【文章內(nèi)容簡介】 脫氫酶 E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶 E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶 HSCoA NAD+ 輔 酶 TPP 硫辛酸（ ) HSCoA FAD, NAD+ S S L /230。ldihaid/乙醛 /haidr?ksi`e?il/ /`?ai?mi:n/ /pai?r?u`f?sfeit/ C H2CH2C HSS( C H2)4H O O C－ 2H＋ 2HC H2CH2C HS HS H( C H2)4H O O C(yellow) (colorless) N+OCH2O POO HPOOO HOO HOOPOH O HNNNNN H2OC H2OO HC O N H2RNAD+： R為 H P OO HO HNADP+： R為 尼克酰胺 CO2 CoASH NAD+ NADH+H+ 5. NADH+H+的生成 1. ?羥乙基 TPP的生成 胺的生成 CoA的生成 4. 硫辛酰胺的生成 目 錄 丙酮酸 + CoASH+ NAD+ 乙酰 CoA + CO2 + NADH+H+ FAD FADH2 OCH3CCOOHH O H C H 3 C TPP TPP CO2 LSCO CH 3SHS S L LSHSHHSCoA CH3CO～ SCoA NAD+ NADH+H+ 硫辛酸乙酰 轉(zhuǎn)移酶 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過程 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的反應(yīng)過程 1. 丙酮酸脫羧形成羥乙基 TPP。 2. 由二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶 (E2)催化形成乙酰硫辛酰胺 E2。 3. 二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶 (E2)催化生成乙酰 CoA, 同時使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為 2個巰基 。 4. 二氫硫辛酰胺脫氫酶 (E3)使還原的二氫硫辛酰胺脫氫 ， 同時將氫傳遞給 FAD。 5. 在二氫硫辛酰胺脫氫酶 (E3)催化下 ， 將 FADH2上的 H轉(zhuǎn)移給 NAD+， 形成 NADH+H+。 三羧酸循環(huán) (Tricarboxylic acid Cycle, TAC)也稱為 檸檬酸循環(huán) ， 這是因?yàn)檠h(huán)反應(yīng)中的第一個中間產(chǎn)物是一個含三個羧基的檸檬酸 。 由于 Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說 ， 故此循環(huán)又稱為 Krebs循環(huán) ，它由一連串反應(yīng)組成 。 所有的反應(yīng)均在 線粒體 中進(jìn)行。 （二）三羧酸循環(huán) * 概述 * 反應(yīng)部位 1937年 Crebs提出。又稱 檸檬酸循環(huán) 或 Crebs循環(huán)。 三羧酸循環(huán)： 以乙酰 CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸（含 3個羧基）的反應(yīng)為起始，對乙酰基團(tuán)進(jìn)行氧化脫羧再生成草酰乙酸的單向循環(huán)反應(yīng)。 CoASH CO2 CO2 GTP ⑧ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ② ① 檸檬酸合酶 ② 順烏頭酸梅 ③ 異檸檬酸脫氫酶 ④ α酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 ⑤ 琥珀酰 CoA合成酶 ⑥ 琥珀酸脫氫酶 ⑦ 延胡索酸酶 ⑧ 蘋果酸脫氫酶 目 錄 C6 C6 C6 C5 C4 C4 C4 C4 C4 （ 1）檸檬酸生成： 檸檬酸合成酶 活性很低，只能催化單向反應(yīng)，故反應(yīng)不可逆，檸檬酸合成酶屬于 TAC的限速酶。 8步代謝反應(yīng)組成 （ 2）檸檬酸轉(zhuǎn)變成異檸檬酸 （ 3）異檸檬酸脫氫脫羧生成 ?酮戊二酸 異檸檬酸脫氫酶 異檸檬酸脫氫 酶屬于 TAC的限速酶。 （ 4） ?酮戊二酸脫羧生成 琥珀酰 CoA ?酮戊二酸脫氫酶系 ?酮戊二酸 脫氫酶復(fù)合體 ?酮戊二酸脫氫酶 （ TPP） 琥珀?；D(zhuǎn)移酶 （ 硫辛酸、輔酶 A） 二氫硫辛酰胺脫氫酶 （ FAD、 NAD+） （ 5）琥珀酰 CoA轉(zhuǎn)變成琥珀酸 此反應(yīng)中生成了一分子的高能化合物 GTP，這種生成方式屬于底物水平磷酸化。