生物化學(xué)（下）：23 檸檬酸循環(huán)

1、第十單元第十單元 糖代謝糖代謝l第第22章章 糖酵解作用糖酵解作用l第第23章章 檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)l第第25章章 戊糖磷酸途徑和糖的其他代謝途戊糖磷酸途徑和糖的其他代謝途徑徑l第第26章章 糖原的分解代謝和生物合成糖原的分解代謝和生物合成l第第27章章 光合作用光合作用BiochemistryBiochemistry第第23章章 檸檬酸循環(huán)（檸檬酸循環(huán)（citrate cycle） （tricarboxylic acid cycle） l概述概述l一、丙酮酸進(jìn)入檸檬酸循環(huán)的準(zhǔn)備階段一、丙酮酸進(jìn)入檸檬酸循環(huán)的準(zhǔn)備階段 -形成乙酰形成乙酰-CoAl二、三、檸檬酸循環(huán)概貌及反應(yīng)機(jī)制二、三、檸檬酸

2、循環(huán)概貌及反應(yīng)機(jī)制l四、檸檬酸循環(huán)的化學(xué)總結(jié)算四、檸檬酸循環(huán)的化學(xué)總結(jié)算l五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控l六、檸檬酸循環(huán)的雙重作用六、檸檬酸循環(huán)的雙重作用l七、檸檬酸循環(huán)的發(fā)現(xiàn)歷史七、檸檬酸循環(huán)的發(fā)現(xiàn)歷史BiochemistryBiochemistry概述概述l無氧條件無氧條件下，葡萄糖經(jīng)過分解代謝形成的丙酮酸，或無氧下，葡萄糖經(jīng)過分解代謝形成的丙酮酸，或無氧發(fā)酵形成乳酸或乙醇。發(fā)酵形成乳酸或乙醇。l有氧條件有氧條件下，葡萄糖的分解代謝并不停止在丙酮酸，而是下，葡萄糖的分解代謝并不停止在丙酮酸，而是繼續(xù)進(jìn)行有氧分解，最后形成二氧化碳和水。它所經(jīng)歷的繼續(xù)進(jìn)行有氧分解，最后形成二氧化碳和

3、水。它所經(jīng)歷的途徑分兩個(gè)階段，分別為檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化。途徑分兩個(gè)階段，分別為檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化。l之所以稱為檸檬酸循環(huán)是因?yàn)樵谘h(huán)的一系列反應(yīng)中，關(guān)之所以稱為檸檬酸循環(huán)是因?yàn)樵谘h(huán)的一系列反應(yīng)中，關(guān)鍵的化合物是檸檬酸鍵的化合物是檸檬酸( (CitrateCitrate) )，又因?yàn)樗腥齻€(gè)羧基，又因?yàn)樗腥齻€(gè)羧基，所以又稱為所以又稱為三羧酸循環(huán)（三羧酸循環(huán)（t triric carboxylic arboxylic a acid cid c cycleycle）, ,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱TCATCA循環(huán)。循環(huán)。檸檬酸循環(huán)是在細(xì)胞的線粒體中進(jìn)行檸檬酸循環(huán)是在細(xì)胞的線粒體中進(jìn)行的。的。 Bioche

4、mistryBiochemistry一一、丙酮酸丙酮酸進(jìn)入檸檬酸循環(huán)的準(zhǔn)備階段進(jìn)入檸檬酸循環(huán)的準(zhǔn)備階段-形成形成乙酰乙酰-CoA 概述概述 （一）催化丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴＃ㄒ唬┐呋徂D(zhuǎn)變?yōu)橐阴?CoA的反應(yīng)步驟的反應(yīng)步驟 （二）對(duì)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體結(jié)構(gòu)和裝配的深入（二）對(duì)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體結(jié)構(gòu)和裝配的深入 探討探討 （三）丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化反應(yīng)的簡(jiǎn)單圖解（三）丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化反應(yīng)的簡(jiǎn)單圖解 (四四) 砷化物對(duì)硫辛酰胺的毒害作用（砷化物對(duì)硫辛酰胺的毒害作用（HS-基基） (五五) 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)控丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)控概述概述 從丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴谋徂D(zhuǎn)變?yōu)橐阴?CoA可概

