生物化學課件acid cycle

1、細胞呼吸作溶OCO細胞呼吸作溶OCO三個階段階段2：乙酰CoA進入三，在酶催化作用下被氧化為CO2，量在NADH和FADH2分子中線粒階段3：NADH和將接受的2電子傳遞給線粒體的電子載體鏈，后還原O2生成HO。電子 動ATP的生成（氧化磷酸化）驅(qū)乙酰CoA的產(chǎn)氧化脫羧反應高能硫酯鍵不乙酰CoA的產(chǎn)氧化脫羧反應高能硫酯鍵不可逆的氧化過酸脫氫酶復合體 3種酶+5種不同的輔酶或輔基 定位：真核細胞的線粒體中和原核細胞的胞質(zhì)溶膠中3乙酰輔酶-巰基乙酰輔酶-巰基乙胺+ 泛酸 +活性巰基?；d體酰基共價連接在巰基上，形成硫酯乙酰CoA具有很高的酰基轉(zhuǎn)移勢能“活化了的?；滨０锋I磷酯鍵硫辛硫辛酸+賴氨酸殘

2、基硫辛酰硫辛硫辛酸+賴氨酸殘基硫辛?；难趸汀⑦€原型與乙?；图纯勺鳛闅涞妮d體也可作為乙酰基的載白上的硫辛酸像“擺動臂”以將電子和?；鶑膹秃象w 酰胺鍵5酸脫氫酶復3種酶 + 5種不同的輔酸脫氫酶復3種酶 + 5種不同的輔 酸脫氫酶，硫胺素焦磷酸 E2：二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰酶，硫辛酸，CoA- E3：二氫硫辛酰脫氫酶，NAD+以多個拷貝存在：每一種酶分子的拷貝數(shù)以及復合體的大小都隨物種的不同而不同酸脫氫酶復合體624E2+24E1+12E3；4.5X1063乙酸基酯化到巰基上硫辛?；趸鸵阴；?乙酸基酯化到巰基上硫辛酰基氧化型乙?；纬梢阴Ａ蛐刘；阴；瓦€原C-1CO2C-2羥乙基與TPP相連

3、4FADFADHFADH2FA中間產(chǎn)物不離開酶的表面二氫硫辛二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰酶酸脫E2亞基上可擺動的硫辛?；邮?的兩個電子和乙?；瑐鬟f給7三三（Tricarboxylic acid cycle，TCA）也稱為檸檬環(huán)三三（Tricarboxylic acid cycle，TCA）也稱為檸檬環(huán)（citricacidcycle），這是因為循環(huán)反應中的第一個中間產(chǎn)TCA循環(huán)是一個由一系列酶促反應的循環(huán)反應系統(tǒng)。首先由乙酰CoA與草酰乙酸縮合生成含3個羧基的檸檬酸， 再經(jīng)過4次脫氫、2次脫羧，生成4分子還原當量和2分子 C2重新生成草酰乙酸。8三由8步代謝反應三由8步代謝反應消耗乙酰CoA 2次脫

4、羧生成4次脫氫生成3NADH+AD1次底物磷酸化檸檬酸的形乙酰CoA與草酰檸檬酸的形乙酰CoA與草酰乙酸縮由檸檬酸合酶催化能檸檬酸（對稱分子關鍵酶2C +4C=2C：乙酰4C：草酰乙酸6C：檸檬酸不可逆反應檸檬酸的形檸檬檸檬酸的形檸檬酸合游離酶的開放構(gòu)象結(jié)合底物的閉合構(gòu)象黃色草酰乙酸紅色 乙酰CoA硫酯激活甲基的硫酯激活甲基的獲取H，形成烯與形成氫鍵被穩(wěn)檸檬酸CoA水解放能形的CoA和檸檬檸檬酸異構(gòu)為檸檬酸異構(gòu)為異檸通過順烏頭酸酶催化，鐵硫中心反應中間產(chǎn)物：順烏反應：脫水，加平衡混合物中含有少于10%的異檸酸，但在細胞中，反應被拉向右異檸檬酸氧化脫通過異檸檬酸脫氫異檸檬酸氧化脫通過異檸檬酸脫氫

