第3章 第二节柠檬酸循环
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《柠檬酸循环》课件
胰岛素与胰高血糖素
胰岛素可以促进柠檬酸循环的速率，从而提高能量代谢水平。相 反，胰高血糖素可以抑制柠檬酸循环的速率，从而降低能量代谢
水平。
生长激素与甲状腺激素
生长激素和甲状腺激素也可以影响柠檬酸循环的速率。生长激素 可以促进柠檬酸循环的速率，而甲状腺激素则可以抑制柠檬酸循
环的速率。
04
柠檬酸循环的生理意义
某些底物可以激活柠檬酸循环中的酶，从 而加快柠檬酸循环的速率。例如，NADH 可以激活异柠檬酸脱氢酶。
某些代谢中间物也可以调节柠檬酸循环的 速率。例如，柠檬酸可以抑制顺乌头酸酶 的活性，而琥珀酸可以激活琥珀酸脱氢酶 。
激素的调控
肾上腺素与去甲肾上腺素
肾上腺素和去甲肾上腺素可以刺激柠檬酸循环的速率，从 而提高能量代谢水平。
详细描述
乙酰CoA在柠檬酸合酶的催化下，与草酰乙酸缩合，生成柠檬酸，并释放CoA 。
异柠檬酸的形成与转化
总结词
异柠檬酸是由柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶的作用下转化而成。
详细描述
柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶的作用下，脱氢、加水，生成异柠 檬酸。
苹果酸的形成与转化
总结词
苹果酸是由异柠檬酸在苹果酸脱氢酶的作用下转化而成。
分子相互作用检测
通过检测相关分子与其他分子之间的相互作用，了解其在循环中的 相互作用和影响。
THANKS
《柠檬酸循环》课件
目录
• 柠檬酸循环简介 • 柠檬酸循环的生物化学过程 • 柠檬酸循环的调控机制 • 柠檬酸循环的生理意义
目录
• 柠檬酸循环的异常与疾病的关系 • 柠檬酸循环的实验研究方法
01
柠檬酸循环简介
定义与位置
01
02
定义
位置
胰岛素可以促进柠檬酸循环的速率，从而提高能量代谢水平。相 反，胰高血糖素可以抑制柠檬酸循环的速率，从而降低能量代谢
水平。
生长激素与甲状腺激素
生长激素和甲状腺激素也可以影响柠檬酸循环的速率。生长激素 可以促进柠檬酸循环的速率，而甲状腺激素则可以抑制柠檬酸循
环的速率。
04
柠檬酸循环的生理意义
某些底物可以激活柠檬酸循环中的酶，从 而加快柠檬酸循环的速率。例如，NADH 可以激活异柠檬酸脱氢酶。
某些代谢中间物也可以调节柠檬酸循环的 速率。例如，柠檬酸可以抑制顺乌头酸酶 的活性，而琥珀酸可以激活琥珀酸脱氢酶 。
激素的调控
肾上腺素与去甲肾上腺素
肾上腺素和去甲肾上腺素可以刺激柠檬酸循环的速率，从 而提高能量代谢水平。
详细描述
乙酰CoA在柠檬酸合酶的催化下，与草酰乙酸缩合，生成柠檬酸，并释放CoA 。
异柠檬酸的形成与转化
总结词
异柠檬酸是由柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶的作用下转化而成。
详细描述
柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶的作用下，脱氢、加水，生成异柠 檬酸。
苹果酸的形成与转化
总结词
苹果酸是由异柠檬酸在苹果酸脱氢酶的作用下转化而成。
分子相互作用检测
通过检测相关分子与其他分子之间的相互作用，了解其在循环中的 相互作用和影响。
THANKS
《柠檬酸循环》课件
目录
• 柠檬酸循环简介 • 柠檬酸循环的生物化学过程 • 柠檬酸循环的调控机制 • 柠檬酸循环的生理意义
目录
• 柠檬酸循环的异常与疾病的关系 • 柠檬酸循环的实验研究方法
01
柠檬酸循环简介
定义与位置
01
02
定义
位置
柠檬酸循环sppt课件
P30-14
反应③ 异柠檬酸氧化脱羧成-酮戊二酸
- 异柠檬酸脱氢酶 - 1st次脱氢(→NADH) - 1st次(氧化)脱羧
NADP依赖性酶 主要分布于胞液
反应机制 (cf. p311, as for 6-P-葡糖酸-D)
氧化
脱羧
草酰琥珀酸为不稳定酮酸，容易脱羧
