三羧酸循环TCA

9、延胡索酸水化生成苹果酸 水化作用 可逆 消耗1H2O
10、苹果酸脱氢氧化生成草酰乙酸
第四次脱氢
可逆
消耗1NAD＋，生成1NADH ＋H＋
总反应式：
乙酰CoA＋3NAD＋＋FAD＋GDP ＋Pi＋2H2O 2CO 2＋3NADH＋3H＋＋FADH 2＋GTP ＋HS —CoA
四、化学量计算
有两种同工酶 ：
以NAD＋为电子受体，存在于线粒体 中，需Mg2＋。
以NADP＋为电子受体，存在于胞 液中，需 Mn2＋。
6、α —酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA
第二次脱氢脱羧 不可逆 消耗1NAD＋，生成1NADH＋H＋，1CO2
生成一个高能键“ ~”，此步 类似于丙酮酸的氧化脱羧。
α —酮戊二酸脱氢酶系包括： α —酮戊二酸脱氢酶 二氢硫辛酸转琥珀酰基酶 二氢硫辛酸脱氢酶
TCA的运转必须通过 O2条件下才能运转， 实际上O2并不直接参加TCA，那么O2在何处参 加反应呢？
TCA除了产生1个GTP外，另外的能量 均潜在3NADH和1FADH2中，为了TCA的运 转，NAD＋和FAD必须再生。NAD＋和FAD 的再生则是通过DADH和FADH2进入电子传 递链，将H交给O2，释放潜能生成ATP而实 现。所以，TCA的运转必须有O2。
（一）物质量计算
1mol 乙酰CoA （二）能量计算
2 molCO 2+1molCoA
1、计算1mol乙酰CoA彻底氧化分解产生的 ATP的数目
1+3 ×3+1 ×2= 12m解产生的 ATP的数目（原核生物）
G
丙酮酸
EMP
乙酰CoA TCA
CO 2+ H2O
三羧酸循环(TCA)
一、丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸脱氢酶系 是一个多酶复合体，组 成如下：
调控酶：丙酮酸脱氢酶PDH、二氢硫辛酸转 乙酰基酶DLT、二氢硫辛酸脱氢酶DLDH
辅助因子：硫胺素焦磷酸酯TPP、硫辛酸、 HS—CoA、NAD＋、Mg2＋、FAD。
丙酮酸氧化脱羧的调控：
1、当细胞内 ATP、乙酰CoA、NADH含量同时 增加时， PDH磷酸化作用加强，阻碍丙酮酸 氧化脱羧。反之则反。
五、生物学意义
1、TCA循环是生物体获能的主要途径，远比无氧分解产 生的能量多。
2、TCA是生物体各有机物质代谢的枢纽。糖、脂肪、氨 基酸的彻底分解都需通过 TCA途径，而 TCA中的许多中间 产物如草酰乙酸、 α—酮戊二酸、琥珀酰 CoA等又是合成 糖、氨基酸等的原料。
3、TCA是发酵产物重新氧化进入有氧分解的途径。
高： TCA循环生成的产物不能满足细胞自身 的需要，三种酶被激活，酶发挥催化功能，速度 加快。
低：大量的 NADH抑制酶的活性，使 TCA循环 减速。
2、ATP，琥珀酰CoA抑制柠檬酸合成酶、α —酮戊 二酸脱氢酶的活性，使TCA循环减速。
异柠檬脱氢酶受ATP抑制，被ADP激活。 3、丙酮酸脱氢酶系的调节见前
1个C2单位被分解为2CO 2。
TCA 简 图
三、生化历程 1、乙酰CoA与草酰乙酸及 H2O缩合生 成柠檬酸，放出 HS—CoA。
—H2O 不可逆
2、柠檬酸脱水生成顺乌头酸 +H 2O 可逆
3、顺乌头酸与H2O加成，生成异柠檬酸
异构化反应 —H2O 可逆
该酶是别构酶，激活剂是 ADP，抑 制剂是NADH、ATP。
7、琥珀酸的生成
底物磷酸化 生成1ATP 可逆
是TCA中唯一直接产生 ATP的反应，属 于底物磷酸化。
区别：
EMP ：高能磷酸基团直接转移给ADP放能
TCA ：琥珀酰CoA中的高能键 键水解放能
硫酯
8、琥珀酸氧化生成延胡索酸 第三次脱氢（FAD脱氢） 可逆 生成1FADH2
该酶结合在线粒体内膜上，丙二 酸是竞争性抑制剂
第一阶段： G
2mol 丙酮酸 EMP阶段
净生成 2molATP ，2mol （NADH ＋H＋）
第二阶段： 2mol丙酮酸
2mol 乙酰CoA
净生成2mol（NADH＋H＋），2 molCO2 第三阶段： 2mol乙酰CoA经TCA彻底氧化分解
净 生 成 2 × 1 ATP，2×3mol（NADH＋H＋），2×1 molFADH 2，2×2 molCO2
2、乙酰 CoA和NADH可分别抑制 DLT和DLDH的 活性，阻止氧化脱羧。
丙酮酸的氧化脱羧是连接EMP 和TCA 的纽带，其反应本身并未进入TCA ，但是是 所有糖进入TCA 的必由之路。
二、三羧酸循环概要
TCA循环一轮分10步完成。来自丙酮酸 脱氢脱羧后的乙酰基（C2单位）由CoA带着 进入TCA，第一步是C2与一个C4化合物（草 酰乙酸）结合成C6化合物（柠檬酸），然后 经过2次脱羧（生成2个CO2）和4次脱氢（生 成3NADH＋1FADH2），还产生1个GTP（高 能化合物），最终回到C4化合物（草酰乙 酸），结束一轮循环。
Mg 2+,生物素
2、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化 PEP 生成草酰乙酸
由于氧化磷酸化， 1mol（NADH＋H＋）可生成 3molATP, 1 molFADH 2可生成2molATP 。
因此：第一阶段：净生成8molATP 第二阶段：净生成6molATP，2 molCO2 第三阶段：净生成24molATP，4 molCO2
共净生成38molATP，6molCO2
真核生物中，共净生成36molATP ，6molCO 2
4、TCA的某些中间产物还是体内积累成分，如柠檬酸、 苹果酸是柑桔、苹果等果实的重要成分，在储藏期，酸作 为呼吸基质被消耗。果实的糖 /酸比是衡量果实品质的一 项指标。
六、三羧酸循环的调控
三个调控位点 ：柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱 氢酶、α —酮戊二酸脱氢酶所催化的三个反应。
1、NAD＋/NADH的比值
细胞中 ATP浓度越高时， TCA速度下降； NAD＋/NADH 的比值越高时， TCA 速 度越快。
七、三羧酸循环的回补效应 产生草酰乙酸的途径主要有：
1、丙酮酸羧化酶催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸
位于动物肝脏和肾脏的线粒体中
O? CCOOH ?
CH 3COCOOH+CO 2+ATP+H 2O ? CH 2COOH +ADP+Pi