§发生在有氧真核生物体内线粒体基质。§是糖类,氨基酸和脂肪酸最后共同的代谢途径。§糖酵解产生的丙酮酸被降解成二氧化碳。 §产生一些ATP §产生更多的 §NADH进入呼吸链,通过氧化磷酸化产生更多的ATP。
三羧酸循环的原料——乙酰辅酶A的形成
脂肪酸的B氧化 氨基酸的氧化分解 丙酮酸的氧化脱羧——由丙酮酸脱氢酶系催哈
丙酮酸的氧化脱羧
由丙酮酸脱氢酶系(PDH)催化:丙酮酸脱氢酶,丙酮酸氧化脱羧成乙酰辅酶A。
反应1:柠檬酸的合成 ª这是一步不可逆反应。 ª由柠檬酸核酶催化。ª柠檬酸合酶由两个相同的亚基组成,它被视为酶(诱导契合)学说又一代表性的例子。ª在无底物结合时,酶两个亚基的构象呈开放型,当结合底物以后,则被诱导为紧密型。ª在反应中,草酰乙酸首先与酶活性中心结合,这种结合迅速诱导活性中心的构象发生变化,从而创造出乙酰辅酶A的结合位点。随后,乙酰辅酶A结合到酶活性中心,并与OAA形成柠檬烯辅酶A。ª柠檬酸酶在催化过程中先后发生的两次构象变化防止了乙酰辅酶A提前释放。
反应2:柠檬酸的异构化 柠檬酸异构化成异柠檬酸 ª由顺头酸酶催化 ª柠檬酸不是氧化的好底物,但异柠檬酸却不一样,经过异构化,三级羟基变成了异氧化的二级羟基。ª在形成的异柠檬酸分子中,羟基只会与来源于草酰乙酸的碳原子而绝对不会与来源于乙酰辅酶A。这可以通过(三点附着)模型来解释。ª顺乌头酸酶使用铁硫蛋白为辅助因子。
反应三:异柠檬酸的脱氢 异柠檬酸氧化脱羧产生a-酮戊二酸 ¨由异柠檬酸 脱氢酶催化。¨先是脱氢然后是B脱羧。¨有两种形式的异柠檬酸脱氢酶,分别使用辅酶1和辅酶2作为氢的受体。 ¨不可逆反应
反应四:a-酮戊二酸的氧化脱羧 第二次氧化脱羧反应。 ¨由a-酮戊二酸的脱氢酶系催化 ¨在结构式上或者机制上,酶几乎等同于丙酮酸脱氢酶系。 ª5种辅酶-TPP,COASH,硫辛酸,NAD+,FAD ª亚砷酸,砒霜的作用对象。ª不可逆反应
反应五:底物水平的磷酸化 TCA循环唯一的一步底物水平磷酸化反应 ©由琥珀酸合成酶催化,也称为琥珀酸硫激酶。§ATP或GTP被合成 §催化过程牵涉到一系列高能分子的形成,因此能量的损失微乎其微。©反应机制涉及一个组氨酸残基的磷酸化
反应六:琥珀酸的脱氢 产生FADH2 §由琥珀酸脱氢酶催化 §此酶实际上·是呼吸链复合体的主要成分 §琥珀酸的类似物丙二酸的是该酶的竞争性抑制剂。
反应七:L-苹果酸的形成 双键的水合 §由福马酶催化 §水分子加成反式的双键
反应八:草酰乙酸的再生 依赖于NAD+-的氧化还原反应 §这是三羧酸循环的最后一步反应,也是三羧酸循环中的第四次氧化还原反应 §由苹果酸脱氢酶催化 §羟基被氧化成羧基。
TCA循环总结:1个乙酰-COA通过三羧酸循环产生:2CO2 1ATP 3NADH 1FADH2
1.有一步底物水平磷酸化反应 2.有两步氧化脱羧反应 3.有三步不可逆反应 4.有四步氧化还原反应 5.有2个水分子被消耗 6.氧气并不直接参与循环,但它的存在是TCA循环正常进行所必须的。
三羧酸循环的功能 §产生更多的ATP §提供生物合成的原料 是糖,氨基酸和脂肪酸最后的共同分解途径 §某些代谢中间物作为其他代谢途径的别构效应物 §产生CO2
柠檬酸进入细胞质基行驶四项功能 1.作为糖酵解最重要的限速酶,PFK-1的别构抑制剂。 2.激活糖异生最重要的限速酶-1,6-二磷酸果糖磷酸酶。 3.激活脂肪酸生物合成的限速酶-乙酰辅酶A羧化酶。4.在细胞质内一个裂合酶的催化下一分为二,为细胞质基质产生乙酰辅酶A。
三羧酸循环的调控 ©对TCA循环本身的调集中在柠檬酸合酶,异柠檬酸脱氢酶和a-酮戊脱氢酶,其中最重要的调控位点是异柠檬酸脱氢酶,其次是a-酮戊二酸脱氢酶,至于柠檬酸合酶,对它的调控多见于原核生物。
乙酰辅酶A是TCA循环第一步,因此,机体还可以通过控制它的形成来控制TCA循环,而这必然牵涉到细胞内参与乙酰辅酶A合成的酶,例如,丙酮酸脱氢酶系和参与脂肪酸B-氧化的酶。
柠檬酸合酶的调控 1.受NADH,琥珀酸辅酶A,柠檬酸和ATP的抑制。
异柠檬酸脱氢酶的调控 1.受ATP的抑制 2.受ADP和钙离子的激活
a-酮戊二酸脱氢酶系的调控 1.受琥珀珗辅酶A和NADH的抑制。 2.受钙离子的激活
丙酮酸脱氢酶系的调节 1.受乙酰辅酶A,NADH,ATP和磷酸化修饰的抑制 2.受NAD+,COA,AMP,钙离子的激活
糖酵解为什么有氧无氧都能进行?原因1.糖酵解里面1有一步唯一的氧化还原反应产生的NADH在有氧的情况下,它可以把电子传递交给呼吸链,然后重新形成NAD+。 2.在无氧的情况下,大家都知道可以通过两种不同的发酵,乙醇发酵或者乳酸发酵,同样可以让它重新被氧化成NAD+
还原性的辅酶怎样在生物体内被氧化?主要是通过呼吸链,呼吸链末端的电子受体是氧气,这些还原性辅酶最后都会把电子交给氧气,重新被氧化成NAD+或者FAD。
三羧酸循环为什么对有氧生物非常重要?原因:是糖类,脂肪酸,氨基酸最后共同氧化的途径。