教學(xué)課件 75 檸檬酸循環(huán)匯總

檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)胞液線粒體GG-6-PPAPA乙酰CoAO2O2O2H++eO2H2OCO2糖的有氧氧化（aerobicoxidation）反應(yīng)過程：胞液線粒體GG-6-PPAPA乙酰CoAO2O2O2H++e糖有氧氧化的反應(yīng)過程分三個階段：糖酵解途徑：葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰CoA三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化糖有氧氧化的反應(yīng)過程分三個階段：檸檬酸循環(huán)（CitricAcidCycle)三羧酸循環(huán)（TricarboxylicAcidCycle）Krebs循環(huán)在好氧真核生物線粒體基質(zhì)或好氧原核生物細(xì)胞質(zhì)中，酵解產(chǎn)物丙酮酸脫羧、脫氫，徹底氧化為CO2、H2O并產(chǎn)生ATP的過程。檸檬酸循環(huán)（CitricAcidCycle)原核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)真核生物線粒體基質(zhì)（線粒體）原核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)真核生物線粒體基質(zhì)一、丙酮酸氧化脫羧形成乙酰-CoA

PyruvateIsOxidizedtoAcetyl-CoAandCO2

丙酮酸脫氫酶系一、丙酮酸氧化脫羧形成乙酰-CoA

PyruvateIs多酶復(fù)合體位于線粒體內(nèi)原核細(xì)胞在胞液中三種酶六種輔助因子E1-丙酮酸脫氫／羧酶（組分）E2-二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；窫3-二氫硫辛酸脫氫酶TPP、硫辛酸、CoA-SH、FAD、NAD+、Mg2+丙酮酸脫氫酶系多酶復(fù)合體位于線粒體內(nèi)三種酶六種輔助因子E1-丙酮酸脫氫／羧丙酮酸脫氫酶復(fù)合體E2E3E1三種酶60條肽鏈形成的復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體E2E3E1三種酶乙酰CoAAMP泛酸β-巰基乙胺乙酰CoA222O2CH223OOHCH3-2OH--OCOCHCHNHCOCHCCHPOPOCHNHCHSCCH3CHOOOOONNNNNHOPOO乙酰CoAAMP泛酸β-巰基乙胺乙酰CoA222O2CH22硫辛酸：硫辛酸：硫辛酰胺輔基硫辛酰賴氨酰臂砷化物共價結(jié)合-毒害作用硫辛酰胺輔基教學(xué)課件75檸檬酸循環(huán)匯總羥乙基TPP高能鍵羥乙基TPP高能鍵CH3CCOOHO+TPPE1分步反應(yīng)①羥乙基TPPE1：丙酮酸脫氫酶CH3CCOOHO+TPPE1分步反應(yīng)①羥乙基TPPE1：丙②+SLSCH3CTPPOHHE2硫辛酸乙酰硫辛酸E2：轉(zhuǎn)乙酰酶硫辛酸：②+SLSCH3CTPPOHHE2硫辛酸乙酰硫辛酸E2：轉(zhuǎn)乙E2E3E3E3：二氫硫辛酸脫氫酶E2E3E3E3：二氫硫辛酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)控：1、產(chǎn)物控制：NADH、乙酰-CoA2、丙酮酸脫氫酶組分的磷酸化（失活）和去磷酸化（激活）由E2上的激酶和磷酸酶起作用

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)控：ATP/AMPNADH/NAD+

乙酰CoA/CoA(能荷比)(一)：乙酰CoA、NADH、ATP、PDH激酶(＋)：AMP、PDH磷酸酶、Ca2+、胰島素ATP/AMPNADH/NAD+乙酰CoA/相當(dāng)于酶復(fù)合體由于第一步為不可逆反應(yīng)，直接決定整個循環(huán)反應(yīng)的速度，而且是許多其它反應(yīng)體系的分支點，因而該酶復(fù)合物受到嚴(yán)密的調(diào)節(jié)控制相當(dāng)于酶復(fù)合體由于第一步為不可逆反應(yīng)，直接決定整個循環(huán)反應(yīng)的二、檸檬酸循環(huán)概貌