這也是 TAC中唯一進(jìn)行 底物水平磷酸化 的反應(yīng)。 ADP ATP GDP （ 6）琥珀酸脫氫生成延胡索酸 琥珀酸脫氫酶 （ 7）延胡索酸水化生成蘋果酸 延胡索酸酶 （ 8）蘋果酸脫氫生成草酰乙酸 蘋果酸脫氫酶 CoASH NADH+H+ NAD+ CO2 NAD+ NADH+H+ CO2 GTP GDP+Pi FAD FADH2 NADH+H+ NAD+ H2O H2O H2O CoASH CoASH ⑧ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ② H2O ① 檸檬酸合酶 ② 順烏頭酸梅 ③ 異檸檬酸脫氫酶 ④ α酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 ⑤ 琥珀酰 CoA合成酶 ⑥ 琥珀酸脫氫酶 ⑦ 延胡索酸酶 ⑧ 蘋果酸脫氫酶 GTP GDP ATP ADP 核苷二磷酸激酶 目 錄 小 結(jié) ① 三羧酸循環(huán)的概念： 指乙酰 CoA和 草酰乙酸 縮合生成 含三個羧基的檸檬酸 ， 反復(fù)的進(jìn)行脫氫脫羧 ， 又生成 草酰乙酸 ， 再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過程 。 ② TCA過程的反應(yīng)部位是 線粒體 。 ③ 三羧酸循環(huán)的要點(diǎn) 經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)， ? 消耗一分子乙酰 CoA， ? 四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。 ? 生成 1分子 FADH2， 3分子 NADH+H+， 2分子CO2， 1分子 GTP。 ? 關(guān)鍵酶有： 檸檬酸合酶 α酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 異檸檬酸脫氫酶 ④ 整個循環(huán)反應(yīng)為 不可逆反應(yīng) ⑤ 三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物 三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物起催化劑的作用，本身無量的變化。 不可能通過三羧酸循環(huán)直接從乙酰 CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他產(chǎn)物，同樣中間產(chǎn)物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為 CO2及H2O。 表面上看來，三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的草酰乙酸在三羧酸循環(huán)中是不會消耗的，它可被反復(fù)利用。但是， 例如： 草酰乙酸 天冬氨酸 α酮戊二酸 谷氨酸 檸檬酸 脂肪酸 琥珀酰 CoA 卟啉 Ⅰ 機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)代謝之間是彼此聯(lián)系 、 相互配合的 ， TCA中的某些中間代謝物能夠轉(zhuǎn)變合成其他物質(zhì) ， 借以溝通糖和其他物質(zhì)代謝之間的聯(lián)系 。 Ⅱ 機(jī)體糖供不足時 ， 可能引起 TCA循環(huán) 運(yùn)轉(zhuǎn) 障礙 ， 這時蘋果酸 、 草酰乙酸可脫羧生成 丙酮酸 ， 再進(jìn)一步生成乙酰 CoA進(jìn)入 TCA 循環(huán) 氧化分解 。 草酰乙酸 草酰乙酸脫羧酶 丙酮酸 CO2 蘋果酸 蘋果酸酶 丙酮酸 CO2 NAD+ NADH + H+ * 所以，草酰乙酸必須不斷被更新補(bǔ)充。 草酰乙酸 檸檬酸 檸檬酸裂解酶 乙酰 CoA 丙酮酸 丙酮酸羧化酶 CO2 蘋果酸 蘋果酸脫氫酶 NADH+H+ NAD+ 天冬氨酸 谷草轉(zhuǎn)氨酶 α酮戊二酸 谷氨酸 其來源如下： 、產(chǎn)物和關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié) ? TCA循環(huán)的速率和流量主要受 3種因素調(diào)控： 底物的供應(yīng)量 關(guān)鍵酶的反饋別構(gòu)抑制 產(chǎn)物堆積 乙酰 CoA 檸檬酸 草酰乙酸 琥珀酰 CoA α 酮戊二酸 異檸檬酸 蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬酸 脫氫酶 檸檬酸合酶 α 酮戊二酸 脫氫酶復(fù)合體 – ATP + ADP ADP + ATP – 檸檬酸 琥珀酰 CoA NADH – 琥珀酰 CoA NADH + Ca2+ Ca2+ ① ATP、 ADP的影響 ② 產(chǎn)物堆積引起抑制 ③ 循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應(yīng)中的酶 ④ 其他，如 Ca2+可激活許多酶 關(guān)鍵酶 的調(diào)節(jié) TCA循環(huán)與上游和下游反應(yīng)相協(xié)調(diào) 上游反應(yīng)：糖酵解途徑 下游反應(yīng)：氧化磷酸化 糖酵解途徑產(chǎn)生的丙酮酸與 TCA利用的多少相協(xié)調(diào)； TCA產(chǎn)生的還原性氫與氧化磷酸化利用的多少相協(xié)調(diào) 3. 三羧酸循環(huán)的生理意義 ? 是三大營養(yǎng)物質(zhì)的 最終代謝通路 ； ? 是三大營養(yǎng)物質(zhì) 代謝聯(lián)系的樞紐 ； ? 為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體； ? 為呼吸鏈提供 H+ + e。 琥珀酰 CoA 延胡索酸 草酰乙酸 α酮戊二酸 檸檬酸 乙酰 CoA 丙酮酸 PEP 磷酸丙糖 葡萄糖或糖原 糖 α磷酸甘油 脂肪酸 脂肪 甘油三酯 乙酰乙酰 CoA 丙氨酸 半胱氨酸 絲氨酸 蘇氨酸 色氨酸 異亮氨酸 亮氨酸 色氨酸 天冬氨酸 天冬酰胺 苯丙氨酸 酪氨酸 異亮氨酸 蛋氨酸 絲氨酸 蘇氨酸 纈氨酸 酮體 亮氨酸 賴氨酸 酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸 精氨酸 谷氨酰胺 組氨酸 纈氨酸 CO2 CO2 氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系 T C A H+ + e 進(jìn)入 呼吸鏈 徹底氧化生成 H2O 的同時 ADP偶聯(lián)磷酸化生成 ATP。 NADH+H+ H2O、 [O] H2O、 FADH2 [O] 二、糖有氧氧化是機(jī)體獲得 ATP的主要方式 葡萄糖有氧氧化生成的 ATP 反 應(yīng) 輔 酶 最終獲得 ATP 第一階段（胞漿） 葡糖糖 → 6磷酸葡糖糖 1 6磷酸果糖 → 1,6二磷酸果糖 1 2 3磷酸甘油醛 → 2 1,3二磷酸甘油酸 2NADH 3或 5* 2 1,3二磷酸甘油酸 → 2 3磷酸甘油酸 2 2 磷酸烯醇式丙酮酸 → 2 丙酮酸 2 第二階段（線粒體基質(zhì)） 2 丙酮酸 → 2 乙酰 CoA 2NADH 5 第三階段（線粒體基質(zhì)） 2 異檸檬酸 → 2 α酮戊二酸 2 α酮戊二酸 → 2 琥珀酰 CoA 2 琥珀酰 CoA→2 琥珀酸 2 琥珀酸 → 2 延胡索酸 2 蘋果酸 → 2 草酰乙酸 2NADH 2NADH 2FADH2 2NADH 5 5 2 3 5 由一個葡糖糖總共獲得 30或 32 三羧酸 循環(huán)一次 共生成 10ATP 丙酮酸 開始共生成 葡萄糖 分解后共生成 30或 32ATP 有氧氧化的生理意義 ? 糖的有氧氧化是機(jī)體 產(chǎn)能最主要的途徑 。它不僅 產(chǎn)能效率高 ，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，相當(dāng)一部分形成 ATP，所以 能量的利用率也高 。 簡言之，即“供能” 三、糖有氧氧化的調(diào)節(jié)是基于能量的需求 關(guān)鍵酶 ① 酵解途徑： 己糖激酶 ② 丙酮酸的氧化脫羧： 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 ③ 三羧酸循環(huán)： 檸檬酸合酶 丙酮酸激酶 6磷酸果糖激酶 1 α酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 異檸檬酸脫氫酶 1. 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 ⑴ 別構(gòu)調(diào)節(jié) 別構(gòu)抑制劑：乙酰 CoA。 NADH。 ATP 別構(gòu)激活劑： AMP。 ADP。 NAD+ * 乙酰 CoA/HSCoA?或 NADH/NAD+?時，其活性也受到抑制。 ⑵ 共價修飾調(diào)節(jié) 乙酰 CoA 檸檬酸 草酰乙酸 琥珀酰 CoA α 酮戊二酸 異檸檬酸 蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬酸 脫氫酶 檸檬酸合酶 α 酮戊二酸 脫氫酶復(fù)合體 – ATP + ADP ADP + ATP – 檸檬酸 琥珀酰 CoA NADH – 琥珀酰 CoA NADH + Ca