5、括為可概括為4步反應(yīng)。步反應(yīng)。 催化這些反應(yīng)的酶是包括丙酮酸脫氫酶在內(nèi)的多酶復(fù)合催化這些反應(yīng)的酶是包括丙酮酸脫氫酶在內(nèi)的多酶復(fù)合體，由三個(gè)酶高度的結(jié)合在一起形成的，統(tǒng)稱為體，由三個(gè)酶高度的結(jié)合在一起形成的，統(tǒng)稱為丙酮酸脫丙酮酸脫氫酶系。氫酶系。H3C COCOOHHSCoAH3C COSCoA乙酰CoA+CO2丙酮酸脫氫酶復(fù)合體NAD+NADH+ H+丙酮酸 縮寫縮寫 肽鏈數(shù)肽鏈數(shù) 輔基輔基 催化反應(yīng)催化反應(yīng)丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶 E1 24 TPP 丙酮酸氧化脫羧丙酮酸氧化脫羧二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙?；付淞蛐了徂D(zhuǎn)乙?；?E2 24 硫辛酸硫辛酸 將乙酰基轉(zhuǎn)移將乙?；D(zhuǎn)移 HS-CoA 到到C

6、oA二氫硫辛酸脫氫酶二氫硫辛酸脫氫酶 E3 12 FAD 將還原型硫辛酸將還原型硫辛酸 NAD+ 轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸娃D(zhuǎn)變?yōu)檠趸痛竽c桿菌丙酮酸脫氫酶復(fù)合體大腸桿菌丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 TPP TPP 與與 硫辛酸硫辛酸 （一）（一）催化催化丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴１徂D(zhuǎn)變?yōu)橐阴?CoA的反應(yīng)步驟的反應(yīng)步驟 反應(yīng)歷程可以分為反應(yīng)歷程可以分為4步：步： 1、丙酮酸脫羧反應(yīng)、丙酮酸脫羧反應(yīng) 2、乙酰基轉(zhuǎn)移到、乙?；D(zhuǎn)移到CoA分子上形分子上形 成乙酰成乙酰-CoA 3、還原型二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰基酶氧化，形成氧化、還原型二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；秆趸?，形成氧化 型的（二氫）硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰基酶。型的（二氫）硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；?。

7、4、還原型的、還原型的E3再氧化再氧化 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化反應(yīng)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化反應(yīng) 的圖解的圖解(P96圖圖23-1)H3CCOCOOHCO2TPPH3C CHOHTPPH3C COS L SHSHLSHLSSFADH2FADNAD+NADH+H+CoASHH3C COS CoA丙酮酸乙酰二氫硫辛酸二氫硫辛酸硫辛酸羥乙基-TPPE1E2E3O AE1:丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶 E2:二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙?；付淞蛐了徂D(zhuǎn)乙?；?E3:二氫硫辛酸脫氫酶二氫硫辛酸脫氫酶E E2E E2 2E E3E E3 3E E1硫辛酸：硫辛酸：Lipoamide 丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化反復(fù)合

8、體催化反應(yīng)的圖解應(yīng)的圖解羥乙基羥乙基TPPTPP乙酰二氫硫辛酸乙酰二氫硫辛酸乙酰乙酰CoA CoA 檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)（KrebsKrebs循環(huán)循環(huán)或或三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)） 1937年年Krebs提出。又稱提出。又稱檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)或或Krebs循環(huán)。循環(huán)。 以乙酰以乙酰CoA與草酰乙酸縮與草酰乙酸縮合成檸檬酸（含合成檸檬酸（含3個(gè)羧基）個(gè)羧基）的反應(yīng)為起始，對(duì)乙酰基團(tuán)的反應(yīng)為起始，對(duì)乙?；鶊F(tuán)進(jìn)行氧化脫羧再生成草酰乙進(jìn)行氧化脫羧再生成草酰乙酸的單向循環(huán)反應(yīng)序列。酸的單向循環(huán)反應(yīng)序列。檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)在線粒體中進(jìn)行。在線粒體中進(jìn)行。二二、三三、檸檬酸循環(huán)概貌及反應(yīng)機(jī)制檸檬酸循環(huán)概貌及

