糖類代謝三檸檬酸循環(huán)

糖類代謝三檸檬酸循環(huán)第1頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二胞液線粒體GG-6-PPAPA乙酰CoAO2O2O2H++eO2H2OCO2糖的有氧氧化（aerobicoxidation）反應(yīng)過程：第2頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二糖原三酯酰甘油蛋白質(zhì)葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATCA循環(huán)2H呼吸鏈H2OADP+PiATPCO2*營養(yǎng)物在生物體內(nèi)氧化的一般過程第3頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二糖有氧氧化概況葡萄糖→…→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)胞漿第4頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二糖的有氧氧化與糖酵解細(xì)胞胞漿線粒體葡萄糖→→……→→丙酮酸→乳酸(糖酵解)葡萄糖→→……→→丙酮酸CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）丙酮酸第5頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二檸檬酸循環(huán)（CitricAcidCycle)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。第6頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二一丙酮酸的生成（胞漿）葡萄糖+NAD++2ADP+2Pi

2（丙酮酸+ATP

+NADH+H+

）2丙酮酸進入線粒體進一步氧化2(NADH+H+)2H2O+3/5ATP線粒體內(nèi)膜上特異載體穿梭系統(tǒng)氧化呼吸鏈第7頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶ANAD+NADH+H+

丙酮酸乙酰CoA+CoA-SH輔酶A+CO2丙酮酸脫氫酶系丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰CoA+CO2+NADH+H+第8頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二丙酮酸脫氫酶系3種酶：

E1:丙酮酸脫羧酶(TPP、Mg2+)E2:二氫硫辛酸乙?；D(zhuǎn)移酶(硫辛酸、輔酶A)E3:二氫硫辛酸脫氫酶(FAD、NAD+)6種輔助因子：

TPP、Mg2+、硫辛酸、輔酶A、FAD、NAD+

（含B1、泛酸、B2、PP四種維生素）

第9頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二FADFADH2丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)TPPTPPCO2HSCoACH3CO～SCoANAD+NADH+H+丙酮酸脫羧酶Mg2+硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫氫酶丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰CoA+CO2+NADH+H+

第10頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二丙酮酸脫氫酶系催化的反應(yīng)FADFADH2NAD+NADH+H+HSCoACH3CO～SCoATPPCO2丙酮酸脫羧酶Mg2+二氫硫辛酸脫氫酶硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶第11頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二三羧酸循環(huán)也稱為檸檬酸循環(huán)，這是因為循環(huán)反應(yīng)中的第一個中間產(chǎn)物是一個含三個羧基的檸檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)。二、HansKrebs創(chuàng)立了“TCA循環(huán)”學(xué)說第12頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二第13頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二二、檸檬酸循環(huán)概貌

CitricAcidCycle

第14頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二草酰乙酸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15頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二三、檸檬酸循環(huán)歷程

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

第16頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二乙酰CoA與草酰乙酸

縮合形成檸檬酸檸檬酸合酶草酰乙酸CH3CO～SCoA乙酰輔酶A(acetylCoA)檸檬酸(citrate)HSCoA乙酰CoA+草酰乙酸

檸檬酸+CoA-SH關(guān)鍵酶第17頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二檸檬酸合酶是變構(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

第18頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二2、經(jīng)順烏頭酸生成異檸檬酸

FormationofIsocitrateviacis-Aconitate

烏頭酸酶第19頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二異檸檬酸(isocitrate)H2O檸檬酸異構(gòu)化生成異檸檬酸檸檬酸(citrate)順烏頭酸烏頭酸酶檸檬酸異檸檬酸第20頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二烏頭酸酶中的（Fe-S）蛋白第21頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二3、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）第22頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二CO2NAD+異檸檬酸異檸檬酸氧化脫羧

生成α-酮戊二酸α-酮戊二酸草酰琥珀酸NADH+H+異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸+NAD+α-酮戊二酸+CO2+NADH+H+關(guān)鍵酶第23頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二4、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高能硫酯化物第24頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二CO2α-酮戊二酸氧化脫羧

生成琥珀酰輔酶A

α-酮戊二酸脫氫酶系HSCoANAD+NADH+H+琥珀酰CoA(succinylCoA)α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)α-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+

琥珀酰CoA

+CO2+NADH+H+

關(guān)鍵酶第25頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二5、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第26頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁徵牾oA合成酶琥珀酰CoA(succinylCoA)GDP+PiGTPATPADP琥珀酸(succinate)HSCoA琥珀酰CoA+GDP+Pi

琥珀酸+GTP+CoA-SH第27頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二6、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）第28頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二FAD琥珀酸氧化脫氫生成延胡索酸琥珀酸(succinate)琥珀酸脫氫酶延胡索酸(fumarate)FADH2琥珀酸

