Chapter?23柠檬酸循环 Tricarboxylic acid cycle 乳酸 "Now, in the second law of thermodynamics
Chapter23 柠檬酸循环 Tricarboxylic acid cycle
Chapter23柠檬酸循环 羧酸循环 tricarboxylic acid cycle,TCA循环 or Krebs循环) TCA循环的发现 Sir hans adolf Krebs ●德国科学家 Hans rebs Great britain 1937年提出,1953年获得诺 贝尔奖,并被称为ATP循环 Sheffield University Sheffield, Great Britain (柠檬酸循环)之父。 1900-1981 Biography 葡萄糖通过糖酵解产生的丙酮酸,在有氧条件下,将 进入三羧酸循环进行完全氧化,生成H2O和cO2,并 释放出大量能量。丙酮酸的有氧氧化包括兩个阶段 即柠檬酸循环和氧化磷酸化
Chapter23 柠檬酸循环 ●德国科学家Hans Krebs 1937年提出，1953年获得诺 贝尔奖，并被称为ATP循环 （柠檬酸循环）之父。 一、TCA循环的发现 ◼ 葡萄糖通过糖酵解产生的丙酮酸，在有氧条件下，将 进入三羧酸循环进行完全氧化，生成H2O 和CO2，并 释放出大量能量。丙酮酸的有氧氧化包括两个阶段： ◼ 即柠檬酸循环和氧化磷酸化 三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle, TCA 循环or Krebs循环)
Chapter23柠檬酸循环 二、糖的有氧氧化(好氧呼吸)的三个步骤 ●1、葡萄糖或糖原氧化分解成丙酮酸(即糖酵解,胞液中进行) ●2、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰COA(线粒体基质中进行) 丙酮酸—→乙酰辅酶A,简写为乙酰CoA) ●3、乙酰C0A进入TCA循环(线粒体中进行) 三羧酸循环〔乙酰CoA—>H2O和co2,释放出能量)
Chapter23 柠檬酸循环 二、糖的有氧氧化（好氧呼吸）的三个步骤 ●1、葡萄糖或糖原氧化分解成丙酮酸（即糖酵解，胞液中进行） ●2、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰COA （线粒体基质中进行） （丙酮酸 ⎯→ 乙酰辅酶A，简写为乙酰CoA） ●3、乙酰COA进入TCA循环 （线粒体中进行） 三羧酸循环（乙酰CoA ⎯→ H2O 和CO2，释放出能量）
Chapter23柠檬酸循环 、TCA循环 (一)丙酮酸进入柠檬酸循环的准备阶段氧化 脱羧生成乙酰COA 丙酮酸脱氢酶系o CH3CCOOH+HS-CoA+NAD CH3C--SCoA+ CO2 +NADH 丙酮酸 辅酶A 乙酰辅酶A 丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵解和三羧酸循环的中间环节。此 反应在真核细胞的线粒体基质中(原核细胞质膜中)进行。 丙酮酸脱氢酶系是一个非常复杂的多酶体系,主要包括:三种不 同的酶〔丙酮酸脱羧酶E1、二氢硫辛酸乙酰转移酶E2和二氢硫辛 酸脱氢酶E3),和6种辅因子(TTP、硫辛酸、FAD、NAD+、 CoA和Mg2+)。96页
Chapter23 柠檬酸循环 （一）丙酮酸进入柠檬酸循环的准备阶段——氧化 脱羧生成乙酰-COA CH3CCOOH O + HS-CoA NAD + CH3C O + SCoA CO2 NADH 丙酮酸脱氢酶系 ＋ ＋ 丙酮酸 辅 酶A 乙酰辅酶A 丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵解和三羧酸循环的中间环节。此 反应在真核细胞的线粒体基质中(原核细胞:质膜中）进行。 丙酮酸脱氢酶系是一个非常复杂的多酶体系，主要包括：三种不 同的酶（丙酮酸脱羧酶E1、二氢硫辛酸乙酰转移酶E2和二氢硫辛 酸脱氢酶E3），和6种辅因子（TTP、硫辛酸、FAD、NAD+ 、 CoA和Mg2+）。96页 三、TCA循环