9、反應(yīng)機(jī)制二二、三三、檸檬酸循環(huán)概貌及反應(yīng)機(jī)制檸檬酸循環(huán)概貌及反應(yīng)機(jī)制 乙酰CoA CO2+H2O+ G TAC2 2次脫羧：次脫羧： 2 2個(gè)個(gè)CO24 4次脫氫：次脫氫： 3 3個(gè)個(gè)NADHNADH、1 1個(gè)個(gè)FADHFADH2 21 1次底物水平磷酸化：次底物水平磷酸化： 1 1個(gè)個(gè)ATPATP 二二、檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán) 概貌及反應(yīng)機(jī)制概貌及反應(yīng)機(jī)制12345678CoASHO 1、草酰乙酸草酰乙酸與與乙酰輔酶乙酰輔酶A縮合成縮合成檸檬酸檸檬酸(citrate , CA)草酰乙酸草酰乙酸檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶檸檬酸檸檬酸乙酰輔酶乙酰輔酶A A檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶是檸檬酸循環(huán)中的限速

10、酶是檸檬酸循環(huán)中的限速酶l 這一步是檸檬酸循環(huán)的這一步是檸檬酸循環(huán)的起始步驟起始步驟。通過這一步，含有。通過這一步，含有兩個(gè)碳原子的化合物以乙酰輔酶兩個(gè)碳原子的化合物以乙酰輔酶A的形式進(jìn)入檸檬酸循環(huán)。的形式進(jìn)入檸檬酸循環(huán)。l 催化以上反應(yīng)的酶是催化以上反應(yīng)的酶是檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶。l 檸檬酸合成酶屬于調(diào)控酶。它的活性受檸檬酸合成酶屬于調(diào)控酶。它的活性受ATP、NADH、琥珀酰琥珀酰- CoA 、脂酰、脂酰- CoA等抑制，它是等抑制，它是檸檬酸循環(huán)中的檸檬酸循環(huán)中的限速酶限速酶。l 檸檬酸脫水生成順烏頭酸，然后加水生成異檸檬酸。檸檬酸脫水生成順烏頭酸，然后加水生成異檸檬酸。 檸檬酸通過失

11、水形成順檸檬酸通過失水形成順-烏頭酸，然后再加水到順烏頭酸，然后再加水到順-烏烏頭酸這一不飽和的中間產(chǎn)物上，把羥基從原來的位置轉(zhuǎn)移頭酸這一不飽和的中間產(chǎn)物上，把羥基從原來的位置轉(zhuǎn)移到相鄰的碳原子上從而形成異檸檬酸。到相鄰的碳原子上從而形成異檸檬酸。 催化檸檬酸轉(zhuǎn)變成異檸檬酸的酶稱為催化檸檬酸轉(zhuǎn)變成異檸檬酸的酶稱為順順烏頭酸酶。烏頭酸酶。2.檸檬酸檸檬酸異構(gòu)化形成異構(gòu)化形成異檸檬酸異檸檬酸（i-CA）檸檬酸檸檬酸順烏頭酸順烏頭酸D-D-異檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸酶順烏頭酸酶順烏頭酸酶順烏頭酸酶3.異檸檬酸異檸檬酸氧化形成氧化形成-酮戊二酸酮戊二酸（-KGA )l 檸檬酸循環(huán)中包括檸檬酸循環(huán)中包括4

12、個(gè)氧化個(gè)氧化-還原還原 (脫氫）步驟，這是其脫氫）步驟，這是其中一個(gè)。中一個(gè)。l檸檬酸循環(huán)中有兩次脫羧反應(yīng)，這是其中第一次氧化脫檸檬酸循環(huán)中有兩次脫羧反應(yīng)，這是其中第一次氧化脫羧反應(yīng)。羧反應(yīng)。l催化這一反應(yīng)的的酶稱為催化這一反應(yīng)的的酶稱為異檸檬酸脫氫酶（異檸檬酸脫氫酶（isocitrate dehyclrogenase）。）。異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶D-D-異檸檬酸異檸檬酸-酮戊二酸酮戊二酸此反應(yīng)脫氫產(chǎn)生此反應(yīng)脫氫產(chǎn)生NADH+HNADH+H+ +, , 脫羧產(chǎn)生脫羧產(chǎn)生COCO2 2v催化這一反應(yīng)的的酶稱為催化這一反應(yīng)的的酶稱為異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶（isocitrate dehy

