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(chǎn)生的丙酮酸，在有氧條件下，進(jìn)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(zhì)）（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(zhǔn)備階段丙酮酸氧化脫羧→乙酰-COA第五頁，共四十一頁。

真核細(xì)胞線粒體基質(zhì)(原核細(xì)胞:質(zhì)膜）進(jìn)行

丙酮酸脫氫酶系：非常復(fù)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(zhuǎn)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(fù)合體E2E3E1三種酶60條肽鏈形成的復(fù)合體乙酰二氫硫辛酸硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)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(fù)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(zhuǎn)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(chǎn)物在氨基酸臂作用下進(jìn)入酶活性中心快速準(zhǔn)確！第九頁，共四十一頁。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(diǎn)，因而該酶復(fù)合物受到嚴(yán)密的調(diào)節(jié)控制；提問：有哪些物質(zhì)可以調(diào)節(jié)該酶復(fù)合物的活性？答案：產(chǎn)物（NAD(P)H、FADH2、GTP、ATP、乙酰CoA）抑制該酶復(fù)合物的活性反應(yīng)物（NAD+、FAD、GDP、ADP、丙酮酸）激活該酶復(fù)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(jié)合進(jìn)入循環(huán),經(jīng)一系列反應(yīng)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(chǎn)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(zhì)）丙酮酸每個分子具有3個碳的丙酮酸庫（基質(zhì)）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(fù)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(fù)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(chǎn)能步驟2NAD(P)H1FADH21GTP(1)(6)-產(chǎn)能脫碳2NADH+2CO2(5)-脫碳-1CO2→

3步不可逆反應(yīng)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(xué)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(yīng)能量:乙酰CoA的高能硫酯鍵提供——反應(yīng)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(gòu)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生1分子FADH2、1分子NADH三步反應(yīng)——

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(yīng)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(yīng)式凈反應(yīng)：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(yīng)方程式第三十四頁，共四十一頁。（四）特點(diǎn)：（1）TCA循環(huán)一次消耗一個乙?；＜磧蓚€碳原子進(jìn)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(jìn)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(yīng)以GTP形式產(chǎn)生一個高能鍵、二次脫羧反應(yīng)。糖的有氧氧化過程中能量和CO2主要在TCA循環(huán)中產(chǎn)生。（3）TCA循環(huán)所產(chǎn)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(chǎn)生。

TCA在線粒體中進(jìn)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(jì)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(chǎn)生2分子ATP2、三大營養(yǎng)物質(zhì)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(jīng)途徑3、糖、脂肪和氨基酸代謝聯(lián)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(jī)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(nèi)最主要的產(chǎn)能