CitricAcidCycle

二、檸檬酸循環(huán)概貌

CitricAcidTCA概貌TCA概貌TCA概貌TCA概貌TCA概貌TCA概貌三、檸檬酸循環(huán)歷程

ReactionsoftheCitricAcidCycle1、草酰乙酸與乙酰CoA縮合成檸檬酸

FormationofCitrate

三、檸檬酸循環(huán)歷程

Reactionsof檸檬酸合酶是變構(gòu)酶

變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH、

琥珀酰CoA、酯酰CoA

AMP可解除抑制FH2C

氟乙酰輔酶A：底物，形成氟檸檬酸，不能往下反應(yīng)，稱致死性合成

檸檬酸合酶是變構(gòu)酶

變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH、

CH3CO

丙酮酰-CoA：競爭性抑制劑

CH3CO

丙酮酰-CoA：競爭性抑制劑

2、經(jīng)順烏頭酸生成異檸檬酸

FormationofIsocitrateviacis-Aconitate

烏頭酸酶2、經(jīng)順烏頭酸生成異檸檬酸烏頭酸酶3、異檸檬酸氧化形成α酮戊二酸OxidationofIsocitratetoα-KetoglutarateandCO2

氧化脫羧△G0'=-20.9kJ/mol異檸檬酸脫氫酶NAD為輔酶，需Mg2+（線粒體）NADP為輔酶（胞質(zhì)也有）3、異檸檬酸氧化形成α酮戊二酸氧化脫羧△G0'=-20.94、α酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰-CoA

Oxidationofα-KetoglutaratetoSuccinyl-CoAα酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體△G0'=-33.5kJ/mol高能硫酯化物4、α酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰-CoA

Oxidatio5、琥珀酰-CoA轉(zhuǎn)化為琥珀酸

ConversionofSuccinyl-CoAtoSuccinate

琥珀酰-CoA合成酶（琥珀酰硫激酶）哺乳動物—GTP/ATP植物、微生物—ATP（唯一）直接產(chǎn)生高能磷酸鍵底物磷酸化5、琥珀酰-CoA轉(zhuǎn)化為琥珀酸

Conversion教學(xué)課件75檸檬酸循環(huán)匯總GTP參與蛋白質(zhì)合成G蛋白活化（信號傳導(dǎo)）GTP+ADPGDP+ATP核苷二磷酸激酶GTP參與蛋白質(zhì)合成核苷二磷酸激酶6、琥珀酸脫氫形成延胡索酸

OxidationofSuccinatetoFumarate

FAD與酶共價連接丙二酸為競爭性抑制劑——抑制細(xì)胞呼吸（Krebs）6、琥珀酸脫氫形成延胡索酸

Oxidationof琥珀酸脫氫酶位于線粒體內(nèi)膜具有立體專一性琥珀酸脫氫酶位于線粒體內(nèi)膜7、延胡索酸水合生成L-蘋果酸

HydrationofFumaratetoProduceMalate7、延胡索酸水合生成L-蘋果酸

Hydrati8、L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸

OxidationofMalatetoOxaloacetate

被草酰乙酸與乙酰CoA縮合（高度放能）反應(yīng)所推動8、L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸

Oxidati教學(xué)課件75檸檬酸循環(huán)匯總四、檸檬酸循環(huán)的化學(xué)計量2丙酮酸2acetyl-CoA2NADH52異檸檬酸2α-酮戊二酸2NADH52α-酮戊二酸2琥珀酰-CoA2NADH522琥珀酰-CoA2琥珀酸2A/GTP22琥珀酸2延胡素酸2FADH232蘋果酸2草酰乙酸2NADH5Total25ATP底物磷酸化四、檸檬酸循環(huán)的化學(xué)計量2丙酮酸丙酮酸只有4個氫，但徹底氧化所放出的氫？加水加氫丙酮酸只有4個氫，加水加氫糖酵解+三羧酸循環(huán)的效率糖酵解

1G→2ATP+2NADH+2H++2丙酮酸

→

7ATP三羧酸循環(huán)

2丙酮酸→25ATP———————————————————————

32ATP儲能效率=32×7.3/686=34.05%其余能量以熱量形式：一部分維持體溫，一部分散失。糖酵解+三羧酸循環(huán)的效率糖酵解總反應(yīng)式總反應(yīng)式CO2來自草酰乙酸而不是乙酰CoA但凈結(jié)果是氧化了1分子乙酰CoACO2來自草酰乙酸而不是乙酰CoA五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控速率受細(xì)胞能量狀態(tài)、生物合成需求調(diào)節(jié)五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控速率受細(xì)胞能量狀態(tài)、生物合成需求調(diào)節(jié)限速酶：1.檸檬酸合酶

變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH、琥珀酰CoAAMP可解除抑制2.異檸檬酸脫氫酶變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH

