糖类代谢三柠檬酸循环

糖类代谢三柠檬酸循环第一页，共六十五页，2022年，8月28日胞液线粒体GG-6-PPAPA乙酰CoAO2O2O2H++eO2H2OCO2糖的有氧氧化（aerobicoxidation）反应过程：第二页，共六十五页，2022年，8月28日糖原三酯酰甘油蛋白质葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATCA循环2H呼吸链H2OADP+PiATPCO2*营养物在生物体内氧化的一般过程第三页，共六十五页，2022年，8月28日糖有氧氧化概况葡萄糖→…→丙酮酸→丙酮酸→乙酰CoACO2+H2O+ATP三羧酸循环糖的有氧氧化乳酸糖酵解线粒体内胞浆第四页，共六十五页，2022年，8月28日糖的有氧氧化与糖酵解细胞胞浆线粒体葡萄糖→→……→→丙酮酸→乳酸(糖酵解)葡萄糖→→……→→丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）丙酮酸第五页，共六十五页，2022年，8月28日柠檬酸循环（CitricAcidCycle)在好氧真核生物线粒体基质或好氧原核生物细胞质中，酵解产物丙酮酸脱羧、脱氢，彻底氧化为CO2、H2O并产生ATP的过程。第六页，共六十五页，2022年，8月28日一丙酮酸的生成（胞浆）葡萄糖+NAD++2ADP+2Pi

2（丙酮酸+ATP

+NADH+H+

）2丙酮酸进入线粒体进一步氧化2(NADH+H+)2H2O+3/5ATP线粒体内膜上特异载体穿梭系统氧化呼吸链第七页，共六十五页，2022年，8月28日丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶ANAD+NADH+H+

丙酮酸乙酰CoA+CoA-SH辅酶A+CO2丙酮酸脱氢酶系丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰CoA+CO2+NADH+H+第八页，共六十五页，2022年，8月28日丙酮酸脱氢酶系3种酶：

E1:丙酮酸脱羧酶(TPP、Mg2+)E2:二氢硫辛酸乙酰基转移酶(硫辛酸、辅酶A)E3:二氢硫辛酸脱氢酶(FAD、NAD+)6种辅助因子：

TPP、Mg2+、硫辛酸、辅酶A、FAD、NAD+

（含B1、泛酸、B2、PP四种维生素）

第九页，共六十五页，2022年，8月28日FADFADH2丙酮酸氧化脱羧反应TPPTPPCO2HSCoACH3CO～SCoANAD+NADH+H+丙酮酸脱羧酶Mg2+硫辛酸乙酰转移酶二氢硫辛酸脱氢酶丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰CoA+CO2+NADH+H+

第十页，共六十五页，2022年，8月28日丙酮酸脱氢酶系催化的反应FADFADH2NAD+NADH+H+HSCoACH3CO～SCoATPPCO2丙酮酸脱羧酶Mg2+二氢硫辛酸脱氢酶硫辛酸乙酰转移酶第十一页，共六十五页，2022年，8月28日三羧酸循环也称为柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环。二、HansKrebs创立了“TCA循环”学说第十二页，共六十五页，2022年，8月28日第十三页，共六十五页，2022年，8月28日二、柠檬酸循环概貌

CitricAcidCycle

第十四页，共六十五页，2022年，8月28日草酰乙酸PCH2CO～SoA(乙酰辅酶A)苹果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸异柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTP延胡索酸三羧酸循环总图2H2H第十五页，共六十五页，2022年，8月28日三、柠檬酸循环历程

ReactionsoftheCitricAcidCycle1、草酰乙酸与乙酰CoA缩合成柠檬酸

第十六页，共六十五页，2022年，8月28日乙酰CoA与草酰乙酸

缩合形成柠檬酸柠檬酸合酶草酰乙酸CH3CO～SCoA乙酰辅酶A(acetylCoA)柠檬酸(citrate)HSCoA乙酰CoA+草酰乙酸

柠檬酸+CoA-SH关键酶第十七页，共六十五页，2022年，8月28日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FH2C

氟乙酰辅酶A：底物，形成氟柠檬酸，不能往下反应，称致死性合成

第十八页，共六十五页，2022年，8月28日2、经顺乌头酸生成异柠檬酸

FormationofIsocitrateviacis-Aconitate

乌头酸酶第十九页，共六十五页，2022年，8月28日异柠檬酸(isocitrate)H2O柠檬酸异构化生成异柠檬酸柠檬酸(citrate)顺乌头酸乌头酸酶柠檬酸异柠檬酸第二十页，共六十五页，2022年，8月28日乌头酸酶中的（Fe-S）蛋白第二十一页，共六十五页，2022年，8月28日3、异柠檬酸氧化形成α酮戊二酸OxidationofIsocitratetoα-KetoglutarateandCO2

