柠檬酸循环
三羧酸循环(柠檬酸循环或Krebs循环) 过程简答题
三羧酸循环(柠檬酸循环或Krebs循环) 过程简答题
三羧酸循环，也称为柠檬酸循环或Krebs循环，是细胞中重要的代谢途径，参与将有机物质有效地氧化成能量。
以下是对三羧酸循环过程的简答：
1.三羧酸循环的位置：三羧酸循环发生在细胞的线粒体基质中。
2.三羧酸循环的输入物质：三羧酸循环的输入物质是乙酰辅酶
A（Acetyl-CoA），它是由葡萄糖、脂肪酸和氨基酸等营养物质代谢产生的。
3.三羧酸循环的产物：三羧酸循环的产物包括能量（ATP）、二
氧化碳（CO2）和还原辅酶NADH和FADH2。
同时，还产生了能用于细胞代谢的三种中间物质：柠檬酸、草酰乙酸和丙酮酸。
4.三羧酸循环的循环过程：三羧酸循环包括一系列酶催化的反
应步骤。
乙酰辅酶A与草酰乙酸结合，形成柠檬酸。
柠檬酸经过一系列酶催化的反应逐步转化为草酰乙酸和丙酮酸，在此过程中生成NADH和FADH2。
草酰乙酸再次进入循环，开始下一轮的循环过程。
循环中产生的NADH和FADH2将进一步参与细胞的呼吸链反应，生成更多的ATP。
5.三羧酸循环的功能：三羧酸循环是细胞中氧化代谢的关键步
骤之一。
它将有机物转化为能量（ATP），同时产生还原辅酶NADH和FADH2，用于细胞的氧化磷酸化过程。
此外，三羧酸循环还参与合成某些细胞所需的物质。
总之，三羧酸循环是细胞中重要的代谢途径，将营养物质重新组织和氧化，产生能量并生成中间产物，从而维持细胞功能和生存。
23柠檬酸循环
6种辅助因子（TTP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA 和Mg2+）
1.丙酮酸脱氢酶系的结构：
Lester Reed研究了丙酮酸脱氢酶复合体的组成和结构，大 肠杆菌中此酶的质量约为50，000，000，是由60条肽链组 成多面体，直径约30nm，可以在电子显微镜下观察到这种 复合体。二氢硫辛酰转乙酰基酶位于核心有24条肽链，丙 酮酸脱氢酶也有24条肽链，二氢硫辛酸脱氢酶是12条肽链 组成。这些肽链以非共价力结合在一起，在碱性pH时复合 体可以解离成相应的亚单位，在中性时三个酶又可以重组 成为复合体。
L－苹果酸脱氢酶
糖类代谢
4.三羧酸循环 乙酰CoA
加入2C
丙酮酸
草酰 乙酸
柠檬 酸
异柠
苹果 NADH
檬酸 NADH
酸
定义：在有氧条件下，酵
解产物丙酮酸被氧化分解 草酰 成CO2和H2O,并以ATP形 琥珀酸
延胡 式贮备大量能量的代谢系
CO2
索酸 统
。 NADH
α-酮
FADH2
琥珀 1ATP 琥珀酰
5.琥珀酰COA转化成琥珀酸， 并生成GTP
琥珀酰COA合成酶
6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸
反应在琥珀酸脱氢酶的作用下进行，所形成的是 延胡索酸是反丁烯二酸，而不是顺丁烯二酸（马 来酸），后者不能参加代谢，对机体有毒性。丙 二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂
7.延胡索酸被水化生成苹果酸
延胡索酸酶
8.苹果酸脱氢生成草酰乙酸
4. -酮戊二酸氧化脱羧成为琥珀酰辅
酶Aห้องสมุดไป่ตู้
-酮戊二酸脱氢酶系
生物化学：11-柠檬酸循环
1
本章提纲
第一节 柠檬酸循环概述
第第第二节一二节节丙酮第第酸概 单一二进述 糖入节 节柠檬概 单酸述 糖循环的准备阶段 第第三节三节柠檬第酸寡三循糖环节的反寡应糖机制 第第四节四节柠檬第酸多四循糖环节的能多量糖计算 第第五节五节柠第檬酸五结循节合环糖中的结调合节糖部位
