柠檬酸循环精品课件

1、柠檬酸循环第1页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四胞液线粒体GG-6-PPAPA乙酰CoAO2O2O2H+eO2H2OCO2一、糖的有氧氧化（aerobic oxidation）1、反应过程：H+H+第2页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四一、糖的有氧氧化（aerobic oxidation） 1、糖有氧氧化的反应过程： 分三个阶段： 糖酵解途径：葡萄糖 丙酮酸 丙酮酸 乙酰-CoA 三羧酸循环和氧化磷酸化第3页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四 在好氧真核生物线粒体基质或好氧原核生物细胞 质中，葡萄糖酵解产物丙酮酸脱羧、脱氢，彻底

2、氧化为CO2、H2O并产生ATP的过程.2、柠檬酸循环（Citric Acid Cycle)或 三羧酸循环（Tricarboxylic Acid Cycle ）或 Krebs循环的概念：第4页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四二、丙酮酸氧化脱羧形成乙酰-CoA： Pyruvate Is Oxidized to Acetyl-CoA and CO2丙酮酸脱氢酶系丙酮酸COA-SH NAD+ 乙酰-CoA CO2 ANDH乙酰-CoA丙酮酸第5页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四丙酮酸脱氢酶系八聚体第6页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四

3、 多酶复合体位于线粒体内；原核细胞在胞液中.三种酶六种辅助因子E1-丙酮酸脱氢酶（组分）E2-二氢硫辛酰转乙酰基酶E3-二氢硫辛酸脱氢酶TPP、硫辛酸、CoA-SH、FAD、NAD+、Mg2+丙酮酸脱氢酶系第7页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四 丙酮酸脱氢酶复合体：E2E3E1 三种酶 60条肽链形成的复 合体第8页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四第9页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四CH3CCOOHO+TPPE1 乙酰COA生成的分步反应: 5步反应羟乙基TPPE1：丙酮酸脱氢酶丙酮酸第10页，共46页，2022年，5月20日

4、，4点59分，星期四+SLSCH3CTPPOHHE2硫辛酸乙酰硫辛酸E2-二氢硫辛酰转乙酰基酶羟乙基TPP第11页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四E2E3E3E3：二氢硫辛酸脱氢酶乙酰辅酶A 乙酰硫辛酸辅酶A 第12页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四砷化物对硫辛酸的毒害作用： 与E2的硫辛酸上的-SH结合.第13页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四硫辛酰胺辅基硫辛酰赖氨酰臂砷化物共价结合-毒害作用第14页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四 丙酮酸脱氢酶复合体的调控：A、产物控制：NADH 、乙酰-CoA.B、丙

5、酮酸脱氢酶组分的磷酸化（失活）和去磷酸化（激活）. 由E2上的激酶和磷酸酶起作用.第15页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四ATPAMP NADHNAD+ 乙酰CoA/CoA(能荷比)(一) 乙酰CoA、NADH、ATP、PDH激酶.() AMP、PDH磷酸酶、Ca2+ 、胰岛素.第16页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四三、柠檬酸循环概貌(Citric Acid Cycle)第17页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四TCA概貌第18页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四TCA概貌第19页，共46页，2022年，5月

6、20日，4点59分，星期四四、柠檬酸循环历程1、草酰乙酸与乙酰CoA缩合成柠檬酸.柠檬酸合酶柠檬酸草酰乙酸乙酰CoA 柠檬酸合酶是柠檬酸循环中的限速酶.第20页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四柠檬酸合酶是变构酶: 变构抑制剂：ATP、NADH、琥珀酰CoA、酯酰CoA. AMP可解除抑制.第21页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四FH2C氟乙酰辅酶A : 可以作为底物，形成氟柠檬酸，不能继续进行下 面的反应，称致死性合成.第22页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四CH3CO 丙酮酰-CoA：竞争性抑制剂.H3C乙酰辅酶A第23页，共