丙酮酸脱氢酶复合体 三种酶 60条肽链形 E 成的复合体 CH 丙酮酸脱羧酶 二氢硫辛酸脱氢酶 CO HC-OH (ch2)coo - FADH NAD TPP CH 硫辛酸 NAdH+H 丙酮酸 FAD TPP COOH 2 (CH2)cOO (CH2)cOo CH C-S 二氢硫辛酸 HS 乙酰二氢硫辛酸 硫辛酸乙酰转移酶 HSCOA CHaC SCoA 乙酰CoA
丙酮酸脱氢酶复合体 E2 E3 E1 三种酶 60条肽链形 成的复合体 CO2 CH3 O COO C TPP CH3 HC OH TPP S (CH2 ) 4 COO S O CH3 C S (CH2 ) 4 COO HS - - HS (CH2 ) 4 COO HS - FADH2 FAD NAD NADH+H + + SCoA CH3 C SCoA O H H 乙酰二氢硫辛酸 硫辛酸乙酰转移酶 硫辛酸 二氢硫辛酸 丙酮酸脱羧酶 二氢硫辛酸脱氢酶 丙酮酸 乙酰CoA E1 E3 E2 E2 ～
形成酶复合体有什么好处呢? 二氢硫辛酸脱氢酶 CH 丙酮酸脱羧酶 SHC -OH /CH2Co/FADH NAD TPP CH 3 硫辛酸 ADH+H 丙酮酸 FAD TPP COO H 然AN PcH24CONH CH 2CO CH C-S ..ISSS..LHHS 二氢硫辛酸 多肽链 HS 乙酰二氢硫辛酸 2 硫辛酸乙酰转移酶 中间产物在氨基酸臂作用下进入酶活性 中心快速准确!
形成酶复合体有什么好处呢？ CO2 CH3 O COO C TPP CH3 HC OH TPP S (CH2 ) 4CO S O CH3C S (CH2 ) 4CO HS HS (CH2 ) 4CO HS FADH2 FAD NAD NADH+H + + SCoA CH3C SCoA O H H 乙酰二氢硫辛酸 硫辛酸乙酰转移酶 硫辛酸 二氢硫辛酸 丙酮酸脱羧酶 二氢硫辛酸脱氢酶 丙酮酸 乙酰CoA E1 E3 E2 E2 NH NH NH 多肽链 中间产物在氨基酸臂作用下进入酶活性 中心快速准确！
Enzyme First committed step End 相当于酶复合体 product F Negative feedback 提问:有哪些物质可以调节该酶复合物的活性? 案: 产物(NAD(P)川H、FADH2、GTP、ATP、乙酰CoA) 抑制该酶复合物的活性 反应物(NAD+、FAD、GDP、ADP、丙酮酸)激活该 酶复合物的活性 Ca2+、胰岛素激活
相当于酶复合体 •由于第一步为不可逆反应，直接决定整个循环反应的速 度，而且是许多其它反应体系的分支点，因而该酶复合 物受到严密的调节控制； ◼ 提问：有哪些物质可以调节该酶复合物的活性？ ◼ 答案： ◼ 产物（NAD(P)H、FADH2、GTP、ATP、乙酰CoA ） 抑制该酶复合物的活性 ◼ 反应物（NAD+ 、FAD、GDP、ADP、丙酮酸）激活该 酶复合物的活性 ◼ Ca2+、胰岛素激活
Chapter23柠檬酸循环 、TCA循环 (二)柠檬酸循环概貌(98页) 是乙酰CoA与草酰 乙酸结合进入循环经 系列反应再回到草 C C 酰乙酸的过程。在这NADH nadh 个过程中乙酰CoA被 TCO2 氧化成H2O和CO2并 FADH 产生大量的能。其反 应途径可表示如图 Nadh GTP. C CO
Chapter23 柠檬酸循环 三、TCA循环 （二）柠檬酸循环概貌（98页） 是乙酰CoA与草酰 乙酸结合进入循环经 一系列反应再回到草 酰乙酸的过程。在这 个过程中乙酰CoA被 氧化成H2O和CO2并 产生大量的能。其反 应途径可表示如图
三羧酸? 线粒体膜 每个分子具有3个 循环? 丙酮酸 碳的丙酮酸库(基 质中 第一个碳以 co2形式失去 母个分子具有4 个碳的草酰乙 酸库(基质中) 六碳三羧酸 第二个碳以 cO形式失去 第三个 碳以CO2 重新加入到 五碳二羧酸 形式失 草酰乙酸库 三种羧酸! ∞Q四碳二羧酸 草酰乙酸大循环!
