — 琥珀酰 COA 琥珀酰 CoA、 NADH 抑制 丙酮酸脫氫酶（ pyruvic acid dehydrogenase） 是一多酶復合體，呈 圓球形，三種酶的多個亞單位 組成，還有六種輔助因子，在完成丙酮酸氧化脫羧的約五步反應(yīng)中，還有二種酶起調(diào)節(jié)作用。 Model of the PDHC from E. coli(4600KD)60 個多肽鏈， D=300A E1： 丙酮酸脫氫酶， 24 條，輔基 TPP 、 Mg2+ 單體 96KD。氧化脫羧。 E2：雙氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰酶， 24條，單體 70KD 輔基硫辛酸 COA Mg2+ 轉(zhuǎn)移乙?；?COA E3：雙氫硫辛酸脫氫酶單體 56KD 輔基 NAD、 FAD、 Mg2+ 氧化型硫辛酰胺再生 。 兩種調(diào)節(jié)酶： Kinase 激酶， Phosphatase 磷酸酯酶。 存在可逆的磷酸化和去磷酸化的調(diào)節(jié)。在線粒體高 ATP/ADP，高乙酰 CoA/CoA，高 NADH/NAD 情況下， Kinase 利用 ATP 使酶復合體上蘇氨酸殘基磷酸化，而使復合體鈍化，丙酮酸氧化速度減慢， TCA Cycle 運轉(zhuǎn)也慢。 相反 CoA， NAD+， AMP 使磷酸酯酶活化，從蘇 aa 殘基上水解磷酸，另外高 Ca2+，胰島素也促進去磷酸化，使酶復合體活化， TCA Cycle 加速運轉(zhuǎn)。 同時，脫氫酶復合體磷酸化與否的一個重要因子是線粒體中 Pyr 濃度 ，當 Pyr濃度高時，可以部分克服由 ATP 高引起的抑制，使線粒呼吸繼續(xù)正常進行。 三、磷酸戊糖途徑（ Pentose Phosphate Pathway, PPP）（ HMP） 在高等植物中，還有可以不經(jīng)過糖酵解而進行有氧呼吸途徑，即葡萄糖可以直接氧化脫氫，成為 6磷酸葡萄糖酸，在脫羧酶的作用下，在 NADP+ 的參與下，6磷酸葡萄糖酸氧化為 5P－核酮糖，放出 CO2，所以叫磷酸戊糖途徑。 產(chǎn)生的五碳糖經(jīng)一系列轉(zhuǎn)酮轉(zhuǎn)醛作用，分子內(nèi)部基團交換，重新排組生成三、四、五、六、七碳糖。 總方程式是： C6H12O6+12NADP+?6CO2+12NADPH2（循環(huán)六次） 6 G6P + 12NADP+ + 7H2O? 6CO2 + 12 NADPH2 + 5 G6P + Pi 特點： （ 1）不經(jīng)糖酵解，葡萄糖直接脫羧，脫氫。 （ 2）（是非氧化的）分子間基因轉(zhuǎn)移，重排 （ 3）所有的酶都在細胞漿中，所以 PPP 在細胞漿中進行 （ 4）葡萄糖循環(huán)一次放出一分子 CO2，產(chǎn)生 2 分子 NADPH2，所以一個葡萄糖分子徹底氧化經(jīng) 6 次循環(huán)產(chǎn)生 6 分子 CO2， 12 分子 NADPH2。 磷酸戊糖途徑的生理意義 （ 1）這個途 徑產(chǎn)生的中間產(chǎn)物在生理活動中十分活躍，溝通各個代謝反應(yīng)，與光合、呼吸連系。 如 5P核酮糖和 5P核糖是核酸的原料， 3P甘油醛與糖酵介相溝通。磷酸果糖， 7P景天庚酮糖使呼吸與光合作用連系。 （ 2）給合成反應(yīng)提供 NADPH2，特別是脂肪合成需要 NADPH2 供給， NADPH能被植物線粒體氧化形成 ATP。 （ 3）與抗病有關(guān)： 4P赤蘚糖和 3磷酸甘油醛可以合成莽草酸，它是多種具抗病作用和異株先生作用的多酚物質(zhì)的前體。如木質(zhì)素，花菁苷等。 各組織中 EMP 與 PPP 途徑各占比例不同，用標記實驗中的 C6/C1 來衡量。 C6 標記 C6G 釋放的 14CO2 —— = ———————————— （ PPP 中的 CO2來自 C1） C1 標記 C1G 釋放的 14CO2 多數(shù)組織的比值在 之間，但如胡蘿卜只有 ，玉米根尖則為 。 調(diào)控因素： （ 1）酶濃度及活性， G6P 脫氫酶活性高，則 PPP 增加。 （ 2）細胞內(nèi) NAD/NADP 比值， NADP 多則 PPP 高，但在多數(shù)高等植物體內(nèi)，EMP 是占優(yōu)勢的。不同植物 C6/C1比不同，呼吸途徑有差別，不同器官不同，根的比值比葉大，即根中 EMPTCA 占比重大些。 同一器官越近頂端 C6/C1比大。隨年令增長 C6/ C1比變小， PPP 漸增加。 四、呼吸鏈的電子傳遞及氧化磷酸化作用 （ The ElectronTransport System and oxidation Phosphorylation） 1. 生物氧化（ Biological Oxidation） 普通的純化學反應(yīng)中的氧化常常是在高溫、高壓或強酸、強堿的環(huán)境下完成的，并且驟然放出大量的能量，而生物氧化則不同： 首先，生物氧化是（ 1）在活細胞內(nèi)，正常體溫 和有水的環(huán)境下進行的；（ 2）反應(yīng)逐步完成，逐步釋放能量；（ 3）需要耗 O2，放出 CO2和 H2O，在氧化一還原酶類的催化下進行。 所以把在生物體內(nèi)，有機物質(zhì)逐步氧化、釋放能量的過程叫生物氧化，也叫細胞呼吸或細胞氧化。 生物氧化方式： （ 1） 加氧： （ 2）脫氫 （ 2） 脫電子 步驟：底物氧化脫氫； H＋ 與電子經(jīng)呼吸鏈傳遞；分子氧與傳遞的 H 結(jié)合形成 H2O。 2．電子傳遞鏈（ The Electron Transport Chain） 呼吸代謝的中間產(chǎn)物氧化脫氫，電子和質(zhì)子沿著 在線粒體膜上按一定順序排列的一組電子傳遞體 傳遞到分子氧，這個軌道稱呼吸鏈。這些 H 和電子傳遞體包括： 氫傳遞體：主要是 NAD， FAD。作為脫氫酶的輔酶或輔基。 2H ＝＝＝ 2H＋ ＋ 2