氧化脱羧△G0'=-20.9kJ/mol异柠檬酸脱氢酶NAD为辅酶，需Mg2+（线粒体）NADP为辅酶（胞质也有）第二十二页，共六十五页，2022年，8月28日CO2NAD+异柠檬酸异柠檬酸氧化脱羧

生成α-酮戊二酸α-酮戊二酸草酰琥珀酸NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸+NAD+α-酮戊二酸+CO2+NADH+H+关键酶第二十三页，共六十五页，2022年，8月28日4、α酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰-CoA

Oxidationofα-KetoglutaratetoSuccinyl-CoAα酮戊二酸脱氢酶复合体△G0'=-33.5kJ/mol高能硫酯化物第二十四页，共六十五页，2022年，8月28日CO2α-酮戊二酸氧化脱羧

生成琥珀酰辅酶A

α-酮戊二酸脱氢酶系HSCoANAD+NADH+H+琥珀酰CoA(succinylCoA)α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)α-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+

琥珀酰CoA

+CO2+NADH+H+

关键酶第二十五页，共六十五页，2022年，8月28日5、琥珀酰-CoA转化为琥珀酸

ConversionofSuccinyl-CoAtoSuccinate

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底物磷酸化第二十六页，共六十五页，2022年，8月28日琥珀酰CoA转变为琥珀酸琥珀酰CoA合成酶琥珀酰CoA(succinylCoA)GDP+PiGTPATPADP琥珀酸(succinate)HSCoA琥珀酰CoA+GDP+Pi

琥珀酸+GTP+CoA-SH第二十七页，共六十五页，2022年，8月28日6、琥珀酸脱氢形成延胡索酸

OxidationofSuccinatetoFumarate

FAD与酶共价连接丙二酸为竞争性抑制剂——抑制细胞呼吸（Krebs）第二十八页，共六十五页，2022年，8月28日FAD琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸琥珀酸(succinate)琥珀酸脱氢酶延胡索酸(fumarate)FADH2琥珀酸

+FAD

延胡索酸+FADH2第二十九页，共六十五页，2022年，8月28日琥珀酸脱氢酶位于线粒体内膜具有立体专一性第三十页，共六十五页，2022年，8月28日7、延胡索酸水合生成L-苹果酸

HydrationofFumaratetoProduceMalate第三十一页，共六十五页，2022年，8月28日延胡索酸水化生成苹果酸延胡索酸(fumarate)延胡索酸酶苹果酸(malate)H2O延胡索酸+H2O苹果酸第三十二页，共六十五页，2022年，8月28日8、L-苹果酸脱氢形成草酰乙酸

OxidationofMalatetoOxaloacetate

被草酰乙酸与乙酰CoA缩合（高度放能）反应所推动第三十三页，共六十五页，2022年，8月28日苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸脱氢酶

草酰乙酸(oxaloacetate)苹果酸(malate)NAD+NADH+H+苹果酸+

NAD+草酰乙酸+NADH+H+

第三十四页，共六十五页，2022年，8月28日柠檬酸草酰乙酸乙酰CoACoAH2O柠檬酸合成酶顺乌头酸琥珀酰CoA异柠檬酸H2OH2O异柠檬酸脱氢酶NAD+NADH+H+CO2α-酮戊二酸脱氢酶复合体柠檬酸合成酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体延胡索酸苹果酸FADFADH2H2O草酰琥珀酸CO2NAD+NADH+H+三羧酸循环琥珀酸GDPGTPATPNADH+H+NAD+α-酮戊二酸CO2CO2HHHHH2HHNAD+NAD+NAD+FADATP第三十五页，共六十五页，2022年，8月28日α-酮戊二酸氨基酸、糖及脂肪代谢的联系草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoA柠檬酸乙酰CoA磷酸烯醇式丙酮酸甘油三酯葡萄糖或糖原磷酸丙糖乳酸丙酮酸酮体磷酸甘油脂肪酸乙酰乙酰CoAGlu