线粒体膜 第三个 碳以CO2 形式失 去 四碳二羧酸 第二个碳以 CO2形式失去 三羧酸？ 循环？ 五碳二羧酸 每个分子具有4 个碳的草酰乙 酸库（基质中） 丙酮酸 每个分子具有3个 碳的丙酮酸库（基 质中） 六碳三羧酸 三种羧酸！ 草酰乙酸大循环！ 第一个碳以 CO2形式失去 重新加入到 草酰乙酸库
狻酸循环 丙酮酸Hsco-ooH (4)(7)(8)(10) NAD COASH 产能步骤 NADH +H Co 2NAD(P)H 草酰之酸 CHcO-ScoA乙酰CoA 1FADH C -COoH 1GTP (10)F-C-COoH H (1)(6)-产能脱碳 L-苹果酸 HOC-COOH NADH+H C-COOH H20 2NADH 2 CO2 H(9) CH COOH NAD COASH HC-Co6 sH檬酸(5脱碳-1co2 延胡索酸 C-COOH FADH 9Hcoo异柠檬酸→3步不可逆反应 CHCOOH CH(OHCOOH (1)丙酮酸脱氢酶复合体 H. C-COOH (2)柠檬酸合成酶 琥珀酸 NAD(P C-COOH GTP (3)顺乌头酸酶 NAD(P)H+H COASH CH COOH (4)(5异柠檬酸脱氢酶 (7NG CHCOOH 6)α-酮戊二酸脱氢酶复合体 CH COOHI = SCoA NADH+HNAD(H2草酰琥珀酸⑧)琥珀酸脱氢酶」 COCOON 7)琥珀酰QoA合成酶 COCOOH CO 琥的 PCOOH CO1 CoAST-酮戊二酸 CH (6) (9)延胡索酸酶 (10)L-苹果酸脱氢酶
◼ (4)(7)(8)(10) H3C CO COOH NAD + NADH + H + CoASH CO2 CH3CO~SCoA OC COOH C H2 COOH CH2COOH C(OH)COOH CH2COOH CH2COOH CHCOOH CH(OH)COOH NAD(P) NAD(P)H+H CH2COOH CHCOOH COCOOH CH2COOH CH2 COCOOH NADH+H NADH + H NAD + + CO~SCoA CH2 CH2 COOH GDP+Pi GTP CoASH H 2 O H2C COOH C H2 COOH FADH2 FAD HC COOH C H COOH HOC COOH C H2 COOH H + NAD + CO2 + + CoASH H 2 O CoASH CO2 丙酮酸 乙酰 CoA (2) (1) (7) (8) (9) (10) (5) (6) (3) (4) 柠檬酸 异柠檬酸 草酰琥珀酸 琥珀酰 CoA α-酮戊二酸 琥珀酸 延胡索酸 L-苹果酸 草酰乙酸 H O2 (1) 丙酮酸脱氢酶复合体 (2) 柠檬酸合成酶 (3) 顺乌头酸酶 (4)(5)异柠檬酸脱氢酶 (6) α-酮戊二酸脱氢酶复合体 (7) 琥珀酰CoA合成酶 (8) 琥珀酸脱氢酶 (9) 延胡索酸酶 (10)L-苹果酸脱氢酶 三羧酸循环 • 产能步骤 • 2NAD(P)H • 1FADH2 • 1GTP • (1)(6)-产能脱碳 • 2NADH + 2 CO2 •(5)-脱碳-1CO2 → 3步不可逆反应