13、clrogenaseisocitrate dehyclrogenase）。是一個(gè)變構(gòu)調(diào)是一個(gè)變構(gòu)調(diào)節(jié)酶。它的活性受節(jié)酶。它的活性受ADPADP變構(gòu)激活。變構(gòu)激活。ADPADP可增強(qiáng)酶與可增強(qiáng)酶與底物的親和力。該酶與異檸檬酸底物的親和力。該酶與異檸檬酸、鎂離子鎂離子、NADNAD+ +、ADPADP的結(jié)合有相互協(xié)同作用。的結(jié)合有相互協(xié)同作用。4. -酮戊二酸酮戊二酸氧化脫羧氧化脫羧 生成生成琥珀酰琥珀酰CoA 這一步反應(yīng)是檸檬酸循環(huán)中兩次氧化脫羧作這一步反應(yīng)是檸檬酸循環(huán)中兩次氧化脫羧作用的用的第二個(gè)第二個(gè)氧化脫羧反應(yīng)。該反應(yīng)需要氧化脫羧反應(yīng)。該反應(yīng)需要NAD+和和 CoA作為輔助因子。脫下的氫最

14、終交給輔酶作為輔助因子。脫下的氫最終交給輔酶NAD+，生成的還原型輔酶，生成的還原型輔酶NADH也可以進(jìn)入呼也可以進(jìn)入呼吸鏈產(chǎn)生吸鏈產(chǎn)生ATP。-酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰-CoA-CoA此反應(yīng)脫氫產(chǎn)生此反應(yīng)脫氫產(chǎn)生NADH+HNADH+H+ +, , 脫羧產(chǎn)生脫羧產(chǎn)生COCO2 2催化該反應(yīng)的酶稱為催化該反應(yīng)的酶稱為-酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系（多酶復(fù)合體）（多酶復(fù)合體）生成琥珀酰生成琥珀酰CoACoA的硫酯鍵是高能的，是底物水平磷酸化的硫酯鍵是高能的，是底物水平磷酸化的第一步的第一步 催化該反應(yīng)的酶稱為催化該反應(yīng)的酶稱為-酮戊二酸脫氫酶系酮戊二酸脫

15、氫酶系，在結(jié)構(gòu)、，在結(jié)構(gòu)、功能上都與催化丙酮酸氧化脫羧的功能上都與催化丙酮酸氧化脫羧的丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系十分十分相似，也由三種酶六種輔助因子組成。三種酶分別是相似，也由三種酶六種輔助因子組成。三種酶分別是 E1：-KGA脫氫酶脫氫酶 E2：二氫硫辛酸轉(zhuǎn)琥珀酰酶：二氫硫辛酸轉(zhuǎn)琥珀酰酶 E3：二氫硫辛酸脫氫酶：二氫硫辛酸脫氫酶l 六種輔助因子是六種輔助因子是:TPP、硫辛酸硫辛酸、NAD+、FAD、CoA、 Mg+5. 琥珀酰琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)殓晁徵晁?并產(chǎn)生一個(gè)并產(chǎn)生一個(gè)高能磷酸鍵高能磷酸鍵l 琥珀酰琥珀酰CoA中高能硫酯鍵水解，放出的能量直接用于高中高能硫酯鍵水解，放出的能

16、量直接用于高能磷酸鍵的生成，催化反應(yīng)的酶是能磷酸鍵的生成，催化反應(yīng)的酶是琥珀酰琥珀酰-CoA合成酶合成酶（succinyl-CoA synthase）或稱琥珀酸硫激酶（）或稱琥珀酸硫激酶（succinic thiokinase）。）。l 這一步反應(yīng)是這一步反應(yīng)是TCA循環(huán)中唯一的底物水平磷酸化循環(huán)中唯一的底物水平磷酸化步驟，步驟，在在TCA循環(huán)中產(chǎn)生了大量能量，只有這步反應(yīng)產(chǎn)生的循環(huán)中產(chǎn)生了大量能量，只有這步反應(yīng)產(chǎn)生的1分子分子GTP是直接產(chǎn)生的高能磷酸化合物，其余的能量都是以還原是直接產(chǎn)生的高能磷酸化合物，其余的能量都是以還原型輔酶型輔酶NADH或或FADH2形式產(chǎn)生的，需要經(jīng)呼吸形式產(chǎn)生的