7、46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四2、经顺乌头酸生成异柠檬酸 Formation o f Isocitrate via cis-Aconitate 乌头酸酶柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸第24页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四3、异柠檬酸氧化生成酮戊二酸 Oxidation of Isocitrate to -Ketoglutarate and CO2氧化脱羧G0= -20.9 kJ/mol异柠檬酸脱氢酶NAD为辅酶，需Mg2+ Mn2+ （线粒体）NADP为辅酶（线粒体、胞质）异柠檬酸酮戊二酸异柠檬酸脱氢酶第25页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，

8、星期四4、酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰-CoA Oxidation of -Ketoglutarate to Succinyl-CoA酮戊二酸脱氢酶复合体G0 = -33.5 kJ/mol高能硫酯键酮戊二酸琥珀酰-CoA第26页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四5、 琥珀酰-CoA转化为琥珀酸 Conversion of Succinyl-CoA to Succinate 琥珀酰-CoA合成酶（琥珀酰硫激酶）哺乳动物GTP/ATP植物、微生物ATP（唯一）直接产生高能磷酸键反应.琥珀酰-CoA琥珀酰第27页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四GTP参与蛋白质

9、合成.G蛋白活化（信号传导）.GTP+ADP GDP+ATP 核苷二磷酸激酶第28页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四6、琥珀酸脱氢形成延胡酸 Oxidation of Succinate to Fumarate 琥珀酸延胡羧酸琥珀酸脱氢酶第29页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四 琥珀酸脱氢酶位于线粒体内膜， 具有立体专一性.马来酸 马来酸琥珀酸L-苹果酸D-苹果酸第30页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四7、 延胡索酸水合生成 L-苹果酸 Hydration of Fumarate to Produce Malate L-苹果酸延

10、胡羧酸延胡羧酸酶第31页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四 8、 L-苹果酸脱氢 草酰乙酸 Oxidation of Malate to Oxaloacetate 该反应被草酰乙酸与乙酰CoA缩合（高度放能）反应所推动L-苹果酸草酰乙酸苹果酸脱氢酶第32页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四第33页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四总反应式：四、柠檬酸循环的化学计量第34页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四四、柠檬酸循环的化学计量：反应步骤ATP2 丙酮酸2 乙酰-CoA2 NADH52 异柠檬酸2-酮戊二酸2 NA

11、DH52-酮戊二酸2 琥珀酰-CoA2 NADH52 琥珀酰-CoA2琥珀酸2 A/GTP22 琥珀酸2 延胡素酸2 FADH232 苹果酸2 草酰乙酸2 NADH5Total25 ATP第35页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四 糖酵解+三羧酸循环的效率：糖酵解：1G 2ATP+2NADH+2H+2丙酮酸 7ATP三羧酸循环 ： 2丙酮酸 25ATP 合计： 32ATP储能效率= 32 7.3686= 34.05 % 其余能量以热量形式散失、维持体温.第36页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四 注意： CO2来自草酰乙酸而不是乙酰CoA. 但净结果是氧

12、化了1分子乙酰CoA.第37页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四五、柠檬酸循环的调控速率受细胞能量状态、生物合成需求调节.第38页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四 柠檬酸循环过程中的限速酶1. 柠檬酸合酶： 变构抑制剂：ATP、NADH、琥珀酰CoA AMP可解除抑制.第39页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四2. 异柠檬酸脱氢酶: 变构抑制剂：ATP、NADH. 变构激活剂： ADP.第40页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四3. 酮戊二酸脱氢酶系： 抑制剂：ATP、 NADH、琥珀酰CoA. 激活剂：AMP 、 ADP、Ca2+ . 第41页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四乙酰CoA的主要来源和去路：糖原G三脂酰甘油FA、甘油蛋白质氨基酸三羧酸循环胆固醇、FA酮体乙酰CoA第42页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四六、柠檬酸循环的生物意义1、 是好氧生物体内最主要的产能途径. 2、 是脂类、蛋白质彻底分解的共同途径.3 、提供合成其他化合物的碳骨架.如：草酰乙酸 Asp、Asn、-酮戊二酸 Glu 其他氨基酸、琥珀酰CoA 血红素.第43页，共46页，2022年，5月20日，4点59分，星期四乙醛酸循环乙醛酸循环三羧酸循环支路在异柠檬酸与苹果酸间