乙酰CoA都可以
产生3分子NADH、
1分子FADH2和1 分子的GTP
28
第四节 柠檬酸循环的能量计算
p107
29
第四节 柠檬酸循环的能量计算
TCA循环中NAD+和FAD的再生：
TCA循环虽然没有氧分子直接参加，但只能在有氧条 件下进行，因为NADH和FADH2需要通过电子传递链 和氧分子才能够被氧化。 通过位于线粒体内膜的电子传递链，NADH和FADH2 被氧化，伴随着氧化过程可以进行氧化磷酸化生成 ATP。
线粒体15草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸琥珀酰辅酶a琥珀酸延胡索酸苹果酸乙酰辅酶a第三节柠檬酸循环的反应机制概貌16第三节柠檬酸循环的反应机制1柠檬酸合酶催化乙酰coa与草酰乙酸缩合形成柠檬酸不可逆反应硫酯键断裂放出大量能量17第三节柠檬酸循环的反应机制18第三节柠檬酸循环的反应机制2乌头酸酶催化前手性分子柠檬酸转化成手性分子异柠19第三节柠檬酸循环的反应机制3异柠檬酸脱氢酶催化异柠檬酸氧化生成a酮戊二酸和co第一个氧化还原反应共4个产生还原力nadh第一个氧化脱羧反应共2个20第三节柠檬酸循环的反应机制4a酮戊二酸脱氢酶复合物催化a酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰coa不可逆反应第二个氧化还原反应共4个产生还原力nadh第二个氧化脱羧反应共2个21第三节柠檬酸循环的反应机制22第三节柠檬酸循环的反应机制5琥珀酰coa合成酶催化底物水平磷酸化柠檬酸循环中唯一的一步底物水平磷酸化反应23第三节柠檬酸循环的反应机制6琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸脱氢生成延胡索酸该酶具有严格立体专一性第三个氧化还原反应共4个24第三节柠檬酸循环的反应机制琥珀酸脱氢酶是tca循环中唯一一个嵌入线粒体内膜的酶其余酶位于线粒体的基质中25第三节柠檬酸循环的反应机制7延胡索酸酶催化延胡索酸水化生成l苹果酸该酶具有严格立体专一性可逆反应26第三节柠檬酸循环的反应机制8苹果酸脱氢酶催化苹果酸氧化重新形成草酰乙酸完成一轮柠檬酸循环第四个氧化还原反应共4个产生还原力nadh该酶具有严格立体专一性可逆反应27第三节柠檬酸循环的反应机制琥珀酰coa异柠檬酸28第四节柠檬酸循环的能量计算p107在柠檬酸循环的总反应中对于进入循环的每个乙酰coa都可以产生3分子nadh1分子fadh分子的gtpp9729第四节柠檬酸循环的能量计算p10730第四节柠檬酸循环的能量计算tca循环中nad和fad的再生
三羧酸循环 柠檬酸循环
TCA循环阶段
苹果酸脱氢酶的结构
TCA循环阶段
乙酰草酰成柠檬，柠檬易成α-酮 琥酰琥酸延胡索，苹果落在草丛中。
TCA Cycle
TCA能量计算
1、总反应
Acetyl CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + 2 H + + CoA
4C延胡索酸 4C琥珀酰CoA 4C琥珀酸
TCA循环阶段
1、草酰乙酸与乙酰辅酶A形成柠檬酸
S-CoA
intermediate
—催化此反应的酶为柠檬酸合酶； —反应的中间产物为柠檬酰辅酶A；
—柠檬酸合酶属于调控酶，其活性受ATP、NADH、琥珀酰 CoA、酯酰CoA等的抑制；另一种抑制剂是丙酮酰CoA。
• 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.
