生物化學考研課件-第4章

Chapter12檸檬酸循環(huán)(Citricacidcycle)一、丙酮酸進入檸檬酸循環(huán)的準備階段

——形成乙酰CoA二、檸檬酸循環(huán)概貌三、檸檬酸循環(huán)的反應機制四、檸檬酸循環(huán)的化學總結算五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控六、檸檬酸循環(huán)的雙重作用Chapter12檸檬酸循環(huán)(Citricacidcy1生物化學考研課件--第4章2丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分解

（EPM）葡萄糖COOHC==OCH3丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰CoA三羧酸循環(huán)

NAD+

NADH+H+CO2CoASH

葡萄糖的有氧分解

丙酮酸脫氫酶系丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分解

（EPM）葡萄糖COOH3概念有氧氧化是指體內(nèi)組織在有氧條件下，葡萄糖徹底氧化分解生成CO2和H2O的過程。有氧氧化是糖氧化的主要方式，絕大多數(shù)細胞都通過它獲得能量。肌肉等進行糖酵解生成的乳酸，最終仍需在有氧時徹底氧化成水和二氧化碳。從能量產(chǎn)生看，糖有氧代謝合成的ATP是糖酵解的18-19倍，它無疑是長時間大強度運動的重要能量來源。

C6H12O6+6O26CO2+6H2O+30/32ATP概念有氧氧化是指體內(nèi)組織在有氧條件下，葡萄糖徹底氧化分解生成4細胞呼吸可以分為三個階段階段I所有的能量分子都被氧化，形成共同的二碳單元,乙酰輔酶A階段II乙酰輔酶A完全氧化成CO2,伴隨著由NAD和FAD通過一個環(huán)形途徑收集電子的過程(這個過程被成為檸檬酸循環(huán)或者三羧酸循環(huán)).階段IIINADH和FADH2的電子通過一系列載體轉移給O2，生成H2O和H+梯度，這將促進ATP的形成。細胞呼吸可以分為三個階段階段I所有的能量分子都被氧化，5生物化學考研課件--第4章6葡萄糖→→丙酮酸→丙酮酸→乙酰CoACO2+H2O+ATP三羧酸循環(huán)糖的有氧氧化乳酸糖酵解線粒體內(nèi)Mitochondria胞漿Cytosol

糖有氧氧化概況(線粒體膜)葡萄糖→→丙酮酸→丙酮酸→乙酰CoACO2+H2O+ATP三7糖有氧氧化的部分過程：從丙酮酸到TCA第一階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA（線粒體）包括：丙酮酸的轉運（從胞漿到線粒體）第二階段：乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)徹底氧化

（線粒體）二個階段糖有氧氧化的部分過程：從丙酮酸到TCA第一階段：丙酮酸氧化脫8一、丙酮酸進入檸檬酸循環(huán)的準備階段

——形成乙酰CoA一、丙酮酸進入檸檬酸循環(huán)的準備階段

——形成乙酰CoA91.丙酮酸氧化脫羧—乙酰CoA的生成基本反應：糖酵解生成的丙酮酸可穿過線粒體膜進入線粒體內(nèi)室。在丙酮酸脫氫酶系的催化下氧化脫羧，生成乙酰輔酶A。1.丙酮酸氧化脫羧—乙酰CoA的生成基本反應：10丙酮酸首先通過線粒體內(nèi)膜上的運載體轉移到線粒體中。丙酮酸通過氧化脫羧被轉化為乙酰-CoA和CO2的.丙酮酸首先通過線粒體內(nèi)膜上的運載體轉移到線粒體中。11丙酮酸脫氫酶系三種酶五種輔助因子E1-丙酮酸脫羧酶（也叫丙酮酸脫氫酶）E2-二氫硫辛酸乙?；D移酶E3-二氫硫辛酰胺脫氫酶。焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸、COASH、FAD、NAD+丙酮酸脫氫酶系催化酶：

這一多酶復合體位于線粒體內(nèi)膜上，原核細胞則在胞液中。由丙酮酸脫氫酶，二氫硫辛酰胺轉乙酰酶和二氫硫辛酰脫氫酸三種酶按一定比例組合成多酶復合體。丙酮酸脫氫酶系三種酶五種輔助因子E1-丙酮酸脫羧酶（也叫丙酮12丙酮酸脫氫酶復合體的組成丙酮酸脫氫酶復合體的組成13羥乙基－TPP羥乙基－TPP14丙酮酸轉變?yōu)橐阴oA的反應步驟（一）

E1

丙酮酸TPP丙酮酸TPP加成化合物丙酮酸TPP加成化合物羥乙基-TPP共振形式TPP噻唑環(huán)上的N與S之間活潑的碳原子可釋放出H＋，而成為碳離子，與丙酮酸的羰基作用，產(chǎn)生CO2，同時形成羥乙基-TPP丙酮酸轉變?yōu)橐阴oA的反應步驟（一）E115生物化學考研課件--第4章16E2的硫辛酰胺輔基羥乙基-TPP乙酰二氫硫辛酰胺TPP-E1E2乙?；D移到CoA分子上形成乙酰CoA（二）由二氫硫辛酰胺轉乙酰酶催化使羥乙基-TPP上的羥乙基被氧化成乙?；?，同時轉移給硫辛酰胺，形成乙酰硫辛酰胺。E2的硫辛酰胺輔基羥乙基-TPP乙酰二氫硫辛酰胺TP17乙酰二氫硫辛酰胺乙酰CoA二氫硫辛酰胺二氫硫辛酰胺轉乙酰酶還催化乙酰硫辛酰胺上的乙基轉移給輔酶A生成乙酰輔酶A后，離開酶復合體，同時氧化過程中的2個電子使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個巰基。乙酰二氫硫辛酰胺乙酰18硫辛酸硫辛酸19生物化學考研課件--第4章20砷化物對硫辛酰胺的抑制作用

砷化物對硫辛酰胺的抑制作用21甘油醛-3-磷酸氧化成1,3-二磷酸甘油酸甘油醛-3-磷酸脫氫酶

砷酸鹽是磷酸的類似物，可以代替磷酸結合到甘油酸的1位，并很快水解，使得不能形成1,3-二磷酸甘油酸，不能產(chǎn)生ATP，導致解偶聯(lián)。甘油醛-3-磷酸1,3-二磷酸甘油酸糖酵解中唯一的脫氫反應甘油醛-3-磷酸氧化成1,3-二磷酸甘油酸甘油醛-3-磷22