重排
有助于稳定脱羧后短 暂形成的烯醇中间17物
负碳离子 转化态
该酶具有高度立体特异性
22
G20.18
复习
Two possible mechanisms
for the fumarase reaction
- 正碳离子机制
protonation of double bond to form an intermediate carbonium ion
Pro-C*
less than 10% at pH 7.4 & 25 ℃
因异柠檬酸被快速消耗而 使该反应能正向进行
15
16-10
自学
iron-sulfur center in aconitase
Role = both in binding of substrate at active site & in catalytic addition or removal of H2O
29
16-16
- 1st阶段(①~③) 碳酸氢盐在活性 位点1被活化为 CO2并用于使生 物素羧化
- 2nd阶段(⑤~⑦) CO2在活性位点2 被重新释出并与 丙酮酸缩合成草 酰乙酸
丙酮酸羧化酶作用机制
(辅基生物素=1C载体)
Avidin可与之结 合而阻断其吸收
复习
30
生物化学课件-柠檬酸循环
抑制該酶複合物的活性 反應物（NAD+、FAD、GDP、ADP、丙酮酸）啟動該
酶複合物的活性 Ca2+、胰島素啟動
Chapter23 檸檬酸迴圈
三、TCA迴圈
（二）檸檬酸迴圈概貌（98頁）
是乙醯CoA與草醯 乙酸結合進入迴圈經 一系列反應再回到草 醯乙酸的過程。在這 個過程中乙醯CoA被 氧化成H2O和CO2並 產生大量的能。其反 應途徑可表示如圖
Chapter23 檸檬酸迴圈
Tricarboxylic acid cycle
Chapter23 檸檬酸迴圈
三羧酸迴圈(tricarboxylic acid cycle, TCA 迴圈or Krebs迴圈)
一、TCA迴圈的發現
●德國科學家Hans Krebs 1937年提出，1953年獲得諾 貝爾獎，並被稱為ATP迴圈 （檸檬酸迴圈）之父。
NAD+
CoASH
+ NADH + H
(1)
CO 2
草醯乙酸
CH3CO~SCoA 乙醯 CoA
(4)(7)(8)(10)
• 產能步驟 • 2NAD(P)H • 1FADH2
OC COOH
(10) C COOH
H
H2
L-蘋果酸HOC COOH NADH+H+
(2)
C COOH
H2O
H 2O (9) H2
NADH CO 2
+
+ H
NAD+
CH2COOH COCOOH
CH 2
(5) 草醯琥珀酸
COCOOH CO2
(6)
CoASH α-酮戊二酸
(7) 琥珀醯CoA合成酶 (8) 琥珀酸脫氫酶 (9) 延胡索酸酶 (10)L-蘋果酸脫氫酶
酶複合物的活性 Ca2+、胰島素啟動
Chapter23 檸檬酸迴圈
三、TCA迴圈
（二）檸檬酸迴圈概貌（98頁）
是乙醯CoA與草醯 乙酸結合進入迴圈經 一系列反應再回到草 醯乙酸的過程。在這 個過程中乙醯CoA被 氧化成H2O和CO2並 產生大量的能。其反 應途徑可表示如圖
Chapter23 檸檬酸迴圈
Tricarboxylic acid cycle
Chapter23 檸檬酸迴圈
三羧酸迴圈(tricarboxylic acid cycle, TCA 迴圈or Krebs迴圈)
一、TCA迴圈的發現
●德國科學家Hans Krebs 1937年提出，1953年獲得諾 貝爾獎，並被稱為ATP迴圈 （檸檬酸迴圈）之父。
NAD+
CoASH
+ NADH + H
(1)
CO 2
草醯乙酸
CH3CO~SCoA 乙醯 CoA
(4)(7)(8)(10)
• 產能步驟 • 2NAD(P)H • 1FADH2
OC COOH
(10) C COOH
H
H2
L-蘋果酸HOC COOH NADH+H+
(2)
C COOH
H2O
H 2O (9) H2
NADH CO 2
+
+ H
NAD+
CH2COOH COCOOH
CH 2
