生物化学第九章柠檬酸循环

生物化学第九章柠檬酸循环第一页，共六十三页，编辑于2023年，星期日胞液线粒体GG-6-PPAPA乙酰CoAO2O2O2H++eO2H2OCO2糖的有氧氧化（aerobicoxidation）反应过程：第二页，共六十三页，编辑于2023年，星期日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三页，共六十三页，编辑于2023年，星期日柠檬酸循环（CitricAcidCycle)三羧酸循环（TricarboxylicAcidCycle）Krebs循环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。第四页，共六十三页，编辑于2023年，星期日原核细胞细胞质真核生物线粒体基质（线粒体）第五页，共六十三页，编辑于2023年，星期日一、丙酮酸氧化脱羧形成乙酰-CoA

PyruvateIsOxidizedtoAcetyl-CoAandCO2

丙酮酸脱氢酶系第六页，共六十三页，编辑于2023年，星期日八聚体第七页，共六十三页，编辑于2023年，星期日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／羧酶（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+丙酮酸脱氢酶系第八页，共六十三页，编辑于2023年，星期日丙酮酸脱氢酶复合体E2E3E1三种酶60条肽链形成的复合体第九页，共六十三页，编辑于2023年，星期日乙酰CoAAMP泛酸β-巯基乙胺乙酰CoA222O2CH223OOHCH3-2OH--OCOCHCHNHCOCHCCHPOPOCHNHCHSCCH3CHOOOOONNNNNHOPOO第十页，共六十三页，编辑于2023年，星期日硫辛酸：第十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期日硫辛酰胺辅基硫辛酰赖氨酰臂砷化物共价结合-毒害作用第十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期日第十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期日功能——

脱羧酶辅酶

将底物移入（出）脱羧酶的活性中心。+TPP的作用第十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期日羟乙基TPP高能键第十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期日第十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期日CH3CCOOHO+TPPE1分步反应①羟乙基TPPE1：丙酮酸脱氢酶第十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期日②+SLSCH3CTPPOHHE2硫辛酸乙酰硫辛酸E2：转乙酰酶硫辛酸：第十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期日E2E3E3E3：二氢硫辛酸脱氢酶第十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期日砷化物对硫辛酸的毒害作用与E2的硫辛酸上的-SH结合第二十页，共六十三页，编辑于2023年，星期日丙酮酸脱氢酶复合体的调控：1、产物控制：NADH、乙酰-CoA2、丙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

第二十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期日ATP/AMPNADH/NAD+

乙酰CoA/CoA(能荷比)(一)：乙酰CoA、NADH、ATP、PDH激酶(＋)：AMP、PDH磷酸酶、Ca2+、胰岛素第二十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期日相当于酶复合体由于第一步为不可逆反应，直接决定整个循环反应的速度，而且是许多其它反应体系的分支点，因而该酶复合物受到严密的调节控制第二十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期日二、柠檬酸循环概貌

CitricAcidCycle

第二十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期日TCA概貌第二十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期日TCA概貌第二十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期日TCA概貌第二十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期日三、柠檬酸循环历程

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

FormationofCitrate

第二十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期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

第二十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期日CH3CO

丙酮酰-CoA：竞争性抑制剂

第三十页，共六十三页，编辑于2023年，星期日2、经顺乌头酸生成异柠檬酸

FormationofIsocitrateviacis-Aconitate

乌头酸酶第三十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期日乌头酸酶中的（Fe-S）蛋白第三十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期日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）第三十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期日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高能硫酯化物第三十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期日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三十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期日第三十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期日GTP参与蛋白质合成G蛋白活化（信号传导）GTP+ADPGDP+ATP核苷二磷酸激酶第三十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期日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）第三十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期日琥珀酸脱氢酶位于线粒体内膜具有立体专一性第三十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期日7、延胡索酸水合生成L-苹果酸

HydrationofFumaratetoProduceMalate第四十页，共六十三页，编辑于2023年，星期日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）反应所推动第四十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期日第四十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期日四、柠檬酸循环的化学计量2丙酮酸2acetyl-CoA2NADH52异柠檬酸2α-酮戊二酸2NADH52α-酮戊二酸2琥珀酰-CoA2NADH522琥珀酰-CoA2琥珀酸2A/GTP22琥珀酸2延胡素酸2FADH232苹果酸2草酰乙酸2NADH5Total25ATP底物磷酸化第四十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期日丙酮酸只有4个氢，但彻底氧化所放出的氢？加水加氢第四十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期日糖酵解+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———————————————————————

32ATP储能效率=32×7.3/686=34.05%其余能量以热量形式：一部分维持体温，一部分散失。第四十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期日总反应式第四十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期日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第四十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期日五、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四十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期日限速酶：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+

第四十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期日乙酰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第五十页，共六十三页，编辑于2023年，星期日六、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）是糖类、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→

血红素两用性第五十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期日柠檬酸循环—焚烧炉第五十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期日巴斯德效应（Pasteur)概念：指有氧氧化抑制生醇发酵（或糖酵解）的现象。或生物细胞和组织中的糖发酵为氧所抑制,这种现象巴斯德(L.Pasteur)在研究酵母的酒精发酵量和氧分压之间的关系中发现的,故称巴斯德效应。

第五十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期日由于从呼吸(完全氧化)所得的能量,远大于等量糖发酵所得的能量,因此为了获得对维持生命活动所需的能量,在有氧情况下与无氧下相比,只消耗少量的糖即足。生物体根据氧的有无,来调节糖的分解量,而使能量得到节制第五十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期日TCA填补反应（anapleroticreaction）

1、丙酮酸羧化乙酰CoA激活第五十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期日2、PEP羧化（大脑和心脏）3、Asp和Glu脱氨

Asp草酰乙酸

Gluα酮戊二酸PEP羧激酶第五十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期日测试题磷酸果糖激酶-1最强的别构激活剂是

A、AMPB、ADPC、ATPD、果糖-2，6-双磷酸

E、果糖-1，6-双磷酸丙酮酸脱氢酶复合体中不包括

A、生物素B、NAD+C、FADD、硫辛酸E、辅酶A第五十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期日测试题不能使丙酮酸脱氢酶复合体活性降低的