TCA循环阶段
延胡羧酸酶的两种可能的反应机制
TCA循环阶段
8、L-苹果酸脱氢生成草酰乙酸
—催化此反应的酶为苹果酸脱氢酶；
—该酶的辅基为NAD+；
—由于草酰乙酸与乙酰CoA合成柠檬酸的反应是高度放能反应， 因此通过草酰乙酸的不断消耗来驱使该反应不断向生成草酰 乙酸方向进行。
三羧酸循环 名词解释
三羧酸循环名词解释三羧酸循环是一种重要的生物化学过程，也被称为柠檬酸循环或Krebs循环。
它是细胞内供能的主要路径之一，通过将有机物质在细胞的线粒体中氧化分解，产生能量和二氧化碳。
三羧酸循环是一系列化学反应的循环过程，将碳源转化为能量形式（ATP）和电子供体NADH和FADH2。
三羧酸循环的过程可以分为八个主要反应，每个反应都由特定的酶催化，并产生特定的中间产物。
以下是对三羧酸循环主要反应的简要解释：1. 乙酰辅酶A与草酰乙酸的反应：乙酰辅酶A（由脂肪酸或糖类代谢生成）与草酰乙酸结合，释放出辅酶A，形成柠檬酸。
2. 柠檬酸的异构化：柠檬酸脱水酶催化柠檬酸的异构化，生成庚二酸。
3. 庚二酸的氧化：庚二酸经庚二酸脱氢酶氧化为苹果酸。
4. 苹果酸的脱羧：苹果酸脱羧酶催化苹果酸的脱羧反应，生成酮戊二酸。
5. 酮戊二酸的脱羧：酮戊二酸脱羧酶催化酮戊二酸的脱羧反应，生成亚戊酸。
6. 亚戊酸的还原：亚戊酸经亚戊酸脱氢酶的反应还原为乙酰辅酶A。
通过以上六个反应，三羧酸循环已将一个乙酰辅酶A转化为产生三个分子的二氧化碳和同时得到一个分子的GTP（能量）、三个分子的NADH（电子供体）和一个分子的FADH2（电子供体）。
这些中间产物随后可以进入细胞呼吸链中的氧化磷酸化反应，最终产生更多的ATP和水。
三羧酸循环在维持细胞能量平衡、产生ATP的还具有其他重要的生理功能。
柠檬酸从三羧酸循环中分子构造的角度来看，可以作为生物合成的前体，参与合成脂肪酸、胆固醇等重要有机物质；还可以参与尿素循环代谢途径的产生，对于氨基酸代谢和解毒过程十分重要。
三羧酸循环是一种复杂而重要的生物化学代谢过程，通过将有机物质氧化分解，产生能量和二氧化碳。
它在维持细胞能量平衡和参与许多生理功能方面起着关键作用。
进一步了解三羧酸循环的机制和生理特性，有助于我们对生物体能量代谢和相关疾病的理解，以及为药物和治疗方法的研发提供基础。
一、三羧酸循环的重要性三羧酸循环是细胞内最重要的代谢途径之一，它对于维持细胞能量平衡和生命活动至关重要。
糖酵解柠檬酸循环
糖酵解柠檬酸循环糖酵解和柠檬酸循环是细胞内重要的代谢途径，它们在能量供应和物质合成中发挥着重要作用。
本文将介绍糖酵解和柠檬酸循环的基本过程以及其在细胞内的作用。
糖酵解糖酵解是生物体内糖类代谢的重要途径，是将葡萄糖等糖类物质转化成能量的过程。
下面是糖酵解的基本过程：1.糖类物质在细胞质中被磷酸化，转化为糖-6-磷酸；2.糖-6-磷酸经过一系列反应转化为丙酮酸和磷酸；3.丙酮酸进入线粒体，在线粒体内转化为乙酰辅酶A（Acetyl-CoA），同时产生少量ATP和NADH；4.乙酰辅酶A进入柠檬酸循环。
糖酵解中产生的NADH和少量ATP是细胞内的重要能源。
糖酵解是一种氧化反应，通过捕捉食物中的能量，将其转化为ATP的化学能。
柠檬酸循环柠檬酸循环也被称为三羧酸循环或Krebs循环，是生物合成ATP的重要途径之一。
下面是柠檬酸循环的基本过程：1.乙酰辅酶A进入柠檬酸循环，与草酰乙酸结合成为柠檬酸；2.柠檬酸通过一系列反应转化为丙酮酸和二氧化碳；3.接下来再经过一系列反应，草酰乙酸再次合成柠檬酸，同时产生能量和二氧化碳；4.柠檬酸循环最终产生大量的ATP和NADH，这些能量和电子轻链交给呼吸链过程进一步利用。
柠檬酸循环产生的NADH和FADH2是在线粒体内向呼吸链输送电子和氢离子的最初能源，这些能源最终用于产生ATP。