(5) 草醯琥珀酸
COCOOH CO2
(6)
CoASH α-酮戊二酸
(7) 琥珀醯CoA合成酶 (8) 琥珀酸脫氫酶 (9) 延胡索酸酶 (10)L-蘋果酸脫氫酶
柠檬酸循环的名词解释
柠檬酸循环的名词解释柠檬酸循环是生物体内的一种重要代谢途径，它也被称为三羧酸循环或克雷布循环。
该循环起始于葡萄糖分子的氧化，被认为是细胞呼吸过程中必不可少的一环。
柠檬酸循环的重要性主要体现在其为细胞提供能量的同时还能合成重要的有机分子。
柠檬酸循环是在细胞的线粒体中进行的，包含了一系列复杂的化学反应。
首先，葡萄糖分子被分解成丙酮酸和谷氨酸。
然后，这些分子进入循环中，通过一系列酶催化的氧化还原反应，最终生成柠檬酸。
在这一过程中，产生的氢离子和电子被捕获，转移到辅酶NAD+或辅酶FAD上，形成辅酶NADH或辅酶FADH2。
这些还原辅酶将进一步参与细胞内能量合成的反应。
柠檬酸循环的一个重要特点是其能够为细胞提供能量。
在柠檬酸循环中，氢离子和电子的转移被耗费在负氧化还原反应中，产生的能量转化为三磷酸腺苷（ATP），从而提供给细胞进行各种生命活动。
这是维持细胞生存的基本能量来源之一。
同时，柠檬酸循环还参与合成一系列重要的有机分子。
通过柠檬酸循环，葡萄糖分子最终可以合成氨基酸、脂肪酸和胆固醇等生物大分子。
这些分子在维持生物体生命活动中起着重要的作用。
举例来说，氨基酸是蛋白质的构成单元，脂肪酸和胆固醇则是构成细胞膜的主要组成部分。
因此，柠檬酸循环在细胞代谢中的意义不可忽视。
柠檬酸循环的进行需要一系列辅酶和酶的参与。
这些辅酶和酶的合成与体内各种维生素的供应密切相关。
例如，维生素B1参与合成辅酶硫辛酸（辅酶A的组成部分），而维生素B2则是辅酶FAD的组成部分。
这些维生素的缺乏会影响到柠檬酸循环的顺利进行，进而导致细胞能量供应不足和一系列代谢紊乱。
总而言之，柠檬酸循环是生物体内一种重要的代谢途径，为细胞提供能量的同时还能合成重要的有机分子。
它参与维持细胞生存和各种生物过程的进行。
了解柠檬酸循环对于深入理解细胞代谢和生命活动的机理具有重要的意义。
柠檬酸循环
丙酮酸脱氢 1.2 丙酮酸脱氢酶复合体(PDC)组成与功能
酶
丙酮酸脱氢（E1）
二氢硫辛酰转乙酰 基酶（E2） 二氢硫辛酸脱氢酶 （E3）
辅因子
功能
TPP, Mg2+ 丙酮酸氧化脱羧
硫辛酰胺 辅酶A FAD NAD+ 转乙酰基至CoA
E1激酶，E1磷酸酶
使二氢硫辛酰胺 再氧化
多酶复合体：是催化功能上有联系的几种酶通过非共 价键连接彼此嵌合形成的复合体。其中每一个酶都有 其特定的催化功能，且具有其催化活性必需的辅酶。 其中，E2是多功能酶，除合成乙酰CoA外，调控E1。
一.柠檬酸循环的准备过程 二.柠檬酸循环反应机制 三.柠檬酸循环的调控 四.柠檬酸循环的生物学意义
柠檬酸循环：在有氧的情况下，葡萄糖酵解产生 的丙酮酸跨越线粒体膜时氧化脱羧形成乙酰CoA， 在线粒体基质中乙酰CoA经一系列氧化、脱羧、水 合及脱氢等，最终生成CO2和H2O并产生能量的过程. 因为在循环的一系列反应中,关键的化合物是柠 檬酸,所以称为柠檬酸循环,又因为它有三个羧 基,所以亦称为三羧酸循环, 简称TCA循环。由 于它是由H.A.Krebs（德国）正式提出的，所以 又称Krebs循环。 葡萄糖有氧氧化总反应：
H2O
CO2
丙酮酸进入线粒体反应概况
C 架变化与递氢
跨线粒体膜 CO2
４C CO2
C5 C3
C2
NADH
进入循环
C6
NADH + H+
NADH + H+
C4
2次脱羧 4次脱氢
（2种递氢体）
CO2 …..ຫໍສະໝຸດ 1次直接产能ATP
FADH2 NADH + H+
神奇的柠檬酸循环
神奇的柠檬酸循环 1. 什么是柠檬酸循环？ 英國⽣化学家克雷布斯博⼠(Hans A. Crebs)发现⼈体內有⼀個「柠檬酸循环」(TCA cycle)，並提倡「若柠檬酸循环正常，則表⽰⾝体健康」，此理论於1953发表並因此荣获诺贝尔。