17、，需要經(jīng)呼吸 鏈電子傳鏈電子傳遞才能產(chǎn)生高能磷酸化合物。遞才能產(chǎn)生高能磷酸化合物。琥珀酰琥珀酰-CoA-CoA琥珀酰琥珀酰-CoA-CoA合成酶合成酶琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoACoA中高能硫酯鍵水解，放出的能量直接用于中高能硫酯鍵水解，放出的能量直接用于ATP(GTP)ATP(GTP)的生成的生成6.琥珀酸琥珀酸脫氫生成脫氫生成延胡索酸延胡索酸l 這是這是TCA循環(huán)中循環(huán)中第三個(gè)氧化反應(yīng)第三個(gè)氧化反應(yīng)，由琥珀酸脫氫酶催，由琥珀酸脫氫酶催化，以化，以FAD為輔基為輔基，因?yàn)榉磻?yīng)的自由能變化不足以還原，因?yàn)榉磻?yīng)的自由能變化不足以還原NAD+。l 琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶與檸檬酸循環(huán)中的其他酶不

18、同與檸檬酸循環(huán)中的其他酶不同,琥珀酸脫琥珀酸脫氫酶氫酶位于線粒體內(nèi)膜上位于線粒體內(nèi)膜上，是，是TCA循環(huán)中唯一與內(nèi)膜結(jié)合的循環(huán)中唯一與內(nèi)膜結(jié)合的酶，是線粒體內(nèi)膜的一個(gè)重要組成部分，酶，是線粒體內(nèi)膜的一個(gè)重要組成部分，其余酶位于線粒其余酶位于線粒體基質(zhì)中體基質(zhì)中。琥珀酸琥珀酸 延胡索酸延胡索酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶7.延胡索酸延胡索酸水合生成水合生成L- 蘋果酸蘋果酸l這是一個(gè)可逆反應(yīng)，由延胡索酸酶（這是一個(gè)可逆反應(yīng)，由延胡索酸酶（fumarase）或稱延胡索酸水化酶（或稱延胡索酸水化酶（fumarate hydratase）催）催化。該酶具有立體異構(gòu)專一性?；?。該酶具有立體異構(gòu)專一性。延胡索

19、酸酶延胡索酸酶L-L-蘋果酸蘋果酸延胡索酸延胡索酸8. L-蘋果酸蘋果酸脫氫生成脫氫生成草酰乙酸草酰乙酸這是再生成草酰乙酸反應(yīng)，完成檸檬酸循環(huán)的這是再生成草酰乙酸反應(yīng)，完成檸檬酸循環(huán)的最后一個(gè)步驟。最后一個(gè)步驟。 L-蘋果酸的羥基氧化形成羰基。蘋果酸的羥基氧化形成羰基。催化這個(gè)反應(yīng)的酶是催化這個(gè)反應(yīng)的酶是L-蘋果酸脫氫酶（蘋果酸脫氫酶（L-malate dehydrogenase），它的輔酶是），它的輔酶是NAD+。蘋果酸蘋果酸被氧化成被氧化成草酰乙酸草酰乙酸L-L-蘋果酸蘋果酸蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶草酰乙酸草酰乙酸四四、檸檬酸循環(huán)的化學(xué)總結(jié)算檸檬酸循環(huán)的化學(xué)總結(jié)算 檸檬酸循環(huán)的總化學(xué)反應(yīng)式