還原型E2被氧化反應（三）

氧化型E3還原型E2

還原型E3

氧化型E2

還原型E3

氧化型E3

氧化型E3E3其作用機制是：二氫硫辛酰胺脫氫酶使還原的二氫硫辛酰胺脫氫重新生成硫辛酰胺，以進行下一輪反應。同時將氫傳遞給FAD，生成FADH2。在二氫硫辛酰胺脫氫酶催化下，將FADH2上的H轉移給NAD＋，形成NADH和H＋。還原型E2被氧化反應（三）氧化型E3還原型E23丙酮酸脫氫酶復合體結構

丙酮酸脫氫酶復合體由60條肽鏈組成，總分子量為50,00kD，直徑約30nm，在電子顯微鏡下可以看到。E2是復合體的核心，E1及E3結合在E2的外面。E2有一個由賴氨酸殘基與硫辛酰胺相連的長鏈，這個長臂伸長后可達1.4nm，它具有極大的轉動靈活性，可將底物從一個酶轉送到另一個酶。硫辛酰賴氨酰臂丙酮酸脫氫酶復合體結構丙酮酸脫氫酶復合體由60條肽鏈組成24丙酮酸轉化成乙酰輔酶A丙酮酸轉化成乙酰輔酶A25丙酮酸脫氫酶復合體的調(diào)控

丙酮酸脫氫酶復合體催化的這個反應是哺乳動物體內(nèi)使丙酮酸轉變?yōu)橐阴oA的唯一途徑。乙酰CoA既是檸檬酸循環(huán)的入口，又是脂類生物合成的起始物質。1．產(chǎn)物控制

產(chǎn)物NADH抑制E3，乙酰CoA抑制E2。如果NADH和乙酰CoA處于高濃度，則E2處于與乙酰基結合的形式，不再接受羥乙基基團，E1上的TPP停留在結合狀態(tài)，抑制丙酮酸脫羧。2．磷酸化和去磷酸化的調(diào)控

E2分子上結合著兩種特殊的酶，一種稱為激酶，另一種稱為磷酸酶，它們分別使E1磷酸化和去磷酸化，去磷酸化形式是E1的活性形式。Ca2+通過激活磷酸酶的作用，也能使E1活化。丙酮酸脫氫酶復合體的調(diào)控丙酮酸脫氫酶復合體催化的這26檸檬酸循環(huán)

檸檬酸循環(huán)也叫三羧酸循環(huán)(tricarboxylicacidcycle)，又叫做TCA循環(huán)，是由于該循環(huán)的第一個產(chǎn)物是檸檬酸，它含有三個羧基，故此得名。因為德國科學家HansKrebs在闡明檸檬酸循環(huán)中作出了突出貢獻，又將此途徑稱為Krebs循環(huán)。乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合成六碳三羧酸即檸檬酸，經(jīng)過一系列代謝反應，乙?；粡氐籽趸蒗Ｒ宜岬靡栽偕倪^程稱為三羧酸循環(huán)。檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)也叫三羧酸循環(huán)(tricarbox27

OCH3-C-SCoACoASHNADH+CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP三羧酸循環(huán)

（TCA）

草酰乙酸再生階段檸檬酸的生成階段氧化脫羧階段檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸－酮戊二酸琥珀酸琥珀酰CoA延胡索酸蘋果酸草酰乙酸NAD+NAD+FADNAD+OCoASHNADH+CO2FADH2H2ONA28TCA第一階段：檸檬酸生成

H2O草酰乙酸

OCH3-C-SCoACoASHH2O檸檬酸合成酶順烏頭酸酶TCA第一階段：檸檬酸生成

H2O草酰乙酸OCo29草酰乙酸與乙酰CoA縮合形成檸檬酸

草酰乙酸乙酰CoA

檸檬酰CoA

檸檬酸

CoA檸檬酸合酶①112212草酰乙酸與乙酰CoA縮合形成檸檬酸草酰乙酸30Step1.

乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸檸檬酸的形成：乙酰輔酶與草酰乙酸縮合成檸檬酸。反應由檸檬酸合酶催化，此酶是一個調(diào)控酶。草酰乙酸先與酶結合，導致酶的結構發(fā)生變化，暴露出與乙酰輔酶Ａ的結合部位，屬于“誘導契合”模型。

反應的能量由乙酰CoA的高能硫酯鍵提供，所以使反應不可逆。此為醇醛縮合反應，先縮合成檸檬酰CoA，然后水解。這步反應由C4→C6

1.化學反應過程Step1.乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸檸檬酸的形成31Step1檸檬酸（6C）是由乙酰輔酶A（2C）和草酰乙酸（4C）通過檸檬酸合酶催化不可逆縮合形成。Step132Step２檸檬酸異構化形成異檸檬酸

檸檬酸順-烏頭酸異檸檬酸烏頭酸酶烏頭酸酶②222111異檸檬酸的形成：檸檬酸由順烏頭酸酶催化，脫水，然后加水，從而改變分子內(nèi)OH－和H＋的位置，使原來在C3上的羥基轉到C2上，生成異檸檬酸。催化這兩步反應是同一酶，其中間產(chǎn)物為順烏頭酸與酶結合在一起以復合物形式存在。Step２檸檬酸異構化形成異檸檬酸檸檬酸33

Step2檸檬酸通過一個脫水步驟和一個水合步驟異構化形成異檸檬酸;cis-aconitate(順烏頭酸)是這個轉變過程中的中間體,因此催化這一步的酶被成為aconitase（烏頭酸酶）.Step2檸檬酸通過一個脫水步驟和一個水合步驟異構化34TCA第二階段：氧化脫羧（C6—C4）CO2GDP＋PiGTPNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+CoASH異檸檬酸脫氫酶CO2－酮戊二酸脫氫酶琥珀酸硫激酶TCA第二階段：氧化脫羧（C6—C4）CO2GDP＋PiGT35異檸檬酸氧化形成α—酮戊二酸

異檸檬酸脫氫酶

異檸檬酸草酰琥珀酸α－酮戊二酸③1212Step3異檸檬酸氧化形成α—酮戊二酸異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸36

這階段放出了1分子CO2，由C6→C5

；產(chǎn)生1分子NADHStep3.