Leu、Met、Ser、Thr、ValArgGlnHisPro

Leu、Lys、Phe、Tyr、TrpIleLeuTrpAsp、AsnPhe、TyrAla、CysGly、SerThr、Trp蛋白质第三十六页，共六十五页，2022年，8月28日三大物质代谢之间的关系草酰乙酸苹果酸延胡索酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸柠檬酸葡萄糖草酰乙酸乙酰CoA天冬氨酸血红素谷氨酸组氨酸脯氨酸精氨酸乙酰CoA天冬氨酸苯丙氨酸酪氨酸奇数脂肪酸TCA循环第三十七页，共六十五页，2022年，8月28日葡萄糖彻底氧化能量变化

经氧化磷酸化过程后葡萄糖完全氧化的能量变化，目前有不少错误。

三羧酸循环是葡萄糖完全氧化的前奏第三十八页，共六十五页，2022年，8月28日能量变化(1)葡萄糖→2丙酮酸C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→2CH3COCOOH+2H2O+2NADH++2H++2ATP糖酵解途径（胞浆）第三十九页，共六十五页，2022年，8月28日能量变化(2)2丙酮酸→2乙酰CoA（线粒体基质）2CH3COCOOH+2CoA-SH+2NAD+→2CH3CO~SCoA+2CO2+2NADH+2H+第四十页，共六十五页，2022年，8月28日能量变化(3)三羧酸循环：2乙酰CoA→4CO2（线粒体基质）2CH3CO~SCoA+4H2O+6NAD++2FAD+2GDP+2Pi→4CO2+2CoA-SH＋6NADH+6H++2FADH2+2GTP

有氧氧化能量变化2分子ATP和2分子GTP(底物水平磷酸化反应形成)胞浆中2（NADH+H+）线粒体中8（NADH+H+）和2FADH2中还原型辅酶或辅基必须通过电子传递系统和氧化磷酸化系统被分子氧氧化成水

第四十一页，共六十五页，2022年，8月28日能量变化(4)

NADH+H+2.5个ATP(氧化)P/O比值指每消耗一原子O，掺入有机物的无机P的摩尔数，常作为氧化磷酸化的指标。当电子进入呼吸链的复合物I，1/2O2还原为H2O时，ATP合成的比率（P/O）为2.5，所以：第四十二页，共六十五页，2022年，8月28日能量变化(5)FADH21.5个ATP(氧化)

当电子进入呼吸链的CoQ，1/2O2还原为H2O时，ATP合成的比率（P/O）为1.5，所以：第四十三页，共六十五页，2022年，8月28日能量变化(6)其反应方程式为：

GTP+ADP→GDP+ATPGTPATP第四十四页，共六十五页，2022年，8月28日

每分子葡萄糖氧化成CO2+H2O时合成的ATP底物水平磷酸化：4ATP8NADH+10H+氧化：20ATP2FADH2氧化：

3ATP++=30或32ATP+胞浆2NADH+2H+氧化：3或5ATP第四十五页，共六十五页，2022年，8月28日为什么数目不定胞浆2NADH氧化产能3/5??????第四十六页，共六十五页，2022年，8月28日NADH被氧化的位置第四十七页，共六十五页，2022年，8月28日胞浆2NADH如何进入线粒体？第四十八页，共六十五页，2022年，8月28日磷酸甘油穿梭系统

主要存在于肌肉和神经组织

第四十九页，共六十五页，2022年，8月28日苹果酸穿梭系统

第五十页，共六十五页，2022年，8月28日

每分子葡萄糖氧化成CO2+H2O时合成的ATP第五十一页，共六十五页，2022年，8月28日总反应式第五十二页，共六十五页，2022年，8月28日CO2来自草酰乙酸而不是乙酰CoA但净结果是氧化了1分子乙酰CoA第五十三页，共六十五页，2022年，8月28日五、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五十四页，共六十五页，2022年，8月28日限速酶：1.柠檬酸合酶

变构抑制剂：ATP、NADH、琥珀酰CoAAMP可解除抑制2.异柠檬酸脱氢酶变构抑制剂：ATP、NADH

变构激活剂：ADP3.α—酮戊二酸脱氢酶系

抑制剂：ATP、NADH、琥珀酰CoA

激活剂：AMP、ADP、Ca2+

第五十五页，共六十五页，2022年，8月28日乙酰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第五十六页，共六十五页，2022年，8月28日六、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、Asnα-酮戊二酸→

Glu→

其他氨基酸琥珀酰CoA→

血红素两用性第五十七页，共六十五页，2022年，8月28日柠檬酸循环—焚烧炉第五十八页，共六十五页，202