作用糖酵解和柠檬酸循环是细胞内代谢途径中重要的能量供应途径，它们可以为细胞提供能量，并参与物质合成过程。
下面简要介绍它们的主要作用。
糖酵解的作用糖酵解是将食物中的糖分子转化为能量的重要途径。
它产生的能量主要通过ATP在细胞内催化各种生物学过程。
此外，糖酵解也参与物质合成过程，例如生物体内的脂肪酸、胆固醇、类固醇等都可以从糖类物质中合成。
柠檬酸循环的作用柠檬酸循环是三羧酸循环的别称，它是将食物中的糖类、脂肪、蛋白质等物质转化为能量的重要途径。
在柠檬酸循环中产生的ATP和NADH等能量和电子传递物质，可以供呼吸链过程进一步利用，进而产生更多的ATP。
厌氧菌 三羧酸循环
厌氧菌三羧酸循环
厌氧菌是指一类在无氧条件下生长和代谢的细菌。
它们通常生活在缺氧的环境中，如土壤、水体、消化道和口腔等。
三羧酸循环（Tricarboxylic Acid Cycle，TCA 循环）是细胞呼吸过程中的重要代谢途径，也被称为柠檬酸循环或克氏循环。
它是一个环形的化学反应过程，其中包括多个酶催化的步骤，用于将乙酰辅酶 A（Acetyl-CoA）转化为二氧化碳和水，并产生能量。
尽管厌氧菌通常不进行有氧呼吸，但它们仍然可以进行三羧酸循环。
在厌氧菌中，三羧酸循环的一些酶可能会发生适应性变化，以适应无氧环境下的代谢需求。
例如，在厌氧菌中，柠檬酸合成酶（Citrate Synthase）可能会以不同的形式存在，或者具有不同的活性和调节机制。
此外，厌氧菌可能会利用其他途径来产生三羧酸循环所需的中间产物，如丙酮酸发酵途径或丁酸发酵途径。
总的来说，虽然厌氧菌的代谢途径与有氧呼吸的生物有所不同，但三羧酸循环仍然是细胞代谢中的重要环节，对于维持细胞内环境稳定和能量产生起着关键作用。
生物化学 第九章 柠檬酸循环(共62张PPT)
2 FADH2 3
2 NADH 5
• Total
25 A底T物P磷酸化
丙酮酸只有4个氢，
但彻底氧化所放出的氢？
加水加氢
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
7、延胡索酸水合生成 L-苹果酸 Hydration of Fumarate to Produce Malate
8、 L-苹果酸脱氢形成草酰乙酸
Oxidation of Malate to Oxaloacetate
2F丙1（速21（FEEN氟与 糖或N(22不G四糖E5→变（＋、 、 琥 、αoo313AAl异丙C酮率2乙E的生能、酵构2u-rr：--1)DD酮mm） 丙 二 ）产产珀琥o：2柠酮）酸 受 酰 有 物 使 柠 解 抑为Pn二的aa戊物物酮酸氢珀v7为檬酸是是Att脱细辅氧细丙檬+制是辅eii氢硫Aoo二M控控酸硫酰三r辅酸糖糖Tnn氢胞酶氧胞酮酸剂s好 酶硫辛PP酸制制脱辛i-羧ooo酶类类C酶能化和酸循：A、氧，辛酸n：：氢酸酸ffo（、、：复量（组脱环AP生需oIIA酸上ss／脱NN循αTfD胞脂脂转底oo合状织氢的a物M酮P脱的SAA2Hcc羧氢e环质类类化、物2ugDD体态中酶化ii2体r磷戊tt氢-琥2oα2crr酶酶S的HH也、、aa为aN，c的、的复学b+-内酸延二酶H珀tt酮ci（i效A（、、een有c蛋蛋琥形e结调生糖合计最酶胡酸y酰D戊vvto组率线乙乙l）y白白珀成合ii-控物发体量Hx主、素aa-lC二-分iC粒酰酰d质质C酸氟：合酵活cco要C酸oa酸iio）A体--ss彻彻A柠atCC成为性A的i--o2tAA）ooo底底檬n需氧降+产AAcc）S、oo分分酸求所低能unn胰c解解ii，调抑的途ttcaa岛i的的不tt节制n径ee素a共共能,！t2这e2同同往2N种N2A途途N下AF现DADA径径反HD象HD！！应HH巴2，斯55称5德3致(L死. 性合成