20、如下：檸檬酸循環(huán)的總化學(xué)反應(yīng)式如下： 乙酰乙酰-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi 2CO2+ 3NADH + 3H+ + FADH2 + GTP + CoA-SH 從上式可以看出，檸檬酸循環(huán)的每一次循環(huán)都納入一從上式可以看出，檸檬酸循環(huán)的每一次循環(huán)都納入一個(gè)乙酰個(gè)乙酰-CoA-CoA分子，即兩個(gè)碳原子進(jìn)入循環(huán)。又有兩個(gè)碳原分子，即兩個(gè)碳原子進(jìn)入循環(huán)。又有兩個(gè)碳原子以子以 COCO2 2離開循環(huán)。但是離開循環(huán)的兩個(gè)碳原子并不是剛離開循環(huán)。但是離開循環(huán)的兩個(gè)碳原子并不是剛剛進(jìn)入循環(huán)的那兩個(gè)碳原子。剛進(jìn)入循環(huán)的那兩個(gè)碳原子。 l 每一次循環(huán)共有每一次循環(huán)共有4次氧化反應(yīng)。參加

21、這次氧化反應(yīng)。參加這4次氧化次氧化反應(yīng)的有反應(yīng)的有3個(gè)個(gè)NAD+分子和分子和1個(gè)個(gè)FAD分子；同時(shí)有分子；同時(shí)有4對(duì)氫原子離開循環(huán)，形成對(duì)氫原子離開循環(huán)，形成3個(gè)個(gè)(NADH+H+)和和1個(gè)個(gè)FADH2分子。分子。l 每一次循環(huán)以每一次循環(huán)以GTP（底物水平的磷酸化）的形（底物水平的磷酸化）的形式產(chǎn)生式產(chǎn)生1個(gè)高能鍵。個(gè)高能鍵。l即即：33+ 1 2+1=12 ATPl或：或： 32.5+ 1 1.5+1=10 ATP見見P142第一段第一段：l 在在NADH呼吸鏈呼吸鏈中，中，H+經(jīng)經(jīng)NADH-Q還原酶還原酶（復(fù)合體（復(fù)合體）、細(xì)胞色素還原酶細(xì)胞色素還原酶（復(fù)合體（復(fù)合體）和和細(xì)胞色素氧化酶

22、細(xì)胞色素氧化酶（復(fù)合體（復(fù)合體）從線粒體內(nèi)膜基質(zhì)泵到膜外的細(xì)胞溶膠側(cè)。從線粒體內(nèi)膜基質(zhì)泵到膜外的細(xì)胞溶膠側(cè)。l 據(jù)當(dāng)前最新測(cè)定，據(jù)當(dāng)前最新測(cè)定，一對(duì)電子泵出的質(zhì)子數(shù)依次為一對(duì)電子泵出的質(zhì)子數(shù)依次為4、2和和4。合成一個(gè)。合成一個(gè)ATP分子是由分子是由3個(gè)個(gè)H+通過通過ATP合酶所驅(qū)動(dòng)的。合酶所驅(qū)動(dòng)的。多余多余 的一個(gè)的一個(gè)H+可能用于將可能用于將ATP從基質(zhì)運(yùn)往膜外細(xì)胞溶膠。從基質(zhì)運(yùn)往膜外細(xì)胞溶膠。因此，一對(duì)電子從因此，一對(duì)電子從NADH傳至傳至O2 ，所產(chǎn)生的，所產(chǎn)生的ATP分子數(shù)是分子數(shù)是2.5個(gè)個(gè); 從從FADH2傳至傳至O2 ，所產(chǎn)生的，所產(chǎn)生的ATP分子數(shù)是分子數(shù)是1.5個(gè)。個(gè)。呼吸

23、鏈或電子傳遞鏈呼吸鏈或電子傳遞鏈4H+2H + +4H +葡萄糖徹底氧化的總結(jié)算葡萄糖徹底氧化的總結(jié)算l 合成合成1個(gè)個(gè)ATP分子是由分子是由3個(gè)個(gè)H+通過通過ATP合酶所驅(qū)動(dòng)合酶所驅(qū)動(dòng)。多。多余的余的1個(gè)個(gè)H+用于將用于將ATP從基質(zhì)運(yùn)往膜外溶膠從基質(zhì)運(yùn)往膜外溶膠(合成合成1個(gè)個(gè)ATP分子實(shí)際是由分子實(shí)際是由4個(gè)個(gè)H+完成完成) 。 這樣，這樣，1分子葡萄糖徹底氧化成分子葡萄糖徹底氧化成 CO2時(shí)所得到的時(shí)所得到的ATP分分子數(shù)和過去傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)（子數(shù)和過去傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)（38或或36）相比少了）相比少了6個(gè)，即個(gè)，即32或或30個(gè)。個(gè)。 在在肌肉、神經(jīng)肌肉、神經(jīng)等組織中，通過等組織中，通過甘