5、酶第一步氧化脫羧反產(chǎn)生6C1C=6C：異檸檬酸5C：酮戊二酸分子脫羧-酮戊二酸氧化脫通過-酮戊二酸脫氫酶-酮戊二酸氧化脫通過-酮戊二酸脫氫酶復合體催化，機理同酸氧化脫羧由E1, E2和E3組成，有輔因子TPP, 硫辛酸, FAD, NAD, 和CoA-SH E1結(jié)合-酮戊二酸第二次氧化脫羧反5C1C=5C：酮戊二酸4C：琥珀酰能量在琥珀酰CoA的硫酯鍵產(chǎn)生高能關鍵琥珀酰CoA轉(zhuǎn)化成琥珀通過琥琥珀酰CoA轉(zhuǎn)化成琥珀通過琥珀酰底物水平磷酸酶 （琥珀酸硫激酶）催化 （G36kJ/mol）驅(qū)動GTP（或可逆反應琥珀酰CoA轉(zhuǎn)化成琥琥珀酰CoA轉(zhuǎn)化成琥)E.Coli琥珀酰酶琥珀酸氧化成延胡通過琥珀酸脫琥

6、珀酸氧化成延胡通過琥珀酸脫氫酶催化，輔基FAD 真核細胞粒體內(nèi)膜上；原核細胞，結(jié)合在細胞質(zhì)膜上TCA中唯一一種與膜結(jié)合的酶2H從底物移除，產(chǎn)生A丙二酸，琥珀酸類似物，是琥珀酸脫氫酶的強競爭性抑制劑能夠阻。延胡索酸水化成通過延胡索酸延胡索酸水化成通過延胡索酸酶催化高度的專一專一加載-OH -H，形成L-蘋果延胡索順丁烯蘋果酸氧化生成草酰通蘋果酸氧化生成草酰通過結(jié)合有NAD的L-蘋果酸脫氫酶催化產(chǎn)生NADH + 標準熱力學條件下，反應的方向向左但是由于草酰乙酸與乙酰CoA不斷地檸檬酸，使細胞中的草酰乙酸濃度很低，從而反應向右進行縮三羧由8步代謝反應消縮三羧由8步代謝反應消耗乙酰CoA 輸入1分子乙

7、酰C脫脫2次脫羧生成24次脫氫生成3NADH+FAD1次底物磷酸化水加脫底物水平磷酸化對稱檸檬酸分子的不對稱對稱檸檬酸分子的不對稱乙酰2位點不對一輪TCA的結(jié)乙酰CoA + 一輪TCA的結(jié)乙酰CoA + + FAD + GDP + Pi CoA-SH + 3NADH + FAD + GTP + 2H+ 2C的乙酰CoA結(jié)合草酰乙酸形成檸檬酸進入循環(huán)催化下氧化脫羧以CO2的形式2分子的水被消 1分子水消耗于檸檬酸時，水解乙酰CoA的高能硫酯鍵 1分子水消耗于延胡索酸的水合作用一輪TCA的結(jié)乙酰CoA + + FAD GDP 一輪TCA的結(jié)乙酰CoA + + FAD GDP + Pi CoA-SH

8、+ 3NADH + + GTP + 2H+ 氧化的能量1NAD1在-酮戊二酸的氧化脫羧反應中被還原氧化磷酸化產(chǎn)生1個高能磷酸酯鍵（GTP）的產(chǎn)生：琥珀酰 能量的結(jié)能量的結(jié)能量的結(jié)每分子的葡萄糖可產(chǎn)生大約32個分子的葡萄糖酸：2ATP2NADH酸乙酰CoA：NADH 乙酰CoATCA：3NADHFAD GTP10ATP葡萄糖 酸2乙酰CoATCA7ATP+22.5ATP+210ATP=3230.5kJ/mol=976能量的結(jié)每分子的葡萄糖可產(chǎn)生大約32個分子的葡萄糖酸：2ATP2NADH酸乙酰CoA：NADH 乙酰CoATCA：3NADHFAD GTP10ATP葡萄糖 酸2乙酰CoATCA7AT

9、P+22.5ATP+210ATP=3230.5kJ/mol=976976kJ/mol2840kJ/mol=34%。經(jīng)過能量修正，65%被厭氧細菌的不完全厭氧細菌的不完全厭氧細 缺乏-酮戊二酸脫氫酶 TCA作為生前體的來源而不是能量的來 異檸檬酸氧化產(chǎn)生的NADH通TCA在代謝中的作兩棲途TCA在代謝中的作兩棲途分解代謝脂肪酸，固醇谷氨酸嘌嘧卟啉，血紅素TCA在代謝中的作TCA循環(huán)中間產(chǎn)物是糖、脂肪酸和氨基酸的前體TCA循環(huán)中間產(chǎn)物可以異生為異生為葡萄糖TCATCA在代謝中的作TCA循環(huán)中間產(chǎn)物是糖、脂肪酸和氨基酸的前體TCA循環(huán)中間產(chǎn)物可以異生為異生為葡萄糖TCA中間產(chǎn)物草酰乙酸氨基TCA循環(huán)