異檸檬酸氧化脫羧異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸：異檸檬酸在異檸檬酸脫氫酶作用下反應中間物是草酰琥珀酸，它是一個不穩(wěn)定的β-酮酸，當與酶結合則脫羧形成α-酮戊二酸，脫下的氫由NAD＋接受，生成NADH＋和H＋。異檸檬酸脫氫酶是三羧酶循環(huán)中第二個調(diào)節(jié)酶。這階段放出了1分子CO2，由C6→C5；產(chǎn)生1分子37Step3

異檸檬酸首先被氧化，然后脫羧形成a-ketoglutarate

(-酮戊二酸);兩個電子被NAD+收集;這個反應由異檸檬酸脫氫酶催化.第一個氧化步驟異檸檬酸通過氧化脫羧過程轉變成

-酮戊二酸，生成NADH和CO2.Step3異檸檬酸首先被氧化，然后脫羧形成a-ket38Step4α－酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰CoA

α－酮戊二酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸脫氫酶復合體

④1122這階段又放出了1分子CO2，由C5→C4；又產(chǎn)生1分子NADH；形成1個高能硫酯鍵。

Step4α－酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰CoAα－酮戊二39α-酮戊二酸氧化脫羧成為琥珀酰輔A：這是三羧酸循環(huán)中第二個氧化脫羧反應，是由α-酮戊二酸脫氫酶系所催化的。此脫氫酶系與丙酮酸脫氫酶系相似，由三個酶即α-酮戊二酸脫氫酶，琥珀酰轉移酶和二氫硫辛酰脫氫酶組成。也需要TPP，硫辛酸，輔酶A，F(xiàn)AD和NAD＋，Mg2+6種輔助因子。Step4α-酮戊二酸進行另一個氧化脫羧循環(huán);先脫羧，再氧化生成

succinyl-CoA(琥珀酰輔酶A);這個反應

由a-ketoglutaratedehydrogenasecomplex

（α-酮戊二酸脫氫酶系所催化）;此反應和脫氫酶系與丙酮酸脫氫酶系相似(有相同的E1

和E2,同樣的E3).α-酮戊二酸氧化脫羧成為琥珀酰輔A：這是三羧酸循環(huán)中第二個氧40α-酮戊二酸氧化脫羧酶反應機制與丙酮

酸氧化脫羧相同，組成類似：含三個酶及六個輔助因子α-酮戊二酸脫羧酶、二氫硫辛酸轉琥珀酰基酶、二氫硫辛酸還原酶輔酶A、FAD、NAD+、鎂離子、硫辛酸、TPP三個酶:六個輔助因子：α-酮戊二酸氧化脫羧酶反應機制與丙酮

酸氧化脫羧相同，41

TPPlipoateFAD(E1,E2,E3)第二個氧化步驟TPPlipoate(E1,E2,E3)42

Step5琥珀酰CoA轉化成琥珀酸

烯醇化酶

琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酰CoA合成酶⑤1122琥珀酰CoA轉化成琥珀酸，并產(chǎn)生GTP：這是三羧酸循環(huán)中唯一底物水平磷酸化直接產(chǎn)生高能磷酸鍵的步驟。琥珀酰CoA與磷酸生成磷酸化琥珀?；衔铮阽牾oA合成酶的作用下生成琥珀酸，同時使二磷酸鳥苷磷酸化成三磷酸鳥苷。Step5琥珀酰CoA轉化成琥珀酸烯醇化酶琥43Step5

琥珀酰-CoA水解成

succinate(琥珀酸);由GDP或ADP通過底物水平磷酸化形成GTP或

ATP的過程中獲得自由能

.Step5琥珀酰-CoA水解成succinate44TCA第三階段：草酰乙酸再生

這階段需要經(jīng)歷三步反應——脫氫、加水、脫氫.

這一階段的反應為C4的變化；產(chǎn)生1分子FADH2、1分子NADH。

FADFADH2H2ONAD+NADH+H+草酰乙酸琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶TCA第三階段：草酰乙酸再生

這階段需要經(jīng)歷三步反應——45Step6

琥珀酸脫氫形成延胡索酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸

延胡索酸⑥琥珀酸脫氫生成延胡索酸：這是三羧酸循環(huán)中第三步氧化還原反應，由琥珀酸脫氫酶催化，氫的受體是酶的輔基FAD，生成延胡索酸和FADH2。該酶是三羧酸循環(huán)中唯一摻入線粒體內(nèi)膜的酶，并且直接與呼吸鏈聯(lián)系。Step6琥珀酸脫氫形成延胡索酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸46線粒體結構示意圖

琥珀酸脫氫酶嵌合在線粒體的內(nèi)膜上，是線粒體內(nèi)膜的重要組成成分，其他的酶大多存在于線粒體的基質中。

線粒體結構示意圖琥珀酸脫氫酶嵌合在線粒體的內(nèi)膜上，是47

Step6

琥珀酸氧化成fumarate(延胡索酸或反丁烯二酸);由黃素蛋白琥珀酸脫氫酶（具有共價結合的FAD）催化這步反應;malonate(丙二酸)是酶的強競爭性抑制劑,會阻礙整個循環(huán)的進行.第三個氧化步驟丙二酸琥珀酸Step6琥珀酸氧化成fumarate(延胡索酸48Step7延胡索酸水合形成L-蘋果酸

延胡索酸酶

延胡索酸

L-蘋果酸⑦

延胡索酸加水生成蘋果酸：延胡索酸在延胡索酸酶的催化下加水生成蘋果酸。Step7延胡索酸水合形成L-蘋果酸延胡索酸酶延胡索49

Step7

延胡索酸在延胡索酸酶的催化下加水生成蘋果酸;

酶具有高度的立體特異性，只作用于L異構體，而不作用于D異構體。Step7延胡索酸在延胡索酸酶的催化下加水生成蘋果酸;50Step8L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸蘋果酸脫氫酶