柠檬酸循环
TPP E1
S
NH
硫辛酸
TPP
E2
O
CH3C S
(CH2)4CO NH
HS
多肽链
HS
乙酰二氢硫辛酸
HS
E2
二氢硫辛酸脱氢酶
F ADH2
E3
F AD
NAD+ NADH+H+
NH
(C H2)4C O
二氢硫辛酸
硫辛酸乙酰转移酶
O
中间产物在氨基酸HS臂CoA作用下进CH3入C 酶SCo活A 性中心
快速准确！
bound to the E2 core, 12 subunits.
7
丙酮酸脱氢酶复合体
E1
E3
E2
三种酶
60条肽链形 成的复合体
丙酮酸
CO2
CH3 CO
CH3 HC OH
丙酮酸脱羧酶
(CH2)4COOS
TPPE1
S
硫辛酸
TPP
二氢硫辛酸脱氢酶
FADH2
E3
FAD
+ NAD NADH+H+
COO H
2021年3月3日星期三
GTP
CO2
CH2 COOH 2H
琥珀酰CoA
H2C
CH2 COOH
O=C COOH α-酮戊二酸
H2C CO～SCoA 2H CO2
31
脱水（2） 加水（1、3、9） 脱羧（5、6） 脱氢（4、6、8、10）
丙酮酸→乙酰CoA，脱出两个H
脱氢：脱氢酶
NAD、NADP、FAD、TPP、硫辛酸
O CH3C S
HS
乙酰二氢硫辛酸
E (CH2)4CO2OE2
三羧酸循环 柠檬酸循环
4C延胡索酸 4C琥珀酰CoA 4C琥珀酸
TCA循环阶段
1、草酰乙酸与乙酰辅酶A形成柠檬酸
S-CoA
intermediate
—催化此反应的酶为柠檬酸合酶； —反应的中间产物为柠檬酰辅酶A；
—柠檬酸合酶属于调控酶，其活性受ATP、NADH、琥珀酰 CoA、酯酰CoA等的抑制；另一种抑制剂是丙酮酰CoA。
• 顺乌头酸酶催化柠檬酸异构化为柠檬酸，反应分两步 进行，经历一个顺乌头酸中间体。 • 反应具有严格的空间特异性。
TCA循环阶段
• 顺乌头酸酶活性位点的铁硫聚簇。
TCA循环阶段
• 氟乙酸到氟柠檬酸的转化
TCA循环阶段
３、异柠檬酸氧化生成－酮戌二酸
-脱羧反应
—催化此反应的酶为异柠檬酸脱氢酶； —反应为TCA二次氧化脱羧中的第一个反应；
TCA循环阶段
苹果酸脱氢酶的结构
TCA循环阶段
乙酰草酰成柠檬，柠檬易成α-酮 琥酰琥酸延胡索，苹果落在草丛中。
TCA Cycle
TCA能量计算
1、总反应
Acetyl CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + 2 H + + CoA
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
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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+
一. 柠檬酸循环的准备过程 ——丙酮酸脱羧形成乙酰CoA
总化学反应方程：
丙酮酸+ CoA-SH+ NAD+ 乙酰CoA + CO2 + NADH+H+
△G0’ = -39.5kJ/mol
1. -羟乙基-TPP的生成 2A. 羟乙基脱氢、 与硫辛酰胺结合 5. NADH+H+的生成
2B.乙酰基传递
4. 硫辛酰胺的还原
3.乙酰CoA的生成
砷化物对E2辅基硫辛酰胺的毒害作用
•硫辛酸分子中的SH起酰基转运作用
•E2中Lys残基通过酰胺键连接硫辛酸 Lys 残基
E2 中硫辛酰赖氨酰长链结构
1.2.4 辅酶FAD（复习绪论）
通过氧化-还原变化，传递H+和电子，充当许多脱氢酶辅酶。
1.3 丙酮酸氧化脱羧反应机制
反应的动态过程与分子机制：
