第檸檬酸循環(huán)演示文稿

第檸檬酸循環(huán)演示文稿1第一頁，共四十一頁。30十一月20222（優(yōu)選）第檸檬酸循環(huán)第二頁，共四十一頁。TCA循環(huán)丙酮酸的有氧氧化

葡萄糖通過糖酵解產生的丙酮酸，在有氧條件下，進行完全氧化，生成H2O和CO2，并釋放出大量能量。兩個階段檸檬酸循環(huán)氧化磷酸化第三頁，共四十一頁。二、糖的有氧氧化（好氧呼吸）：三個步驟1、G或糖原氧化分解成丙酮酸（即糖酵解，胞液）2、丙酮酸氧化脫羧生成乙酰COA（線粒體基質）（丙酮酸乙酰輔酶A，乙酰CoA）3、乙酰COA→TCA（線粒體）乙酰CoAH2O+CO2，釋放能量）第四頁，共四十一頁。三、TCA循環(huán)（一）準備階段丙酮酸氧化脫羧→乙酰-COA第五頁，共四十一頁。

真核細胞線粒體基質(原核細胞:質膜）進行

丙酮酸脫氫酶系：非常復雜的多酶體系

三種不同的酶

丙酮酸脫羧酶E1

二氫硫辛酸乙酰轉移酶E2

二氫硫辛酸脫氫酶E3

6種輔因子

TTP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA、Mg2+糖酵解、三羧酸循環(huán)的中間環(huán)節(jié)第六頁，共四十一頁。E2(dihydrolipoyltransacetylase):consistingthecore,24subunits;E1(pyruvatedehydrogenase):boundtotheE2core,24subunits;E3(dihydrolipoyldehydrogenase):boundtotheE2core,12subunits.第七頁，共四十一頁。丙酮酸脫氫酶復合體E2E3E1三種酶60條肽鏈形成的復合體乙酰二氫硫辛酸硫辛酸乙酰轉移酶硫辛酸二氫硫辛酸丙酮酸脫羧酶二氫硫辛酸脫氫酶丙酮酸乙酰CoA

E1E3E2E2～第八頁，共四十一頁。形成酶復合體有什么好處呢？CO2CH3OCOOCTPPCH3CHOHTPPS(CH2)4COSOCH3CS(CH2)4COSHSH(CH2)4COSHFADH2FADNADNADH+H++SCoACH3CSCoAOHH乙酰二氫硫辛酸硫辛酸乙酰轉移酶硫辛酸二氫硫辛酸丙酮酸脫羧酶二氫硫辛酸脫氫酶丙酮酸乙酰CoAE1E3E2E2多肽鏈中間產物在氨基酸臂作用下進入酶活性中心快速準確！第九頁，共四十一頁。相當于酶復合體由于第一步為不可逆反應，直接決定整個循環(huán)反應的速度，而且是許多其它反應體系的分支點，因而該酶復合物受到嚴密的調節(jié)控制；提問：有哪些物質可以調節(jié)該酶復合物的活性？答案：產物（NAD(P)H、FADH2、GTP、ATP、乙酰CoA）抑制該酶復合物的活性反應物（NAD+、FAD、GDP、ADP、丙酮酸）激活該酶復合物的活性Ca2+、胰島素激活第十頁，共四十一頁。（二）TCA概貌（98頁）

乙酰CoA與草酰乙酸結合進入循環(huán),經一系列反應再回到草酰乙酸的過程。在此過程中乙酰CoA被氧化成H2O和CO2并產生大量的能量。第十一頁，共四十一頁。第十二頁，共四十一頁。線粒體膜第三個碳以CO2形式失去四碳二羧酸第二個碳以CO2形式失去五碳二羧酸每個分子具有4個碳的草酰乙酸庫（基質）丙酮酸每個分子具有3個碳的丙酮酸庫（基質）六碳三羧酸三種羧酸！草酰乙酸大循環(huán)！第一個碳以CO2形式失去重新加入到草酰乙酸庫三羧酸？

循環(huán)？第十三頁，共四十一頁。

(4)(7)(8)(10)CH3COCOOHNAD+NADH

+

H+CoASHCO2CH3CO~SCoAOCCOOHCH2COOHCH2COOHC(OH)COOHCH2COOHCH2COOHCHCOOHCH(OH)COOHNAD(P)NAD(P)H+HCH2COOHCHCOOHCOCOOHCH2COOHCH2COCOOHNADH+HNADNADH

+

H++CO~SCoACH2CH2COOHGDP+PiGTPCoASHH2OCH2COOHCH2COOHFADH2FADCHCOOHCHCOOHHOCCOOHCH2COOHH+NAD+CO2++CoASHH2OCoASHCO2丙酮酸乙酰CoA(2)(1)(7)(8)(9)(10)(5)(6)(3)(4)檸檬酸異檸檬酸草酰琥珀酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸L-蘋果酸草酰乙酸HO2(1)

丙酮酸脫氫酶復合體(2)

檸檬酸合成酶(3)

順烏頭酸酶(4)(5)異檸檬酸脫氫酶(6)α-酮戊二酸脫氫酶復合體(7)

琥珀酰CoA合成酶(8)

琥珀酸脫氫酶(9)

延胡索酸酶(10)L-蘋果酸脫氫酶三羧酸循環(huán)產能步驟2NAD(P)H1FADH21GTP(1)(6)-產能脫碳2NADH+2CO2(5)-脫碳-1CO2→