迅速消除疲劳，活⼒加倍 每天，我們从睡梦中苏醒，准备开始⼀天密集的⼯作⾏程…，究竟我們所吃的⾷物是如何变成⼀天⽣活所需的能量呢？其实，就是將我們吃进体內的碳⽔化合物(如饭、⾯包…等⾷物)，消化吸收成为葡萄糖，⽽葡萄糖在变成⾝体的能量前，会先变成焦葡萄酸，它与⾝体组织中所存在的草酸反应，⽽成为体内产⽣能量的重要成分—柠檬酸。
此种分解糖类的⽅式称「柠檬酸循环」(TCA cycle)。
「柠檬酸循环」如果順利运转，每天就是神采奕奕，精神焕发；如果运转不順利，則焦葡萄酸就会变成乳酸，乳酸是疲劳下的产物，如果储存于体内，就会使⾎液变成酸性，感觉懶洋洋的，渾⾝不对劲。
正因為柠檬酸能將乳酸再利⽤，加速分解消除疲劳因⼦，让氧⽓及营养素順利输送⾄全⾝，所以有很多运动选⼿都藉由摄取柠檬酸維持⾝体健康最佳状态！使热量代謝順暢，⾝材更窈窕 柠檬酸的功能除了消除疲劳外，另⼀个就是帮助⾝体的基础代谢（脂代谢、蛋⽩质代谢、糖代谢）更为順暢，因为经由饮⾷获得的糖类蛋⽩质或脂肪在分解后，全会進⼊柠檬酸循环中代謝，若持续补充含柠檬酸的⾷物，則可以帮助代謝顺畅！也能抑制体內脂肪的⽣成、阻碍体內多余的糖类转换为脂肪、抑制脂肪合成、促進肝糖⽣成、降低⾷欲、促進脂肪分解等功能。
我们知道，⼈体之所以产⽣肾结⽯，其根本原因是碳⽔化合物、脂肪和蛋⽩质摄⼊过量，⽆法正常彻底氧化分解排出，由此体液中酸性物质（譬如尿酸）等越积越多。
⼈体为了⾃救，抽取⼤量钙离⼦中和这些酸性物质。
中和后产⽣的钙盐约三分之⼆要通过肾脏过滤排出（其它1/3通过粪便和汗液排出）。
⾼浓度的钙盐在肾脏内沉积，产⽣肾结⽯。
当我们⼤量摄⼊天然柠檬酸，⾎液和体液中的柠檬酸含量海量提⾼。
[理学]【PPT】柠檬酸循环讲解学习
![[理学]【PPT】柠檬酸循环讲解学习](https://img.taocdn.com/s3/m/6583e10cba68a98271fe910ef12d2af90242a8d7.png)
加以识别，作用于a(左边)脱氢或加氢
A型专一性 (A)H H(b) B型专一性
CONH2 N
2、顺乌头酸酶催化前手性分子柠檬酸转化成手性分子 异柠檬酸
柠檬酸是个三级醇，不能被氧化为酮酸，顺乌头酸酶把柠檬酸转化为可氧 化的二级醇异柠檬酸，酶的名称来自与酶结合的反应中间产物顺乌头酸。
柠檬酸由顺乌头酸酶催化脱水，形成C＝C双键，然后还是在顺乌头酸酶 催化下，通过水的立体特异性添加，生成异柠檬酸。
由于草酰乙酸可以再生，所 以柠檬酸循环可以看作是一个催 化多步反应的催化剂，使得乙酰 CoA 中 的 二 碳 单 位 乙 酰 基 氧 化 成 2分子CO2。
1、 柠檬酸合酶催化乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠 檬酸
这是柠檬酸循环的第一个反应，乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸 和CoASH，反应是由柠檬酸合成酶（也称为柠檬酸缩合酶）催化的。
这是柠檬酸循环中的第三步氧化还原反应，带有辅基FAD 的琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸脱氢生成延胡索酸（反丁烯二酸）， 同时使FAD还原为FADH2，生成的FADH2再被辅酶Q氧化生成 FAD，而辅酶Q还原为还原型辅酶Q（QH2），QH2被释放到 线粒体的基质中。
*
*
*
*
底物类似物丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。丙二酸结构类似 于琥珀酸，也是个二羧酸，可以与琥珀酸脱氢酶的活性部位的碱性氨基酸 残基结合，但由于丙二酸不能被氧化，使得循环反应不能继续进行。所以 在分离的线粒体和细胞匀浆液中加入丙二酸后，会引起琥珀酸、-酮戊二 酸和柠檬酸的堆积，这是研究柠檬酸循环反应顺序的早期证据。
10.4 柠檬酸循环受到严密的调控
（1）丙酮酸脱氢酶复合物的调节