L-蘋果酸草酰乙酸⑧蘋果酸脫氫生成草酰乙酸：三羧酸循環(huán)中第4次氧化還原反應，也是最后一步。由蘋果酸脫氫酶催化。蘋果酸脫氫生成草酰乙酸；脫下的氫由NAD＋接受。在細胞內(nèi)草酰乙酸不斷地被用于檸檬酸合成，故反應向生成草酰乙酸的方向進行。Step8L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸蘋果酸脫氫酶L-蘋果51Step8

通過氧化L-蘋果酸再次生成草酰乙酸;這個反應由

malatedehydrogenase

（蘋果酸脫氫酶）催化，并有兩個電子被NAD+收集.(第四個氧化步驟)Step8通過氧化L-蘋果酸再次生成草酰乙酸;這個反應52檸檬酸循環(huán)總圖檸檬酸循環(huán)總圖53四、檸檬酸循環(huán)的化學總結算四、檸檬酸循環(huán)的化學總結算54TCA

TCA55由葡萄糖轉變?yōu)閮煞肿颖崮芰哭D變的估算

葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+→2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O丙酮酸到乙酰CoA的總反應式CH3COCOO－+HS－CoA+NAD+→CH3CO－SCoA+CO2+NADH檸檬酸循環(huán)的總反應式

乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+3H++CoATCA的總反應式C6H12O6+6H2O+10NAD++2FAD+4ADP+4Pi6CO2+10NADH+10H++2FADH2+4ATPG→CO2+H2O產(chǎn)生ATP32

個由葡萄糖轉變?yōu)閮煞肿颖崮芰哭D變的估算葡萄糖+2Pi56每個葡萄糖分子在糖酵解中可以產(chǎn)生2個ATP和2個NADH，共產(chǎn)生

2+2×2.5=7個ATP從丙酮酸開始，檸檬酸循環(huán)中循環(huán)一圈，共產(chǎn)生4個NADH，1個FADH2，1個GTP（ATP），按每個NADH可以產(chǎn)生2.5個ATP、每個FADH2可以產(chǎn)生1.5個ATP計算，共產(chǎn)生

2.5×4+1×1.5+1=12.5個ATP每個葡萄糖分子（2個丙酮酸）在進入檸檬酸循環(huán)后可以產(chǎn)生25個ATP。每個葡萄糖分子徹底氧化后共產(chǎn)生32個ATP。ATP的產(chǎn)量每個葡萄糖分子在糖酵解中可以產(chǎn)生2個ATP和2個NADH，共57

由TCA循環(huán)產(chǎn)生的NADH和FADH2必須經(jīng)呼吸鏈將電子交給O2，才能回復成氧化態(tài)，再去接受TCA循環(huán)脫下的氫。所以，TCA循環(huán)需要在有氧的條件下進行。否則NADH和FADH2攜帶的H無法交給氧，即呼吸鏈氧化磷酸化無法進行，NAD+及FAD不能被再生，使TCA循環(huán)中的脫氫反應因缺乏氫的受體而無法進行。產(chǎn)物NADH和FADH2的去路:

由TCA循環(huán)產(chǎn)生的NADH和FADH2必須經(jīng)呼吸鏈將58

乙酰CoA通過TCA循環(huán)脫下的氫由NADH及FADH2經(jīng)呼吸鏈傳遞給O2，由此而形成大量ATP.

由乙酰CoA氧化產(chǎn)生的ATP中，只有1/10來自底物水平的磷酸化，其余都是由氧化磷酸化間接產(chǎn)生。乙酰CoA通過TCA循環(huán)脫下的氫由NADH及FADH59葡萄糖徹底氧化經(jīng)由的途徑：EMP途徑、丙酮酸氧化脫羧、TCA循環(huán)、呼吸鏈氧化磷酸化。葡萄糖徹底氧化經(jīng)由的途徑：60五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控

在檸檬酸循環(huán)中，雖然有8種酶參加反應，但在調(diào)節(jié)循環(huán)速度中起關鍵作用的有3種酶：檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和α－酮戊二酸脫氫酶復合體。

其調(diào)控可以分為兩個方面：①檸檬酸循環(huán)本身各種物質對酶活性的調(diào)控；②ADP、ATP和Ca2+的調(diào)控。五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控在檸檬酸循環(huán)中，雖然有8種酶參加反61

草酰乙酸與乙酰CoA縮合形成檸檬酸

草酰乙酸乙酰CoA

檸檬酰CoA

檸檬酸

CoA檸檬酸合酶①112212

草酰乙酸與乙酰CoA縮合形成檸檬酸草酰乙酸62異檸檬酸氧化形成α∣酮戊二酸

異檸檬酸脫氫酶

異檸檬酸草酰琥珀酸α－酮戊二酸③1212Step3異檸檬酸氧化形成α∣酮戊二酸異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸63Step4α－酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰CoA

α－酮戊二酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸脫氫酶復合體

④1122Step4α－酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰CoAα－酮戊二64三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)酶及其調(diào)節(jié):酶的名稱檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶系變構激活劑ADP變構抑制劑ATPNADHATP、NADH、琥珀酰CoA三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)酶及其調(diào)節(jié):酶的名稱變構激活劑變構抑制65檸檬酸循環(huán)本身制約系統(tǒng)的調(diào)節(jié)

1．乙酰CoA和草酰乙酸的供應情況。乙酰CoA來源于丙酮酸，受到丙酮酸脫氫酶復合體活性的控制；草酰乙酸的供應取決于循環(huán)是否運行暢通，以及中間產(chǎn)物離開循環(huán)的速率和補充的速率。2.[NADH]/[NAD+]的比值。檸檬酸合酶和異檸檬酸脫氫酶都受到NADH的抑制，但異檸檬酸脫氫酶對NADH更為敏感。α－酮戊二酸脫氫酶復合體也受NADH的抑制。3．產(chǎn)物的反饋抑制。檸檬酸合酶受高濃度檸檬酸的抑制；α－酮戊二酸脫氫酶復合體受琥珀酰CoA的抑制。檸檬酸循環(huán)本身制約系統(tǒng)的調(diào)節(jié)1．乙酰CoA和草酰乙酸的供應66ATP、ADP和Ca2+對檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)