變構(gòu)激活劑：ADP3.α—酮戊二酸脫氫酶系

抑制劑：ATP、NADH、琥珀酰CoA

激活劑：AMP、ADP、Ca2+

限速酶：乙酰CoA的主要來源和去路糖原G三脂酰甘油FA、甘油蛋白質(zhì)氨基酸三羧酸循環(huán)膽固醇、FA酮體乙酰CoA乙酰CoA的主要來源和去路糖原G三脂酰甘油FA、甘油蛋白質(zhì)氨六、檸檬酸循環(huán)的生物意義（1）是好氧生物體內(nèi)最主要的產(chǎn)能途徑?。?）是脂類、蛋白質(zhì)徹底分解的共同途徑?。?）提供合成其他化合物的碳骨架如：草酰乙酸→Asp、Asnα-酮戊二酸→

Glu→

其他氨基酸琥珀酰CoA→

血紅素兩用性六、檸檬酸循環(huán)的生物意義（1）是好氧生物體內(nèi)最主要的產(chǎn)能檸檬酸循環(huán)—焚燒爐檸檬酸循環(huán)—焚燒爐巴斯德效應(yīng)（Pasteur)概念：指有氧氧化抑制生醇發(fā)酵（或糖酵解）的現(xiàn)象?；蛏锛?xì)胞和組織中的糖發(fā)酵為氧所抑制,這種現(xiàn)象巴斯德(L.Pasteur)在研究酵母的酒精發(fā)酵量和氧分壓之間的關(guān)系中發(fā)現(xiàn)的,故稱巴斯德效應(yīng)。

巴斯德效應(yīng)（Pasteur)概念：指有氧氧化抑制生醇發(fā)酵（或由于從呼吸(完全氧化)所得的能量,遠(yuǎn)大于等量糖發(fā)酵所得的能量,因此為了獲得對維持生命活動所需的能量,在有氧情況下與無氧下相比,只消耗少量的糖即足。生物體根據(jù)氧的有無,來調(diào)節(jié)糖的分解量,而使能量得到節(jié)制由于從呼吸(完全氧化)所得的能量,遠(yuǎn)大于等量糖發(fā)酵所得的能量TCA填補(bǔ)反應(yīng)（anapleroticreaction）

1、丙酮酸羧化乙酰CoA激活TCA填補(bǔ)反應(yīng)（anapleroticreaction）

2、PEP羧化（大腦和心臟）3、Asp和Glu脫氨

Asp草酰乙酸

Gluα酮戊二酸PEP羧激酶2、PEP羧化（大腦和心臟）3、Asp和Glu脫氨PEP羧激乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)——三羧酸循環(huán)支路在異檸檬酸與蘋果酸間搭了一條捷徑異檸檬酸檸檬酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸CoASH三羧酸循環(huán)乙酰CoA乙醛酸乙酰CoACoASH①②乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)——三羧酸循環(huán)支路在異檸檬酸與蘋果酸間搭植物和微生物兼具有這樣的途徑異檸檬酸裂解酶異檸檬酸琥珀酸乙醛酸①②乙醛酸乙酰CoA蘋果酸蘋果酸合成酶植物和微生物兼具有這樣的途徑異檸檬酸裂解酶異檸檬酸教學(xué)課件75檸檬酸循環(huán)匯總教學(xué)課件75檸檬酸循環(huán)匯總糖異生油類植物種子發(fā)芽脂代謝糖乙醛酸循環(huán)草酰乙酸乙酰CoA意義不在于產(chǎn)能糖異生油類植物脂代謝糖乙醛酸循環(huán)草酰乙酸乙酰CoA意義不在于原始細(xì)菌生存乙酸菌以乙酸為主要食物的細(xì)菌乙酸NH3生存乙醛酸循環(huán)四碳、六碳化合物轉(zhuǎn)化乙酸

+ATP+CoASH→

乙酰CoA+H2O+AMP+PPi乙酰CoA合成酶原始細(xì)菌生存乙酸菌乙酸NH3生存乙醛酸循環(huán)四碳、六碳化合物轉(zhuǎn)檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)胞液線粒體GG-6-PPAPA乙酰CoAO2O2O2H++eO2H2OCO2糖的有氧氧化（aerobicoxidation）反應(yīng)過程：胞液線粒體GG-6-PPAPA乙酰CoAO2O2O2H++e糖有氧氧化的反應(yīng)過程分三個階段：糖酵解途徑：葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰CoA三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化糖有氧氧化的反應(yīng)過程分三個階段：檸檬酸循環(huán)（CitricAcidCycle)三羧酸循環(huán)（TricarboxylicAcidCycle）Krebs循環(huán)在好氧真核生物線粒體基質(zhì)或好氧原核生物細(xì)胞質(zhì)中，酵解產(chǎn)物丙酮酸脫羧、脫氫，徹底氧化為CO2、H2O并產(chǎn)生ATP的過程。檸檬酸循環(huán)（CitricAcidCycle)原核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)真核生物線粒體基質(zhì)（線粒體）原核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)真核生物線粒體基質(zhì)一、丙酮酸氧化脫羧形成乙酰-CoA