丙酮酸脱氢酶复合物存在别构和共价修饰两种调控机制。乙酰CoA和 NADH是丙酮酸脱氢酶复合物的抑制剂，NAD＋和CoASH则是丙酮酸脱氢 酶复合物的激活剂。另外丙酮酸脱氢酶复合物还受到共价调节，丙酮酸脱 氢酶激酶催化复合物中的丙酮酸脱氢酶（E1）磷酸化，导致该酶复合物失 去活性，而丙酮酸脱氢酶磷酸酶催化脱磷酸，激活丙酮酸复合物。
A型专一性 (A)H H(b) B型专一性
CONH2 N
2、顺乌头酸酶催化前手性分子柠檬酸转化成手性分子 异柠檬酸
柠檬酸是个三级醇，不能被氧化为酮酸，顺乌头酸酶把柠檬酸转化为可氧 化的二级醇异柠檬酸，酶的名称来自与酶结合的反应中间产物顺乌头酸。
柠檬酸由顺乌头酸酶催化脱水，形成C＝C双键，然后还是在顺乌头酸酶 催化下，通过水的立体特异性添加，生成异柠檬酸。
由于草酰乙酸可以再生，所 以柠檬酸循环可以看作是一个催 化多步反应的催化剂，使得乙酰 CoA 中 的 二 碳 单 位 乙 酰 基 氧 化 成 2分子CO2。
1、 柠檬酸合酶催化乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠 檬酸
这是柠檬酸循环的第一个反应，乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸 和CoASH，反应是由柠檬酸合成酶（也称为柠檬酸缩合酶）催化的。
这是柠檬酸循环中的第三步氧化还原反应，带有辅基FAD 的琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸脱氢生成延胡索酸（反丁烯二酸）， 同时使FAD还原为FADH2，生成的FADH2再被辅酶Q氧化生成 FAD，而辅酶Q还原为还原型辅酶Q（QH2），QH2被释放到 线粒体的基质中。
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底物类似物丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。丙二酸结构类似 于琥珀酸，也是个二羧酸，可以与琥珀酸脱氢酶的活性部位的碱性氨基酸 残基结合，但由于丙二酸不能被氧化，使得循环反应不能继续进行。所以 在分离的线粒体和细胞匀浆液中加入丙二酸后，会引起琥珀酸、-酮戊二 酸和柠檬酸的堆积，这是研究柠檬酸循环反应顺序的早期证据。
10.4 柠檬酸循环受到严密的调控
（1）丙酮酸脱氢酶复合物的调节
丙酮酸脱氢酶复合物存在别构和共价修饰两种调控机制。乙酰CoA和 NADH是丙酮酸脱氢酶复合物的抑制剂，NAD＋和CoASH则是丙酮酸脱氢 酶复合物的激活剂。另外丙酮酸脱氢酶复合物还受到共价调节，丙酮酸脱 氢酶激酶催化复合物中的丙酮酸脱氢酶（E1）磷酸化，导致该酶复合物失 去活性，而丙酮酸脱氢酶磷酸酶催化脱磷酸，激活丙酮酸复合物。
细胞呼吸——柠檬酸循环课件
TCA背景知识
2、细胞呼吸（cell respiration） 要经历三个阶段：糖酵解阶 段、柠檬酸循环阶段、氧化 磷酸化阶段。 3、糖酵解的产物丙酮酸进入 TCA之前有一准备过程，即 形成乙酰CoA。
TCA准备阶段
丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系催化下氧化脱羧形 成乙酰辅酶A。
IRREVERSIBLE
• In 1937, Krebs found that citrate could be formed in muscle suspensions if oxaloacetate and either pyruvate or acetate were added. Now, he get a cycle:
• In 1932, Krebs was studying the rates of oxidation of small organic acids by kidney and liver tissue. Only a few of substances were active in these experiments---notably succinate, fumarate, acetate, malate, and citrate.