3步不可逆反應第十四頁，共四十一頁。乙酰草酰成檸檬，檸檬又成α-酮

琥酰琥酸延胡索，蘋果落在草叢中第十五頁，共四十一頁。（三）檸檬酸循環(huán)的化學途徑（98頁）1．草酰乙酸→α-酮戊二酸

第十六頁，共四十一頁。1)乙酰CoA+草酰乙酸→檸檬酸反應能量:乙酰CoA的高能硫酯鍵提供——反應不可逆醇醛縮合，先縮合成檸檬酰CoA，水解，C4→C6

第十七頁，共四十一頁。Citratesynthase.CitrateisshowningreenandCoApink第十八頁，共四十一頁。2）檸檬酸異構化成異檸檬酸Iron-sulfur(red),cysteines(yellow)andisocitreate(white)第十九頁，共四十一頁。3）異檸檬酸氧化脫羧放出1分子CO2，C6→C5

；產生1分子NADH第二十頁，共四十一頁。NAD+(gold);Ca2+(red))第二十一頁，共四十一頁。2．α-酮戊二酸→琥珀酰CoA

α-酮戊二酸脫氫酶系：3種酶輔助因子：NAD+、CoA、TPP、硫辛酰胺、FAD和Mg2+等第二十二頁，共四十一頁。Decarboxylatedfirst,thenoxidized;thecarbonreleasedasCO2isnotfromtheacetylgroupjoined;The

a-ketoglutaratedehydrogenasecomplex

closelyresemblesthe

pyruvatedehyrogenasecomplex

instructureandfunction(thetwoE1sandtwoE2saresimilar,thetwoE3sareidentical).第二十三頁，共四十一頁。又放出1分子CO2，C5→C4；又產生1分子NADH；形成1個高能硫酯鍵第二十四頁，共四十一頁。3、琥珀酰-CoA→琥珀酸琥珀酰CoA合成酶合成1分子高能磷酸化合物GTPMalonate(丙二酸)isastrongcompetitiveinhibitor第二十五頁，共四十一頁。4、琥珀酸→草酰乙酸1）琥珀酸氧化→延胡索酸C4的變化；產生1分子FADH2、1分子NADH三步反應——

脫氫、加水、脫氫脫氫第二十六頁，共四十一頁。2）延胡索酸→蘋果酸加水第二十七頁，共四十一頁。3）蘋果酸→草酰乙酸（再生）脫氫Oxaloacetateisregenerated!第二十八頁，共四十一頁。Theactivesiteofmalatedehydrogenase.Malateisshowninred;NAD+blue.第二十九頁，共四十一頁。TCA總反應第三十頁，共四十一頁。草酰乙酸PCH2CO～SoA(乙酰輔酶A)蘋果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸異檸檬酸檸檬酸CO22HCO22HGTP延胡索酸三羧酸循環(huán)總圖2H2H第三十一頁，共四十一頁。丙酮酸→乙酰CoA，脫出兩個H脫氫：脫氫酶

NAD、NADP、FAD、TPP、硫辛酸各輔酶起重要作用。脫水（2）加水（1、3、9）脫羧（5、6）脫氫（4、6、8、10）第三十二頁，共四十一頁。

丙酮酸+CoA-SH+NAD+→乙酰CoA+NADH+H++CO2

乙酰-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O

→2CO2+CoA-SH+3NADH+3H++FADH2+GTP總反應式凈反應：第三十三頁，共四十一頁。

+4NAD(P)+

+FAD+GDP+Pi+3H2O

3CO2+4NAD(P)H+4H+FADH2+GTP4NAD(P)H+4H+10ATP4H2OFADH21.5ATP1H2OADPATP-3H2OGTPGDP1ATP1H2O

12.5ATP3H2O氧化磷酸化作用O2總反應方程式第三十四頁，共四十一頁。（四）特點：（1）TCA循環(huán)一次消耗一個乙?；?。即兩個碳原子進入循環(huán)。又有兩個碳原子以CO2的形式離開循環(huán)。但這兩個碳原子并不是剛剛進入循環(huán)的那兩個碳原子（代謝更新）。（2）四次氧化脫氫（三次NAD+為受氫體，一次FAD為受氫體）、一次底物水平磷酸化反應以GTP形式產生一個高能鍵、二次脫羧反應。糖的有氧氧化過程中能量和CO2主要在TCA循環(huán)中產生。（3）TCA循環(huán)所產生的3個NADH和一個FADH2分子只能通過電子傳遞鏈和氧分子（氧化磷酸化）才能夠再被氧化，釋放的能量ATP形式產生。

TCA在線粒體中進行，整個循環(huán)不可逆。一次循環(huán)、二次脫羧、三次加水、四次脫氫第三十五頁，共四十一頁。1、氧化供能能量計算：每次循環(huán)：3×2.5+1×1.5+1=10分子ATP

丙酮酸開始：10+2.5=12.5分子ATP

葡萄糖開始：2+2.5×2+12.5×2=32分子ATP

而糖的無氧酵解僅產生2分子ATP2、三大營養(yǎng)物質分解代謝的最終共同途徑糖代謝的重要途徑也是甘油、脂肪酸和氨基酸氧化分解的必經途徑3、糖、脂肪和氨基酸代謝聯系的樞紐四、糖的有氧氧化及TCA循環(huán)的意義（107頁）第三十六頁，共四十一頁。糖酵解+TCA的效率糖酵解

1G

→

2ATP+2NADH+2H++2丙酮酸

=2+2×2.5=7ATP三羧酸循環(huán)：2丙酮酸→25ATP+6CO2+4H2O———————————————————————

32ATP儲能效率=32×7.3/686=

34%比世界上任何一部熱機的效率都高！提問：其余能量何處去？答案：以熱量形式。一部分維持體溫，一部分散失第三十七頁，共四十一頁。（一）TCA是各種好氧生物體內最主要的產能