24、油甘油-3-3-磷酸穿梭磷酸穿梭途徑，途徑，進(jìn)入進(jìn)入FADHFADH呼吸呼吸鏈鏈；在；在心、肝心、肝等組織中，通過等組織中，通過蘋果酸蘋果酸- -天冬天冬氨酸穿梭氨酸穿梭途徑，進(jìn)入途徑，進(jìn)入NADH呼吸鏈。呼吸鏈。五五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控檸檬酸循環(huán)的調(diào)控l檸檬酸循環(huán)可以概括地看作來自兩個(gè)方面的調(diào)控檸檬酸循環(huán)可以概括地看作來自兩個(gè)方面的調(diào)控 (一一) 檸檬酸循環(huán)本身制約系統(tǒng)的調(diào)節(jié)檸檬酸循環(huán)本身制約系統(tǒng)的調(diào)節(jié) (二二) ATP、ADP和和Ca2+對(duì)檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)對(duì)檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié) (一一) 檸檬酸循環(huán)本身制約系統(tǒng)的調(diào)節(jié)檸檬酸循環(huán)本身制約系統(tǒng)的調(diào)節(jié)l在檸檬酸循環(huán)中，雖然有在檸檬酸循環(huán)中，雖然有9種酶

25、參加反應(yīng)，但在調(diào)節(jié)循環(huán)種酶參加反應(yīng)，但在調(diào)節(jié)循環(huán)速度中起關(guān)鍵作用的可視為三種酶：速度中起關(guān)鍵作用的可視為三種酶： 檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶 異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶 -酮戊二酸脫氫酶酮戊二酸脫氫酶。l檸檬酸循環(huán)中酶的活性主要依靠底物提供的情況推動(dòng)，并檸檬酸循環(huán)中酶的活性主要依靠底物提供的情況推動(dòng)，并受其生成產(chǎn)物濃度的抑制受其生成產(chǎn)物濃度的抑制。循環(huán)中最關(guān)鍵的底物應(yīng)推。循環(huán)中最關(guān)鍵的底物應(yīng)推乙酰乙酰CoA、草酰乙酸草酰乙酸和產(chǎn)物和產(chǎn)物NADH。(二二) ATP、ADP和和Ca2+對(duì)檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)對(duì)檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié) l ADP是是異檸檬酸脫氫酶的異檸檬酸脫氫酶的變構(gòu)促進(jìn)劑變構(gòu)促進(jìn)劑，從而增加

26、了該酶，從而增加了該酶對(duì)底物的親和力（降低異檸檬酸酶的表觀對(duì)底物的親和力（降低異檸檬酸酶的表觀Km值）。值）。l 機(jī)體活動(dòng)處于靜息狀態(tài)時(shí)，機(jī)體活動(dòng)處于靜息狀態(tài)時(shí)，ATP的消耗下降，濃度上升，的消耗下降，濃度上升，對(duì)該酶對(duì)該酶產(chǎn)生抑制產(chǎn)生抑制效應(yīng)效應(yīng)。l Ca2+在機(jī)體內(nèi)的生物功能是多方面的，對(duì)檸檬酸循環(huán)在機(jī)體內(nèi)的生物功能是多方面的，對(duì)檸檬酸循環(huán)也間接的起著重要的作用，也間接的起著重要的作用，對(duì)異檸檬酸脫氫酶和對(duì)異檸檬酸脫氫酶和-酮戊二酮戊二酸脫氫酶都酸脫氫酶都有激活作用有激活作用。六、六、檸檬酸循環(huán)的雙重作用檸檬酸循環(huán)的雙重作用 檸檬酸循環(huán)是絕大多數(shù)生物體主要的分解代檸檬酸循環(huán)是絕大多數(shù)生物體主要的分解代謝途徑，也是準(zhǔn)備提供大量自由能的