Brief history of TCA
• The first major investigation into the intermediary metabolism of oxidation was that of Thunberg, who examined systematically the oxidizability of organic substances in isolated animal tissues. Between 1906 and 1920 he tested the oxidation of over 60 organic substances, chiefly in muscle tissue. He discovered the rapid oxidation of the salts of a number of acids, such as lactate(乳酸盐), succinate(琥珀酸盐), fumarate(延胡索酸盐), malate(苹果酸盐), citrate(柠檬酸盐), and glutamate(谷氨酸盐).
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•磷酸化与去磷酸化的控制
⑵ 共价修饰调节
二、柠檬酸循环概貌
C2
C4
C6
CO2
CO2 C5
FAD
三、柠檬酸循环的反应机制
（一）草酰乙酸与乙酰-CoA缩合形成柠檬酸
H2O 草酰乙酸 + 乙酰CoA
柠檬酸合酶
HSCoA 柠檬酸
• 柠檬酸合酶是柠檬酸循环的限速酶，它受ATP 、 NADH、琥珀酰CoA、酯酰CoA、丙酮酰CoA等抑制。 • 氟乙酸－－杀虫剂
α-酮戊二酸 + NAD+ + HSCoA 琥珀酰CoA + NADH + H+ + CO2 • 第二次氧化脱羧。 • 催化此反应的酶是α-酮戊二酸脱氢酶复合体，它 与丙酮酸脱氢酶复合体相似。
（五）琥珀酰-CoA转化成琥珀酸 并产生一个高能磷酸键
GDP+Pi 琥珀酰CoA CoASH GTP 琥珀酸
• 经过一次TAC： 消耗1分子乙酰CoA； 2 次脱羧反应（生成 2 个CO2 ） ； 4 次脱氢反应（3 次以 NAD+为受氢体，1 次 以FAD为受氢体）； 1 次底物水平磷酸化（生成1分子GTP）； 可产生10个ATP分子（NADH氧化产生2.5个 ATP分子；FADH2氧化产生1.5个ATP分子）
S TPP NADH + H+ NAD+ S TPP S FADH2 OH CH3CH TPP S FAD
催化反应的简单图解 （二）丙酮酸脱氢酶复合体
E1
E2
E3
CH3COCOO CO2 S S
-
FAD
E1
E2
E3
HS
E1
E2
E3
TPP
HS
FAD
O HS TPP CH3 C S
FAD
E1
E2
E3
O CH3 C S CoA
（二）柠檬酸异构化形成异柠檬酸
• 催化此反应的酶是乌头酸酶 • 反应可逆
（三）异柠檬酸氧化形成α-酮戊二酸
NAD+ 异柠檬酸 NADH 草酰琥珀酸 H+ CO2 α-酮戊二酸
• 第一次氧化脱羧。 • 催化此反应的酶是异柠檬酸脱氢酶，ADP变构激 活，NADH 、ATP变构抑制。
（四）α-酮戊二酸氧化脱羧形成 琥珀酰-CoA
③
NAD+
NADH+H+
④
CO2
⑤ CoASH CO2 CoASH
TAC 1、2、3、4
FAD
• 草酰乙酸是再生的底物，而乙酰-CoA是 被消耗的底物。 • 脱下的羧基是草酰乙酸分子上的羧基。
四、柠檬酸循环的化学总计算
z
总反应式： 乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O
→ 2CO2+3NADH+3H++FADH2+GTP+CoASH
E1
E2
E3
CoA-SH
（三）丙酮酸脱氢酶复合体结构
E2