1．[ATP]/[ADP]的比值。

[ATP]/[ADP]的比值對檸檬酸循環(huán)中的酶有調(diào)節(jié)作用，ADP是異檸檬酸脫氫酶的別構促進劑，可降低該酶的Km值，促進酶與底物的結合；而ATP抑制該酶。2．Ca2+濃度。

Ca2+可激活丙酮酸脫氫酶的磷酸酶，使丙酮酸脫氫酶去磷酸化而活化，從而增加乙酰CoA的供應。同時Ca2+也能激活異檸檬酸脫氫酶和α－酮戊二酸脫氫酶。ATP、ADP和Ca2+對檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)1．[ATP]/67生物化學考研課件--第4章68六、檸檬酸循環(huán)的雙重作用

許多合成代謝都利用檸檬酸循環(huán)的中間產(chǎn)物作為生物合成的前體來源。檸檬酸循環(huán)中由于參與其它代謝而失去的中間產(chǎn)物，必須及時補充，才能保持檸檬酸循環(huán)順利地、不間斷地運轉。對檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物有補充作用的反應稱為填補反應。檸檬酸循環(huán)是新陳代謝的中心環(huán)節(jié)。檸檬酸循環(huán)在分解代謝和合成代謝過程中作為中間代謝的樞紐。它提供了的生物合成葡萄糖，氨基酸，核苷酸，脂肪酸，甾醇，血紅素基團等的前體。六、檸檬酸循環(huán)的雙重作用許多合成代謝都利用檸檬酸循環(huán)69生物化學考研課件--第4章70三羧酸循環(huán)的生物學意義1.普遍存在2.生物體獲得能量的最有效方式3.是糖類、蛋白質、脂肪三大物質轉化的樞紐4.循環(huán)中的中間物為生物合成提供原料；如草酰乙酸、a-酮戊二酸可轉變?yōu)榘被?，琥珀酰CoA可用于合成葉綠素及血紅素分子中的卟啉。三羧酸循環(huán)的生物學意義71生物化學考研課件--第4章72三羧酸循環(huán)過程總結(一次循環(huán))8步反應8種酶催化反應類型縮合1、脫水1、氧化4、底物水平磷酸化1、水化1生成3分子還原型NADHⅠ生成1分子FADH2生成1分子ATP三羧酸循環(huán)過程總結(一次循環(huán))73總結丙酮酸靠丙酮酸脫氫酶系（一個巨大的酶系）的作用，轉化為乙酰-CoA。乙酰輔酶A通過八部三羧酸循環(huán)過程，轉化成2CO2,并生成3個NADH,1個FADH2,和1個ATP(通過底物水平磷酸化).三羧酸循環(huán)中的中間體可以被抽出合成許多其它生物分子，包括脂肪酸，類固醇，氨基酸，血紅素，嘧啶，和葡萄糖。TCA.swf總結丙酮酸靠丙酮酸脫氫酶系（一個巨大的酶系）的作用，轉化為乙74Chapter12檸檬酸循環(huán)(Citricacidcycle)一、丙酮酸進入檸檬酸循環(huán)的準備階段

——形成乙酰CoA二、檸檬酸循環(huán)概貌三、檸檬酸循環(huán)的反應機制四、檸檬酸循環(huán)的化學總結算五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控六、檸檬酸循環(huán)的雙重作用Chapter12檸檬酸循環(huán)(Citricacidcy75生物化學考研課件--第4章76丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分解

（EPM）葡萄糖COOHC==OCH3丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰CoA三羧酸循環(huán)

NAD+

NADH+H+CO2CoASH

葡萄糖的有氧分解

丙酮酸脫氫酶系丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分解

（EPM）葡萄糖COOH77概念有氧氧化是指體內(nèi)組織在有氧條件下，葡萄糖徹底氧化分解生成CO2和H2O的過程。有氧氧化是糖氧化的主要方式，絕大多數(shù)細胞都通過它獲得能量。肌肉等進行糖酵解生成的乳酸，最終仍需在有氧時徹底氧化成水和二氧化碳。從能量產(chǎn)生看，糖有氧代謝合成的ATP是糖酵解的18-19倍，它無疑是長時間大強度運動的重要能量來源。

C6H12O6+6O26CO2+6H2O+30/32ATP概念有氧氧化是指體內(nèi)組織在有氧條件下，葡萄糖徹底氧化分解生成78細胞呼吸可以分為三個階段階段I所有的能量分子都被氧化，形成共同的二碳單元,乙酰輔酶A階段II乙酰輔酶A完全氧化成CO2,伴隨著由NAD和FAD通過一個環(huán)形途徑收集電子的過程(這個過程被成為檸檬酸循環(huán)或者三羧酸循環(huán)).階段IIINADH和FADH2的電子通過一系列載體轉移給O2，生成H2O和H+梯度，這將促進ATP的形成。細胞呼吸可以分為三個階段階段I所有的能量分子都被氧化，79生物化學考研課件--第4章80葡萄糖→→丙酮酸→丙酮酸→乙酰CoACO2+H2O+ATP三羧酸循環(huán)糖的有氧氧化乳酸糖酵解線粒體內(nèi)Mitochondria胞漿Cytosol

糖有氧氧化概況(線粒體膜)葡萄糖→→丙酮酸→丙酮酸→乙酰CoACO2+H2O+ATP三81糖有氧氧化的部分過程：從丙酮酸到TCA第一階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA（線粒體）包括：丙酮酸的轉運（從胞漿到線粒體）第二階段：乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)徹底氧化

（線粒體）二個階段糖有氧氧化的部分過程：從丙酮酸到TCA第一階段：丙酮酸氧化脫82一、丙酮酸進入檸檬酸循環(huán)的準備階段

——形成乙酰CoA一、丙酮酸進入檸檬酸循環(huán)的準備階段

——形成乙酰CoA831.丙酮酸氧化脫羧—乙酰CoA的生成基本反應：糖酵解生成的丙酮酸可穿過線粒體膜進入線粒體內(nèi)室。在丙酮酸脫氫酶系的催化下氧化脫羧，生成乙酰輔酶A。1.丙酮酸氧化脫羧—乙酰CoA的生成基本反應：84丙酮酸首先通過線粒體內(nèi)膜上的運載體轉移到線粒體中。丙酮酸通過氧化脫羧被轉化為乙酰-CoA和CO2的.丙酮酸首先通過線粒體內(nèi)膜上的運載體轉移到線粒體中。85丙酮酸脫氫酶系三種酶五種輔助因子E1-丙酮酸脫羧酶（也叫丙酮酸脫氫酶）E2-二氫硫辛酸乙酰基轉移酶E3-二氫硫辛酰胺脫氫酶。焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸、COASH、FAD、NAD+丙酮酸脫氫酶系催化酶：

