生物化學(xué)_三羧酸循環(huán).doc

三羧酸循環(huán)一、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體（一)反應(yīng)過程：4步，第一步前半部分不可逆。1.脫羧，生成羥乙基TPP，由E1（丙酮酸脫氫酶組分）催化。羥乙基被氧化成乙?；?，轉(zhuǎn)移給硫辛酰胺。由E2（二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰基酶）催化。2.形成乙酰輔酶A。由E2催化。3.還原型E2被氧化形成氧化型E2，由E3（二氫硫辛酰胺脫氫酶）催化，NAD+為氧化劑。4.氧化硫辛酸，F(xiàn)AD變成FADH2。氫原子轉(zhuǎn)移給NAD+變成NADH & H+。丙酮酸脫氫復(fù)合體有60條肽鏈組成，直徑30nm，E1和E2各24個，E3有12個。其中硫辛酰胺構(gòu)成轉(zhuǎn)動長臂，在電荷的推動下攜帶中間產(chǎn)物移動。（二）砷化物對硫辛酰胺有毒害作用，與巰基共價結(jié)合使E2輔基改變失去催化作用。（三)活性調(diào)控：此反應(yīng)處于代謝途徑的分支點(diǎn)，收到嚴(yán)密調(diào)控：1.產(chǎn)物抑制：乙酰輔酶A抑制E2，NADH抑制E3?？杀惠o酶A和NAD+逆轉(zhuǎn)。2.核苷酸反饋調(diào)節(jié)：E1受GTP抑制，被AMP活化。3.共價調(diào)節(jié)：E1上的特殊絲氨酸被磷酸化時無活性，水解后恢復(fù)活性。丙酮酸抑制磷酸化作用，鈣和胰島素增加去磷酸化作用，ATP、乙酰輔酶A、NADH增加磷酸化作用。二、三羧酸循環(huán)的途徑8步。曾經(jīng)懷疑第一個組分是其他三羧酸，故名三羧酸循環(huán)。也叫Krebs循環(huán)。1.輔酶A與草酰乙酸縮合，生成檸檬酸由檸檬酸縮合酶催化，高能硫酯鍵水解推動反應(yīng)進(jìn)行。受ATP、NADH、琥珀酰輔酶A和長鏈脂肪酰輔酶A抑制。ATP可增加對乙酰輔酶A的Km。氟乙酰輔酶A可形成氟檸檬酸，抑制下一步反應(yīng)的酶，稱為致死合成，可用于殺蟲劑。2.檸檬酸異構(gòu)化，生成異檸檬酸由順烏頭酸酶催化，先脫水，再加水。是含鐵的非鐵卟啉蛋白。需鐵及巰基化合物（谷胱甘肽或Cys等）維持其活性。3.氧化脫羧，生成-酮戊二酸第一次氧化，由異檸檬酸脫氫酶催化，生成NADH或NADPH。中間物是草酰琥珀酸。是第二個調(diào)節(jié)酶，能量高時抑制。生理條件下不可逆，是限速步驟。細(xì)胞質(zhì)中有另一種異檸檬酸脫氫酶，需NADPH，不是別構(gòu)酶。其反應(yīng)可逆，與NADPH還原當(dāng)量有關(guān)。4.氧化脫羧，生成琥珀酰輔酶A第二次氧化脫羧，由-酮戊二酸脫氫酶體系催化，生成NADH。其中E1為-酮戊二酸脫氫酶，E2為琥珀酰轉(zhuǎn)移酶，E3與丙酮酸脫氫酶體系相同。機(jī)制類似，但無共價調(diào)節(jié)。5.分解，生成琥珀酸和GTP是唯一一個底物水平磷酸化，由琥珀酰輔酶A合成酶（琥珀酰硫激酶）催化。GTP可用于蛋白質(zhì)合成，也可生成ATP。需鎂離子。6.脫氫，生成延胡索酸第三步氧化還原反應(yīng)，由琥珀酸脫氫酶催化，生成FADH2。琥珀酸脫氫酶位于線粒體內(nèi)膜，直接與呼吸鏈相連。FADH2不與酶解離，電子直接轉(zhuǎn)移到酶的鐵原子上。7.水化，生成蘋果酸由延胡索酸酶催化，是反式加成，只形成L-蘋果酸。8.脫氫，生成草酰乙酸第四次氧化還原，由L-蘋果酸脫氫酶催化，生成NADH。反應(yīng)在能量上不利，由于草酰乙酸的消耗而進(jìn)行。三、總結(jié)能量情況：每個循環(huán)產(chǎn)生3個NADH(3*2.5)，1個FADH2(1.5)，1個GTP（1），共10個ATP。加上丙酮酸脫氫（2.5），共12.5個ATP。每分子葡萄糖生成兩分子丙酮酸（2*12.5），加上酵解（2+2+2.5），每個葡萄糖有氧氧化共產(chǎn)生32（31.5）個ATP。四、回補(bǔ)反應(yīng)三羧酸循環(huán)的中間物是許多生物合成的前體，如草酰乙酸和-酮戊二酸可用于合成天冬氨酸和谷氨酸，卟啉的碳原子來自琥珀酰輔酶A。這樣會降低草酰乙酸濃度，抑制三羧酸循環(huán)。所以必需補(bǔ)充草酰乙酸。1.丙酮酸羧化：與ATP、水和CO2在丙酮酸羧化酶作用下生成草酰乙酸。需要鎂離子和生物素。是調(diào)節(jié)酶，平時活性低，乙酰輔酶A可促進(jìn)其活性。2.PEP+ CO2+GDP=草酰乙酸+GTP 由磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶催化，需Mn2+，在腦和心臟中有這個反應(yīng)。3.由天冬氨酸轉(zhuǎn)氨生成草酰乙酸，谷氨酸生成-酮戊二酸，異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸和甲硫氨酸生成琥珀酰輔酶A?！驹S多植物和微生物可將脂肪轉(zhuǎn)化為糖，是通過一個類似三羧酸循環(huán)的乙醛酸循環(huán)，將2