E3
E1
（四）砷化物对硫辛酰胺的毒害作用 （五）丙酮酸脱氢酶复合体的调控
⑴ 别构调节
• 产物控制
别构抑制剂：乙酰CoA; NADH; ATP 别构激活剂：AMP; ADP; NAD+ * 乙酰CoA/HSCoA↑或 NADH/NAD+↑时，其 活性也受到抑制。
第二节
柠檬酸循环
（三羧酸循环）
(Tricarboxylic acid Cycle, TAC)
柠檬酸循环途径的发现
C2
C4
C6
CO2
CO2 C5
• 柠檬酸循环概念：由乙酰CoA与草 酰乙酸缩合成柠檬酸开始，经反复脱 氢、脱羧再生成草酰乙酸的循环反应 过程。 •又叫三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle, TAC)和Krebs循环。
胞液 第一阶段 G 丙酮酸 （同酵解）
乳酸
线粒体 第二阶段 第三阶段 丙酮酸 CO2 + H2O+ATP 乙酰CoA 三羧酸循环 氧化磷酸化
无氧氧化
有氧氧化
第三章 糖 代 谢
主要内容
第一节 糖酵解作用 第二节 柠檬酸循环 第三节 磷酸戊糖途径和糖的其他代谢途径 第四节 糖原的分解和生物合成
• 底物水平磷酸化反应
（六）琥珀酸脱氢形成延胡索酸
FAD 琥珀酸
琥珀酸脱氢酶
FADH2 延胡索酸
• 丙二酸是琥珀酸脱氢酶的强抑制剂 • 琥珀酸脱氢酶位于线粒体内膜上
（七）延胡索酸水合形成L-苹果酸
H2 O 延胡索酸
延胡索酸酶
苹果酸
（八）L-苹果酸脱氢形成草酰乙酸
NAD+ 苹果酸
苹果酸脱氢酶
NADH(H+) 草酰乙酸
一、丙酮酸进入柠檬酸循环的准备阶段 ——形成乙酰辅酶A
COO CH3 丙酮酸 NAD
+
NADH+H
+
C O + HSCoA 丙酮酸脱氢酶 复合体
• 反应不可逆。 • 在线粒体内进行。
-
H3C C ~ SCoA + CO2 乙酰 CoA
O
HSCoA
丙酮酸脱氢酶复合体：
NAD+
丙酮酸脱氢酶组分（E1） ※由三种酶组成 二氢硫辛酰转乙酰基酶（E2） 二氢硫辛酸脱氢酶（E3） ※五种辅助因子：TPP（VB1）、NAD+（Vpp）、硫 辛酸、FAD（VB2）、HSCoA（泛酸）
糖代谢分解途径： （1）在无氧情况下，葡萄糖（糖原）经酵解 生成乳酸。 （2）在有氧情况下，葡萄糖（糖原）最后经 三羧酸循环彻底氧化为水和二氧化碳。 （3）葡萄糖（糖原）经戊糖磷酸循环被氧化 为二氧化碳等。 植物体的分解代谢，除上述动物体的3条 途径外，还有生醇发酵及乙醛酸循环。
糖有氧氧化的反应过程分为三个阶段：
H2O
H2O
①
NADH+H+ NAD+ CoASH
②
H2O
②
⑧
GTP
核苷二磷酸激酶 ⑦
GDP
ADP
H2O
FADH2
⑥
ATP
FAD
①柠檬酸合酶 ②顺乌头酸梅 ③异柠檬酸脱氢酶 ④α-酮戊二酸脱氢酶复合体 ⑤琥珀酰CoA合成酶 ⑥琥珀酸脱氢酶 ⑦延胡索酸酶 ⑧苹果酸脱氢酶
GDP+Pi GTP
NAD+ NADH+H+
二氢硫辛酸
辅酶A结构：
OH CH3 HS CH2CH2NH C CH2CH2 NH C C O O H CH3 OH OH
C CH2 O P O P O O O
3'AMP
巯基乙胺
β -丙氨酸 泛酸
丁酸
焦磷酸
（一）丙酮酸转变为乙酰CoA的反应步骤
1. 丙酮酸脱羧反应 （1）丙酮酸脱羧产生羟乙基残基 （2）羟乙基氧化形成乙酰基 2. 乙酰基转移到CoA分子上形成乙酰-CoA 3. 还原型E2氧化形成氧化型E2 4. 还原型的E3再氧化
N H3C C N C H C C
NH2 HC N C H2
+
S C C CH2CH2 O CH3
OP O
OO P O O-
焦磷酸硫胺素（TPP）
H2 C H2C S S CH (CH2)4 COOH
+2H - 2H
H2C SH
H2 C CH (CH2)4 COOH SH
硫辛酸（lipoic acid)