三羧酸循環(huán)全解

TCA循環(huán)

是糖、氨基酸和脂肪酸最后共同的代謝途徑也稱為檸檬酸循環(huán)和Krebs循環(huán)

糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸（實(shí)際上是乙酸）被降解成CO2

產(chǎn)生一些ATP產(chǎn)生更多的NADH

NADH進(jìn)入呼吸鏈，通過氧化磷酸化產(chǎn)生更多的ATP。完整的三羧酸循環(huán)乙酰CoA的形成脂肪酸的β氧化氨基酸的氧化分解丙酮酸的氧化脫羧——由丙酮酸脫氫酶系催化丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸如何進(jìn)入線粒體？丙酮酸脫氫酶系的結(jié)構(gòu)與組成——丙酮酸脫氫酶系由丙酮酸脫氫酶（E1）、二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰酶（E2）和二氫硫辛酸脫氫酶（E3）通過非共價(jià)鍵結(jié)合在一起的穩(wěn)定復(fù)合物催化機(jī)制亞砷酸和有機(jī)砷的作用對(duì)象——氧化型硫辛酰胺的再生對(duì)于丙酮酸脫氫酶系的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)十分重要，砒霜的主要成分亞砷酸能夠與還原型的硫辛酰胺形成共價(jià)的復(fù)合物而阻止它的再生。丙酮酸跨線粒體內(nèi)膜的轉(zhuǎn)運(yùn)丙酮酸脫氫酶系的結(jié)構(gòu)和組成縮寫酶活性亞基數(shù)目（個(gè)數(shù)）輔助因子維生素前體輔助因子類型催化的反應(yīng)E1丙酮酸脫氫酶大腸桿菌24、酵母60、哺乳動(dòng)物20或30TPPB1輔基丙酮酸氧化脫羧E2二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰酶大腸桿菌24、酵母60、哺乳動(dòng)物60硫辛酰胺CoA硫辛酸泛酸輔基輔酶將乙?；D(zhuǎn)移到CoAE3二氫硫辛酸脫氫酶大腸桿菌12、酵母12、哺乳動(dòng)物6FADNAD+B2PP輔基輔酶氧化型硫辛胺的再生大腸桿菌內(nèi)丙酮酸脫氫酶系的電鏡照片丙酮酸轉(zhuǎn)變成乙酰-CoA的四步反應(yīng)丙酮酸脫氫酶的催化機(jī)理砒霜的毒性機(jī)理反應(yīng)1：檸檬酸合酶檸檬酸的合成檸檬酸合酶由兩個(gè)相同的亞基組成，它被視為酶“誘導(dǎo)契合”學(xué)說又一代表性的例子在沒有底物結(jié)合的情況下，酶的兩個(gè)亞基的構(gòu)象是開放型的；當(dāng)結(jié)合底物以后，則被誘導(dǎo)為緊密型。反應(yīng)動(dòng)力學(xué)為序列有序型，在反應(yīng)中，OAA首先與酶活性中心結(jié)合，這種結(jié)合迅速誘導(dǎo)活性中心的構(gòu)象發(fā)生變化，從而創(chuàng)造出乙酰-CoA的結(jié)合位點(diǎn)。隨后，乙酰-CoA結(jié)合到酶的活性中心，并與OAA形成中間產(chǎn)物—檸檬酰-CoA，這時(shí)，酶的構(gòu)象再次發(fā)生變化，遠(yuǎn)離活性中心的一個(gè)關(guān)鍵的Asp殘基被拉入到檸檬酰-CoA上的硫酯鍵，很快硫酯鍵被切開，終產(chǎn)物輔酶A和檸檬酸被依次釋放。檸檬酸合酶在催化過程中所發(fā)生的由底物OAA和中間產(chǎn)物檸檬酰-CoA分別誘導(dǎo)的兩次構(gòu)象變化既防止了乙酰-CoA的提前釋放，也大大降低了乙酰-CoA在活性中心被Asp殘基水解成乙酸的可能性。檸檬酸合酶催化的反應(yīng)氟代乙酸在細(xì)胞內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)變及其對(duì)TCA循環(huán)的影響檸檬酸合酶的兩種構(gòu)象反應(yīng)2：順烏頭酸酶檸檬酸異構(gòu)化成異檸檬酸

檸檬酸不是氧化的好底物

S異檸檬酸卻不一樣，經(jīng)過異構(gòu)化，三級(jí)羥基變成了易氧化的二級(jí)羥基在形成的異檸檬酸分子中，羥基只會(huì)與來源于草酰乙酸的β-碳原子而絕對(duì)不會(huì)與來源于乙酰-CoA的β-碳原子相連!順烏頭酸酶使用鐵硫蛋白鐵硫蛋白在順烏頭酸酶反應(yīng)中的作用順烏頭酸酶催化反應(yīng)中產(chǎn)物的立體專一性反應(yīng)3：異檸檬酸脫氫酶（IDH）