10、中間產(chǎn)物可為脂酸提供原脂檸檬酸-酸循乙酰CoATCA循環(huán)中間產(chǎn)物可為氨基酸提供碳谷氨酸谷氨酸脫氫酶-酮戊二酸NADH+添補反應補充TCA的中間中間物被移走作生添補反應補充TCA的中間中間物被移走作生的前體，可通過添補反應得到補TCA中間物的濃度幾乎保持恒當TCA缺少草酰乙酸或任何中間物時酸羧化酶催化酮酸與CO2的可逆羧化反應，生成草酰乙酸 能量由ATP提供乙酰CoA過量時，激酸羧化酶，是正別構(gòu)調(diào)節(jié)物酸羧化生物素輔 羧化反應中有酸羧化生物素輔 羧化反應中有著HCO 3CO2羧化生物素 一碳最高氧化形式CO的 專一性載體HCO-衍生的羧基連接到生物素上羧基轉(zhuǎn)移烯醇進攻2酸2柔性臂的作柔性臂的作?；?/p>

11、載體蛋白TCA的調(diào)酸乙酰酸脫氫酶復合TCA的調(diào)酸乙酰酸脫氫酶復合別構(gòu)調(diào)節(jié)機 產(chǎn)物抑制與底物激活 當脂肪酸和乙酰CoA分子充足時，以及細胞中NADH/NAD+的比值高時，該酶活性受抑 能量需求高時，此酶被重新激活共價的蛋白質(zhì)修E1亞基的一個特定絲氨酸殘基的可逆磷酸化兩種調(diào)節(jié)蛋白：蛋白激酶使E1磷酸化，酶失活；磷蛋白磷酸酶去磷酸化，酶激活。蛋白激酶的活性被ATP別構(gòu)激活TCA的調(diào)乙酰CoATCA(3個高檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶三TCA的調(diào)乙酰CoATCA(3個高檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶三個：底物的可獲取情況累積的產(chǎn)物抑制作用酶的別構(gòu)反饋抑制TCA與糖酵解速率相當酸、

12、乳酸、乙酰Co高濃度ATP、NADH檸檬酸也是果糖磷酸激乙醛酸循脊椎乙醛酸循脊椎動物無法把脂肪酸，或從其衍生而來的乙酸轉(zhuǎn)化為糖類乙酸不能轉(zhuǎn)化為PEP，就不能作為糖異生的起始材料乙酰CoA + + FAD + GDP + Pi + 2CoA-SH + 3NADH + FD + GTP + 2H+植物、無脊椎動物、微生物乙醛酸循環(huán)作為將乙酸轉(zhuǎn)化為糖類的機制起2乙酰CoANAD+ +2H2O琥珀酸+ 2CoANADH + 利用乙酸產(chǎn)生四碳化乙醛酸循乙醛酸循異檸檬酸裂解琥珀酸+ 乙醛蘋果酸合乙醛酸+ 乙酰CoA蘋果2乙酰CoA1琥珀酸，作為物的原乙醛酸循環(huán)在植物中，乙醛酸循環(huán)中的酶被在被乙醛酸循環(huán)在植

13、物中，乙醛酸循環(huán)中的酶被在被膜的細胞器中在富含脂質(zhì)發(fā)芽過程中、在正處于發(fā)育的植株獲得過光合作用產(chǎn)生葡萄糖的能力之前形還含有降解的脂肪酸所需要的酶脂質(zhì)乙酰CoA乙醛酸循環(huán)琥珀酸琥珀酸線粒體蘋果酸蘋果酸胞質(zhì)溶膠草酰乙酸PEP脊椎動物沒有乙醛酸循環(huán)的特異酶，不能完成脂質(zhì)葡萄的過乙醛酸循環(huán)和連續(xù)的代謝中乙醛酸循環(huán)和連續(xù)的代謝中糖脂肪酸乙酰（乙醛酸循環(huán)體胞質(zhì)溶乙醛酸循環(huán)體乙乙酰CoA琥珀酸（乙醛酸循環(huán)體三琥珀酸蘋果酸（線粒體蘋果酸葡萄糖（胞質(zhì)溶膠線粒異檸檬酸的異檸檬酸異檸檬酸的異檸檬酸的中間物于TCA和乙醛酸循環(huán)的分支點蛋白激酶使該酶磷酸化而失活磷蛋白磷酸酶脫磷酸化而激活代謝中間物調(diào)節(jié)這些調(diào)節(jié)酶的活性 當產(chǎn)能代謝足夠快，使得糖酵解和TCA 抑制被解除，異檸檬酸流入乙醛酸循環(huán)，用于糖類、氨基酸等的生。本章小細胞的呼吸作酸本章小細胞的呼吸作酸乙酰酸脫氫酶復合三8步代謝反應能量的結(jié)算TCA在代謝中的作用TCA的調(diào)控乙醛酸循乙醛酸循環(huán)與TCACellularTric