/chemistry_d/templates/student_ resources/shared_resources/animations/pdc/pdc.html 图解见后一页
(p96)
-O-As -（R-As）
C6H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O + 30/32 ATP
糖的有氧氧化代谢途径（三阶段）
• 葡萄糖酵解
G（Gn） 胞液 丙酮酸
线粒体膜
• 丙酮酸氧化脱羧 • 柠檬酸循环
氧化呼吸链 [O] ATP ADP
乙酰CoA 线粒体 TAC循环 3NADH+H+ 1FADH2 GTP
（ATP）
Born Died
25 August 1900) Hildesheim, Germany 22 November 1981 (aged 81) Oxford, England
Citizenship Nationality Fields Institutions
United Kingdom Dr. Hans Krebs Germany Internal medicine, biochemistry Kaiser Wilhelm Institute for Biology University of Hamburg Cambridge University University of Sheffield University of Oxford Known for discovery of the urea cycle and the citric acid cycle Notable awards Nobel Prize in Physiology or Medicine (1953)
E2: 8 个三聚体 E3: 6 个二聚体 E1: 8 个三聚体
1.2.2 TPP辅酶
形成活性负碳离 子，结合丙酮酸
O C-O` C-OH C-H3
TPP 催化脱羧的机制
E1-TPP-羟乙基
（2C单位活化形式）
1.2.3 硫辛酰胺辅酶
氧化态
还原态
硫辛酸
乙酰基结合态 •硫辛酸分子含2个SH，有氧-还变化
CryoEM images.
Zhou Z H et al. PNAS 2001;98:14802-14807
©2001 by The National Academy of Sciences
1.2.1 丙酮酸脱氢酶复合体立体结构模型 不同多亚基蛋白的三种酶镶嵌构成多酶复合体
硫辛酰转乙酰基酶 二氢硫辛酸脱氢酶 丙酮酸脱氢酶
早期发现柠檬酸和一些二羧酸如琥珀酸、延胡索酸等能 迅速被肝、肾切片氧化。而且这些二羧酸能增加鸽胸肌 悬液摄取氧，其程度远较本身氧化时所需氧为多，显然， 它们对鸽胸肌的氧化营养物起着催化作用。以后，在研 究柠檬酸和二羧酸之间的关系时，发现柠檬酸可经异柠 檬酸转变为α-酮戊二酸。还发现α-酮戊二酸可转变为 琥珀酸，而丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制物，使 琥珀酸不能脱氢氧化而成延胡索酸。在加有丙二酸的肌 肉匀浆中加入柠檬酸，可引起琥珀酸的堆积。这证实了 上述的转变过程在生物细胞内确实存在。最后Krebs发现 了三羧酸循环关键的一步，即草酰乙酸加入肌肉组织， 可迅速与来自丙酮酸或加入的乙酸合成柠檬酸，从而提 出了三羧酸循环的学说。三羧酸循环过程以后用同位素 技术完全证实。
1.1 生物转化总反应式
1.2 丙酮酸脱氢酶复合体
1.3 反应机制
1.4 丙酮酸脱氢酶的调控
1.1 生物转化总反应式
COOH C O CH3
丙酮酸
NAD+
NADH+H+
CO～SCoA
+ CoA-SH
辅酶A 丙酮酸
脱氢酶系
CH3
乙酰CoA
+ CO2
丙酮酸+ CoA-SH+
NAD+
丙酮酸 乙酰CoA + CO2 + NADH+H+ 脱氢酶系