這一多酶復合體位于線粒體內(nèi)膜上，原核細胞則在胞液中。由丙酮酸脫氫酶，二氫硫辛酰胺轉乙酰酶和二氫硫辛酰脫氫酸三種酶按一定比例組合成多酶復合體。丙酮酸脫氫酶系三種酶五種輔助因子E1-丙酮酸脫羧酶（也叫丙酮86丙酮酸脫氫酶復合體的組成丙酮酸脫氫酶復合體的組成87羥乙基－TPP羥乙基－TPP88丙酮酸轉變?yōu)橐阴oA的反應步驟（一）

E1

丙酮酸TPP丙酮酸TPP加成化合物丙酮酸TPP加成化合物羥乙基-TPP共振形式TPP噻唑環(huán)上的N與S之間活潑的碳原子可釋放出H＋，而成為碳離子，與丙酮酸的羰基作用，產(chǎn)生CO2，同時形成羥乙基-TPP丙酮酸轉變?yōu)橐阴oA的反應步驟（一）E189生物化學考研課件--第4章90E2的硫辛酰胺輔基羥乙基-TPP乙酰二氫硫辛酰胺TPP-E1E2乙?；D移到CoA分子上形成乙酰CoA（二）由二氫硫辛酰胺轉乙酰酶催化使羥乙基-TPP上的羥乙基被氧化成乙酰基，同時轉移給硫辛酰胺，形成乙酰硫辛酰胺。E2的硫辛酰胺輔基羥乙基-TPP乙酰二氫硫辛酰胺TP91乙酰二氫硫辛酰胺乙酰CoA二氫硫辛酰胺二氫硫辛酰胺轉乙酰酶還催化乙酰硫辛酰胺上的乙基轉移給輔酶A生成乙酰輔酶A后，離開酶復合體，同時氧化過程中的2個電子使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個巰基。乙酰二氫硫辛酰胺乙酰92硫辛酸硫辛酸93生物化學考研課件--第4章94砷化物對硫辛酰胺的抑制作用

砷化物對硫辛酰胺的抑制作用95甘油醛-3-磷酸氧化成1,3-二磷酸甘油酸甘油醛-3-磷酸脫氫酶

砷酸鹽是磷酸的類似物，可以代替磷酸結合到甘油酸的1位，并很快水解，使得不能形成1,3-二磷酸甘油酸，不能產(chǎn)生ATP，導致解偶聯(lián)。甘油醛-3-磷酸1,3-二磷酸甘油酸糖酵解中唯一的脫氫反應甘油醛-3-磷酸氧化成1,3-二磷酸甘油酸甘油醛-3-磷96

還原型E2被氧化反應（三）

氧化型E3還原型E2

還原型E3

氧化型E2

還原型E3

氧化型E3

氧化型E3E3其作用機制是：二氫硫辛酰胺脫氫酶使還原的二氫硫辛酰胺脫氫重新生成硫辛酰胺，以進行下一輪反應。同時將氫傳遞給FAD，生成FADH2。在二氫硫辛酰胺脫氫酶催化下，將FADH2上的H轉移給NAD＋，形成NADH和H＋。還原型E2被氧化反應（三）氧化型E3還原型E97丙酮酸脫氫酶復合體結構

丙酮酸脫氫酶復合體由60條肽鏈組成，總分子量為50,00kD，直徑約30nm，在電子顯微鏡下可以看到。E2是復合體的核心，E1及E3結合在E2的外面。E2有一個由賴氨酸殘基與硫辛酰胺相連的長鏈，這個長臂伸長后可達1.4nm，它具有極大的轉動靈活性，可將底物從一個酶轉送到另一個酶。硫辛酰賴氨酰臂丙酮酸脫氫酶復合體結構丙酮酸脫氫酶復合體由60條肽鏈組成98丙酮酸轉化成乙酰輔酶A丙酮酸轉化成乙酰輔酶A99丙酮酸脫氫酶復合體的調(diào)控

丙酮酸脫氫酶復合體催化的這個反應是哺乳動物體內(nèi)使丙酮酸轉變?yōu)橐阴oA的唯一途徑。乙酰CoA既是檸檬酸循環(huán)的入口，又是脂類生物合成的起始物質。1．產(chǎn)物控制

產(chǎn)物NADH抑制E3，乙酰CoA抑制E2。如果NADH和乙酰CoA處于高濃度，則E2處于與乙?；Y合的形式，不再接受羥乙基基團，E1上的TPP停留在結合狀態(tài)，抑制丙酮酸脫羧。2．磷酸化和去磷酸化的調(diào)控

E2分子上結合著兩種特殊的酶，一種稱為激酶，另一種稱為磷酸酶，它們分別使E1磷酸化和去磷酸化，去磷酸化形式是E1的活性形式。Ca2+通過激活磷酸酶的作用，也能使E1活化。丙酮酸脫氫酶復合體的調(diào)控丙酮酸脫氫酶復合體催化的這100檸檬酸循環(huán)

檸檬酸循環(huán)也叫三羧酸循環(huán)(tricarboxylicacidcycle)，又叫做TCA循環(huán)，是由于該循環(huán)的第一個產(chǎn)物是檸檬酸，它含有三個羧基，故此得名。因為德國科學家HansKrebs在闡明檸檬酸循環(huán)中作出了突出貢獻，又將此途徑稱為Krebs循環(huán)。乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合成六碳三羧酸即檸檬酸，經(jīng)過一系列代謝反應，乙?；粡氐籽趸?，草酰乙酸得以再生的過程稱為三羧酸循環(huán)。檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)也叫三羧酸循環(huán)(tricarbox101

OCH3-C-SCoACoASHNADH+CO2FADH2H2ONADH+CO2NADHGTP三羧酸循環(huán)

（TCA）

草酰乙酸再生階段檸檬酸的生成階段氧化脫羧階段檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸－酮戊二酸琥珀酸琥珀酰CoA延胡索酸蘋果酸草酰乙酸NAD+NAD+FADNAD+OCoASHNADH+CO2FADH2H2ONA102TCA第一階段：檸檬酸生成

H2O草酰乙酸

OCH3-C-SCoACoASHH2O檸檬酸合成酶順烏頭酸酶TCA第一階段：檸檬酸生成

H2O草酰乙酸OCo103草酰乙酸與乙酰CoA縮合形成檸檬酸

草酰乙酸乙酰CoA

檸檬酰CoA

檸檬酸

CoA檸檬酸合酶①112212草酰乙酸與乙酰CoA縮合形成檸檬酸草酰乙酸104Step1.

乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸檸檬酸的形成：乙酰輔酶與草酰乙酸縮合成檸檬酸。反應由檸檬酸合酶催化，此酶是一個調(diào)控酶。草酰乙酸先與酶結合，導致酶的結構發(fā)生變化，暴露出與乙酰輔酶Ａ的結合部位，屬于“誘導契合”模型。

反應的能量由乙酰CoA的高能硫酯鍵提供，所以使反應不可逆。此為醇醛縮合反應，先縮合成檸檬酰CoA，然后水解。這步反應由C4→C6

1.化學反應過程Step1.乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸檸檬酸的形成105Step1檸檬酸（6C）是由乙酰輔酶A（2C）和草酰乙酸（4C）通過檸檬酸合酶催化不可逆縮合形成。Step1106Step２檸檬酸異構化形成異檸檬酸

檸檬酸順-烏頭酸異檸檬酸烏頭酸酶烏頭酸酶②222111異檸檬酸的形成：檸檬酸由順烏頭酸酶催化，脫水，然后加水，從而改變分子內(nèi)OH－和H＋的位置，使原來在C3上的羥基轉到C2上，生成異檸檬酸。催化這兩步反應是同一酶，其中間產(chǎn)物為順烏頭酸與酶結合在一起以復合物形式存在。Step２檸檬酸異構化形成異檸檬酸檸檬酸107

Step2檸檬酸通過一個脫水步驟和一個水合步驟異構化形成異檸檬酸;cis-aconitate(順烏頭酸)是這個轉變過程中的中間體,因此催化這一步的酶被成為aconitase（烏頭酸酶）.Step2檸檬酸通過一個脫水步驟和一個水合步驟異構化108TCA第二階段：氧化脫羧（C6—C4）CO2GDP＋PiGTPNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+CoASH異檸檬酸脫氫酶CO2－酮戊二酸脫氫酶琥珀酸硫激酶TCA第二階段：氧化脫羧（C6—C4）CO2GDP＋PiGT109異檸檬酸氧化形成α—酮戊二酸

異檸檬酸脫氫酶

異檸檬酸草酰琥珀酸α－酮戊二酸③1212Step3異檸檬酸氧化形成α—酮戊二酸異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸110

這階段放出了1分子CO2，由C6→C5

；產(chǎn)生1分子NADHStep3.

異檸檬酸氧化脫羧異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸：異檸檬酸在異檸檬酸脫氫酶作用下反應中間物是草酰琥珀酸，它是一個不穩(wěn)定的β-酮酸，當與酶結合則脫羧形成α-酮戊二酸，脫下的氫由NAD＋接受，生成NADH＋和H＋。異檸檬酸脫氫酶是三羧酶循環(huán)中第二個調(diào)節(jié)酶。這階段放出了1分子CO2，由C6→C5；產(chǎn)生1分子111Step3

異檸檬酸首先被氧化，然后脫羧形成a-ketoglutarate

(-酮戊二酸);兩個電子被NAD+收集;這個反應由異檸檬酸脫氫酶催化.第一個氧化步驟異檸檬酸通過氧化脫羧過程轉變成

-酮戊二酸，生成NADH和CO2.Step3異檸檬酸首先被氧化，然后脫羧形成a-ket112Step4α－酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰CoA

α－酮戊二酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸脫氫酶復合體

④1122這階段又放出了1分子CO2，由C5→C4；又產(chǎn)生1分子NADH；形成1個高能硫酯鍵。

Step4α－酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰CoAα－酮戊二113α-酮戊二酸氧化脫羧成為琥珀酰輔A：這是三羧酸循環(huán)中第二個氧化脫羧反應，是由α-酮戊二酸脫氫酶系所催化的。此脫氫酶系與丙酮酸脫氫酶系相似，由三個酶即α-酮戊二酸脫氫酶，琥珀酰轉移酶和二氫硫辛酰脫氫酶組成。也需要TPP，硫辛酸，輔酶A，F(xiàn)AD和NAD＋，Mg2+6種輔助因子。Step4α-酮戊二酸進行另一個氧化脫羧循環(huán);先脫羧，再氧化生成

succinyl-CoA(琥珀酰輔酶A);這個反應

由a-ketoglutaratedehydrogenasecomplex

（α-酮戊二酸脫氫酶系所催化）;此反應和脫氫酶系與丙酮酸脫氫酶系相似(有相同的E1

和E2,同樣的E3).α-酮戊二酸氧化脫羧成為琥珀酰輔A：這是三羧酸循環(huán)中第二個氧114α-酮戊二酸氧化脫羧酶反應機制與丙酮

酸氧化脫羧相同，組成類似：含三個酶及六個輔助因子α-酮戊二酸脫羧酶、二氫硫辛酸轉琥珀酰基酶、二氫硫辛酸還原酶輔酶A、FAD、NAD+、鎂離子、硫辛酸、TPP三個酶:六個輔助因子：α-酮戊二酸氧化脫羧酶反應機制與丙酮

酸氧化脫羧相同，115

TPPlipoateFAD(E1,E2,E3)第二個氧化步驟TPPlipoate(E1,E2,E3)116

Step5琥珀酰CoA轉化成琥珀酸

烯醇化酶

琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酰CoA合成酶⑤1122琥珀酰CoA轉化成琥珀酸，并產(chǎn)生GTP：這是三羧酸循環(huán)中唯一底物水平磷酸化直接產(chǎn)生高能磷酸鍵的步驟。琥珀酰CoA與磷酸生成磷酸化琥珀?；衔铮阽牾oA合成酶的作用下生成琥珀酸，同時使二磷酸鳥苷磷酸化成三磷酸鳥苷。Step5琥珀酰CoA轉化成琥珀酸烯醇化酶琥117Step5

琥珀酰-CoA水解成

succinate(琥珀酸);由GDP或ADP通過底物水平磷酸化形成GTP或

ATP的過程中獲得自由能

.Step5琥珀酰-CoA水解成succinate118TCA第三階段：草酰乙酸再生

這階段需要經(jīng)歷三步反應——脫氫、加水、脫氫.