PyruvateIsOxidizedtoAcetyl-CoAandCO2

丙酮酸脫氫酶系一、丙酮酸氧化脫羧形成乙酰-CoA

PyruvateIs多酶復(fù)合體位于線粒體內(nèi)原核細(xì)胞在胞液中三種酶六種輔助因子E1-丙酮酸脫氫／羧酶（組分）E2-二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；窫3-二氫硫辛酸脫氫酶TPP、硫辛酸、CoA-SH、FAD、NAD+、Mg2+丙酮酸脫氫酶系多酶復(fù)合體位于線粒體內(nèi)三種酶六種輔助因子E1-丙酮酸脫氫／羧丙酮酸脫氫酶復(fù)合體E2E3E1三種酶60條肽鏈形成的復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體E2E3E1三種酶乙酰CoAAMP泛酸β-巰基乙胺乙酰CoA222O2CH223OOHCH3-2OH--OCOCHCHNHCOCHCCHPOPOCHNHCHSCCH3CHOOOOONNNNNHOPOO乙酰CoAAMP泛酸β-巰基乙胺乙酰CoA222O2CH22硫辛酸：硫辛酸：硫辛酰胺輔基硫辛酰賴氨酰臂砷化物共價結(jié)合-毒害作用硫辛酰胺輔基教學(xué)課件75檸檬酸循環(huán)匯總羥乙基TPP高能鍵羥乙基TPP高能鍵CH3CCOOHO+TPPE1分步反應(yīng)①羥乙基TPPE1：丙酮酸脫氫酶CH3CCOOHO+TPPE1分步反應(yīng)①羥乙基TPPE1：丙②+SLSCH3CTPPOHHE2硫辛酸乙酰硫辛酸E2：轉(zhuǎn)乙酰酶硫辛酸：②+SLSCH3CTPPOHHE2硫辛酸乙酰硫辛酸E2：轉(zhuǎn)乙E2E3E3E3：二氫硫辛酸脫氫酶E2E3E3E3：二氫硫辛酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)控：1、產(chǎn)物控制：NADH、乙酰-CoA2、丙酮酸脫氫酶組分的磷酸化（失活）和去磷酸化（激活）由E2上的激酶和磷酸酶起作用

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)控：ATP/AMPNADH/NAD+

乙酰CoA/CoA(能荷比)(一)：乙酰CoA、NADH、ATP、PDH激酶(＋)：AMP、PDH磷酸酶、Ca2+、胰島素ATP/AMPNADH/NAD+乙酰CoA/相當(dāng)于酶復(fù)合體由于第一步為不可逆反應(yīng)，直接決定整個循環(huán)反應(yīng)的速度，而且是許多其它反應(yīng)體系的分支點，因而該酶復(fù)合物受到嚴(yán)密的調(diào)節(jié)控制相當(dāng)于酶復(fù)合體由于第一步為不可逆反應(yīng)，直接決定整個循環(huán)反應(yīng)的二、檸檬酸循環(huán)概貌

CitricAcidCycle

二、檸檬酸循環(huán)概貌

CitricAcidTCA概貌TCA概貌TCA概貌TCA概貌TCA概貌TCA概貌三、檸檬酸循環(huán)歷程

ReactionsoftheCitricAcidCycle1、草酰乙酸與乙酰CoA縮合成檸檬酸

FormationofCitrate

三、檸檬酸循環(huán)歷程

Reactionsof檸檬酸合酶是變構(gòu)酶

變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH、

琥珀酰CoA、酯酰CoA

AMP可解除抑制FH2C

氟乙酰輔酶A：底物，形成氟檸檬酸，不能往下反應(yīng)，稱致死性合成

檸檬酸合酶是變構(gòu)酶

變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH、

CH3CO

丙酮酰-CoA：競爭性抑制劑

CH3CO

丙酮酰-CoA：競爭性抑制劑

2、經(jīng)順烏頭酸生成異檸檬酸

FormationofIsocitrateviacis-Aconitate

烏頭酸酶2、經(jīng)順烏頭酸生成異檸檬酸烏頭酸酶3、異檸檬酸氧化形成α酮戊二酸OxidationofIsocitratetoα-KetoglutarateandCO2