異檸檬酸氧化脫羧產(chǎn)生α-酮戊二酸

先是脫氫，然后是β-脫羧有兩種形式的異檸檬酸脫氫酶，分別使用輔酶I和輔酶II作為氫的受體反應(yīng)4：α-酮戊二酸脫氫酶系第二次氧化脫羧反應(yīng)

酶幾乎等同于丙酮酸脫氫酶系——結(jié)構(gòu)上或者機(jī)制上5種輔酶——TPP、CoASH、硫辛酸NAD+、FAD也是亞砷酸的作用對(duì)象反應(yīng)5：琥珀酰-CoA合成酶TCA循環(huán)唯一的一步底物水平磷酸化反應(yīng)ATP或GTP被合成

它的催化過程牽涉到一系列高能分子的形成，因此能量的損失微乎其微反應(yīng)機(jī)制涉及一個(gè)磷酸組氨酸

琥珀酰-CoA合成酶的反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)6：琥珀酸脫氫酶產(chǎn)生FADH2

此酶實(shí)際上是呼吸鏈復(fù)合體II的主要成分琥珀酸的類似物丙二酸是該酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑反應(yīng)7：富馬酸酶雙鍵的水合

水分子加成反式的雙鍵反應(yīng)機(jī)制還不清楚反應(yīng)8：蘋果酸脫氫酶依賴于NAD+-的氧化還原反應(yīng)

這是三羧酸循環(huán)的最后一步反應(yīng)，也是三羧酸循環(huán)中的第四次氧化還原反應(yīng)ΔGo‘=+30kJ/mol，意味著在熱力學(xué)上極不利于正反應(yīng)的進(jìn)行，但是，在體內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物草酰乙酸可以迅速被下一步不可逆反應(yīng)消耗，NADH則進(jìn)入呼吸鏈被徹底氧化，因此，整個(gè)反應(yīng)被“強(qiáng)行拉向”正反應(yīng)。TCA循環(huán)中C的命運(yùn)乙酰CoA的羰基C只有在第2輪循環(huán)轉(zhuǎn)變成CO2

乙酰CoA的甲基C能完全留在兩輪循環(huán)中，但是以后每一輪循環(huán)有一半離開。TCA循環(huán)總結(jié)總反應(yīng)：乙酰-CoA+3NAD＋+FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+2H＋+CoA1個(gè)乙酰-CoA通過三羧酸循環(huán)產(chǎn)生2CO2,1ATP,3NADH,1FADH22H2O被使用作為底物絕對(duì)需要O2吵，您順意吵，（吵得）銅壺呼鹽瓶！TCA循環(huán)的功能產(chǎn)生更多的ATP提供生物合成的原料

是糖、氨基酸和脂肪酸最后的共同分解途徑某些代謝中間我作為其他代謝途徑的別構(gòu)效應(yīng)物產(chǎn)生CO2一分子葡萄糖徹底氧化過程中的ATP收支情況與ATP合成相關(guān)的反應(yīng)合成ATP的方式合成ATP的量糖酵解（包括氧化磷酸化）己糖激酶PFK-1磷酸甘油酸激酶丙酮酸激酶甘油醛-3-磷酸脫氫酶（NADH）消耗ATP消耗ATP底物水平磷酸化底物水平磷酸化氧化磷酸化5或6或7－1－1＋2＋2＋3或＋4或＋5（取決于NADH通過何種途徑進(jìn)入呼吸鏈）丙酮酸脫氫酶系氧化磷氧化磷酸化酸化2×2.5＝5三羧酸循環(huán)異檸檬酸脫氫酶（NADH）α-酮戊二酸脫氫酶系（NADH）琥珀酰-CoA合成酶琥珀酸脫氫酶（FADH2）蘋果酸脫氫酶（NADH）氧化磷酸化氧化磷酸化底物水平磷酸化氧化磷酸化氧化磷酸化192.5×2＝52.5×2＝51×2＝21.5×2＝32.5×2＝5總ATP量30或31或32三羧酸循環(huán)中間物的去向草酰乙酸的回補(bǔ)反應(yīng)乙醛酸循環(huán)植物和微生物的三羧酸循環(huán)的變化形式在每一輪循環(huán)中，前者有兩分子乙酰-CoA進(jìn)入只產(chǎn)生NADH，但不產(chǎn)生