這一階段的反應為C4的變化；產(chǎn)生1分子FADH2、1分子NADH。

FADFADH2H2ONAD+NADH+H+草酰乙酸琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶TCA第三階段：草酰乙酸再生

這階段需要經(jīng)歷三步反應——119Step6

琥珀酸脫氫形成延胡索酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸

延胡索酸⑥琥珀酸脫氫生成延胡索酸：這是三羧酸循環(huán)中第三步氧化還原反應，由琥珀酸脫氫酶催化，氫的受體是酶的輔基FAD，生成延胡索酸和FADH2。該酶是三羧酸循環(huán)中唯一摻入線粒體內(nèi)膜的酶，并且直接與呼吸鏈聯(lián)系。Step6琥珀酸脫氫形成延胡索酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸120線粒體結構示意圖

琥珀酸脫氫酶嵌合在線粒體的內(nèi)膜上，是線粒體內(nèi)膜的重要組成成分，其他的酶大多存在于線粒體的基質中。

線粒體結構示意圖琥珀酸脫氫酶嵌合在線粒體的內(nèi)膜上，是121

Step6

琥珀酸氧化成fumarate(延胡索酸或反丁烯二酸);由黃素蛋白琥珀酸脫氫酶（具有共價結合的FAD）催化這步反應;malonate(丙二酸)是酶的強競爭性抑制劑,會阻礙整個循環(huán)的進行.第三個氧化步驟丙二酸琥珀酸Step6琥珀酸氧化成fumarate(延胡索酸122Step7延胡索酸水合形成L-蘋果酸

延胡索酸酶

延胡索酸

L-蘋果酸⑦

延胡索酸加水生成蘋果酸：延胡索酸在延胡索酸酶的催化下加水生成蘋果酸。Step7延胡索酸水合形成L-蘋果酸延胡索酸酶延胡索123

Step7

延胡索酸在延胡索酸酶的催化下加水生成蘋果酸;

酶具有高度的立體特異性，只作用于L異構體，而不作用于D異構體。Step7延胡索酸在延胡索酸酶的催化下加水生成蘋果酸;124Step8L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸蘋果酸脫氫酶

L-蘋果酸草酰乙酸⑧蘋果酸脫氫生成草酰乙酸：三羧酸循環(huán)中第4次氧化還原反應，也是最后一步。由蘋果酸脫氫酶催化。蘋果酸脫氫生成草酰乙酸；脫下的氫由NAD＋接受。在細胞內(nèi)草酰乙酸不斷地被用于檸檬酸合成，故反應向生成草酰乙酸的方向進行。Step8L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸蘋果酸脫氫酶L-蘋果125Step8

通過氧化L-蘋果酸再次生成草酰乙酸;這個反應由

malatedehydrogenase

（蘋果酸脫氫酶）催化，并有兩個電子被NAD+收集.(第四個氧化步驟)Step8通過氧化L-蘋果酸再次生成草酰乙酸;這個反應126檸檬酸循環(huán)總圖檸檬酸循環(huán)總圖127四、檸檬酸循環(huán)的化學總結算四、檸檬酸循環(huán)的化學總結算128TCA

TCA129由葡萄糖轉變?yōu)閮煞肿颖崮芰哭D變的估算

葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+→2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O丙酮酸到乙酰CoA的總反應式CH3COCOO－+HS－CoA+NAD+→CH3CO－SCoA+CO2+NADH檸檬酸循環(huán)的總反應式

乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+3H++CoATCA的總反應式C6H12O6+6H2O+10NAD++2FAD+4ADP+4Pi6CO2+10NADH+10H++2FADH2+4ATPG→CO2+H2O產(chǎn)生ATP32

個由葡萄糖轉變?yōu)閮煞肿颖崮芰哭D變的估算葡萄糖+2Pi130每個葡萄糖分子在糖酵解中可以產(chǎn)生2個ATP和2個NADH，共產(chǎn)生

2+2×2.5=7個ATP從丙酮酸開始，檸檬酸循環(huán)中循環(huán)一圈，共產(chǎn)生4個NADH，1個FADH2，1個GTP（ATP），按每個NADH可以產(chǎn)生2.5個ATP、每個FADH2可以產(chǎn)生1.5個ATP計算，共產(chǎn)生

2.5×4+1×1.5+1=12.5個ATP每個葡萄糖分子（2個丙酮酸）在進入檸檬酸循環(huán)后可以產(chǎn)生25個ATP。每個葡萄糖分子徹底氧化后共產(chǎn)生32個ATP。ATP的產(chǎn)量每個葡萄糖分子在糖酵解中可以產(chǎn)生2個ATP和2個NADH，共131

由TCA循環(huán)產(chǎn)生的NADH和FADH2必須經(jīng)呼吸鏈將電子交給O2，才能回復成氧化態(tài)，再去接受TCA循環(huán)脫下的氫。所以，TCA循環(huán)需要在有氧的條件下進行。否則NADH和FADH2攜帶的H無法交給氧，即呼吸鏈氧化磷酸化無法進行，NAD+及FAD不能被再生，使TCA循環(huán)中的脫氫反應因缺乏氫的受體而無法進行。產(chǎn)物NADH和FADH2的去路:

由TCA循環(huán)產(chǎn)生的NADH和FADH2必須經(jīng)呼吸鏈將132

乙酰CoA通過TCA循環(huán)脫下的氫由NADH及FADH2經(jīng)呼吸鏈傳遞給O2，由此而形成大量ATP.

由乙酰CoA氧化產(chǎn)生的ATP中，只有