氧化脫羧△G0'=-20.9kJ/mol異檸檬酸脫氫酶NAD為輔酶，需Mg2+（線粒體）NADP為輔酶（胞質(zhì)也有）3、異檸檬酸氧化形成α酮戊二酸氧化脫羧△G0'=-20.94、α酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰-CoA

Oxidationofα-KetoglutaratetoSuccinyl-CoAα酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體△G0'=-33.5kJ/mol高能硫酯化物4、α酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰-CoA

Oxidatio5、琥珀酰-CoA轉(zhuǎn)化為琥珀酸

ConversionofSuccinyl-CoAtoSuccinate

琥珀酰-CoA合成酶（琥珀酰硫激酶）哺乳動物—GTP/ATP植物、微生物—ATP（唯一）直接產(chǎn)生高能磷酸鍵底物磷酸化5、琥珀酰-CoA轉(zhuǎn)化為琥珀酸

Conversion教學(xué)課件75檸檬酸循環(huán)匯總GTP參與蛋白質(zhì)合成G蛋白活化（信號傳導(dǎo)）GTP+ADPGDP+ATP核苷二磷酸激酶GTP參與蛋白質(zhì)合成核苷二磷酸激酶6、琥珀酸脫氫形成延胡索酸

OxidationofSuccinatetoFumarate

FAD與酶共價連接丙二酸為競爭性抑制劑——抑制細(xì)胞呼吸（Krebs）6、琥珀酸脫氫形成延胡索酸

Oxidationof琥珀酸脫氫酶位于線粒體內(nèi)膜具有立體專一性琥珀酸脫氫酶位于線粒體內(nèi)膜7、延胡索酸水合生成L-蘋果酸

HydrationofFumaratetoProduceMalate7、延胡索酸水合生成L-蘋果酸

Hydrati8、L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸

OxidationofMalatetoOxaloacetate

被草酰乙酸與乙酰CoA縮合（高度放能）反應(yīng)所推動8、L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸

Oxidati教學(xué)課件75檸檬酸循環(huán)匯總四、檸檬酸循環(huán)的化學(xué)計量2丙酮酸2acetyl-CoA2NADH52異檸檬酸2α-酮戊二酸2NADH52α-酮戊二酸2琥珀酰-CoA2NADH522琥珀酰-CoA2琥珀酸2A/GTP22琥珀酸2延胡素酸2FADH232蘋果酸2草酰乙酸2NADH5Total25ATP底物磷酸化四、檸檬酸循環(huán)的化學(xué)計量2丙酮酸丙酮酸只有4個氫，但徹底氧化所放出的氫？加水加氫丙酮酸只有4個氫，加水加氫糖酵解+三羧酸循環(huán)的效率糖酵解

1G→2ATP+2NADH+2H++2丙酮酸

→

7ATP三羧酸循環(huán)

2丙酮酸→25ATP———————————————————————

32ATP儲能效率=32×7.3/686=34.05%其余能量以熱量形式：一部分維持體溫，一部分散失。糖酵解+三羧酸循環(huán)的效率糖酵解總反應(yīng)式總反應(yīng)式CO2來自草酰乙酸而不是乙酰CoA但凈結(jié)果是氧化了1分子乙酰CoACO2來自草酰乙酸而不是乙酰CoA五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控速率受細(xì)胞能量狀態(tài)、生物合成需求調(diào)節(jié)五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控速率受細(xì)胞能量狀態(tài)、生物合成需求調(diào)節(jié)限速酶：1.檸檬酸合酶

變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH、琥珀酰CoAAMP可解除抑制2.異檸檬酸脫氫酶變構(gòu)抑制劑：ATP、NADH

變構(gòu)激活劑：ADP3.α—酮戊二酸脫氫酶系

抑制劑：ATP、NADH、琥珀酰CoA

激活劑：AMP、ADP、Ca2+

限速酶：乙酰CoA的主要來源和去路糖原G三脂酰甘油FA、甘油蛋白質(zhì)氨基酸三羧酸循環(huán)膽固醇、FA酮體乙酰CoA乙酰CoA的主要來源和去路糖原G三脂酰甘油FA、甘油蛋白質(zhì)氨六、檸檬酸循環(huán)的生物意義（1）是好氧生物體內(nèi)最主要的產(chǎn)能途徑?。?）是脂類、蛋白質(zhì)徹底分解的共同途徑?。?）提供合成其他化合物的碳骨架如：草酰乙酸→Asp、Asnα-酮戊二酸→

Glu→

其他氨基酸琥珀酰CoA→

血紅素兩用性六、檸檬酸循環(huán)的生物意義（1）是好