+FAD

延胡索酸+FADH2第29頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二琥珀酸脫氫酶位于線粒體內(nèi)膜具有立體專一性第30頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二7、延胡索酸水合生成L-蘋果酸

HydrationofFumaratetoProduceMalate第31頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二延胡索酸水化生成蘋果酸延胡索酸(fumarate)延胡索酸酶蘋果酸(malate)H2O延胡索酸+H2O蘋果酸第32頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二8、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)所推動第33頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二蘋果酸脫氫生成草酰乙酸蘋果酸脫氫酶

草酰乙酸(oxaloacetate)蘋果酸(malate)NAD+NADH+H+蘋果酸+

NAD+草酰乙酸+NADH+H+

第34頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二檸檬酸草酰乙酸乙酰CoACoAH2O檸檬酸合成酶順烏頭酸琥珀酰CoA異檸檬酸H2OH2O異檸檬酸脫氫酶NAD+NADH+H+CO2α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體檸檬酸合成酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體延胡索酸蘋果酸FADFADH2H2O草酰琥珀酸CO2NAD+NADH+H+三羧酸循環(huán)琥珀酸GDPGTPATPNADH+H+NAD+α-酮戊二酸CO2CO2HHHHH2HHNAD+NAD+NAD+FADATP第35頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二α-酮戊二酸氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoA檸檬酸乙酰CoA磷酸烯醇式丙酮酸甘油三酯葡萄糖或糖原磷酸丙糖乳酸丙酮酸酮體磷酸甘油脂肪酸乙酰乙酰CoAGlu

Leu、Met、Ser、Thr、ValArgGlnHisPro

Leu、Lys、Phe、Tyr、TrpIleLeuTrpAsp、AsnPhe、TyrAla、CysGly、SerThr、Trp蛋白質(zhì)第36頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二三大物質(zhì)代謝之間的關(guān)系草酰乙酸蘋果酸延胡索酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸檸檬酸葡萄糖草酰乙酸乙酰CoA天冬氨酸血紅素谷氨酸組氨酸脯氨酸精氨酸乙酰CoA天冬氨酸苯丙氨酸酪氨酸奇數(shù)脂肪酸TCA循環(huán)第37頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二葡萄糖徹底氧化能量變化

經(jīng)氧化磷酸化過程后葡萄糖完全氧化的能量變化，目前有不少錯誤。

三羧酸循環(huán)是葡萄糖完全氧化的前奏第38頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二能量變化(1)葡萄糖→2丙酮酸C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→2CH3COCOOH+2H2O+2NADH++2H++2ATP糖酵解途徑（胞漿）第39頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二能量變化(2)2丙酮酸→2乙酰CoA（線粒體基質(zhì)）2CH3COCOOH+2CoA-SH+2NAD+→2CH3CO~SCoA+2CO2+2NADH+2H+第40頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二能量變化(3)三羧酸循環(huán)：2乙酰CoA→4CO2（線粒體基質(zhì)）2CH3CO~SCoA+4H2O+6NAD++2FAD+2GDP+2Pi→4CO2+2CoA-SH＋6NADH+6H++2FADH2+2GTP

有氧氧化能量變化2分子ATP和2分子GTP(底物水平磷酸化反應(yīng)形成)胞漿中2（NADH+H+）線粒體中8（NADH+H+）和2FADH2中還原型輔酶或輔基必須通過電子傳遞系統(tǒng)和氧化磷酸化系統(tǒng)被分子氧氧化成水

第41頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二能量變化(4)

NADH+H+2.5個ATP(氧化)P/O比值指每消耗一原子O，摻入有機物的無機P的摩爾數(shù)，常作為氧化磷酸化的指標(biāo)。當(dāng)電子進入呼吸鏈的復(fù)合物I，1/2O2還原為H2O時，ATP合成的比率（P/O）為2.5，所以：第42頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二能量變化(5)FADH21.5個ATP(氧化)

當(dāng)電子進入呼吸鏈的CoQ，1/2O2還原為H2O時，ATP合成的比率（P/O）為1.5，所以：第43頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二能量變化(6)其反應(yīng)方程式為：

GTP+ADP→GDP+ATPGTPATP第44頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二

每分子葡萄糖氧化成CO2+H2O時合成的ATP底物水平磷酸化：4ATP8NADH+10H+氧化：20ATP2FADH2氧化：

3ATP++=30或32ATP+胞漿2NADH+2H+氧化：3或5ATP第45頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二為什么數(shù)目不定胞漿2NADH氧化產(chǎn)能3/5??????第46頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二NADH被氧化的位置第47頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二胞漿2NADH如何進入線粒體？第48頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二磷酸甘油穿梭系統(tǒng)

主要存在于肌肉和神經(jīng)組織

第49頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二蘋果酸穿梭系統(tǒng)

第50頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二

每分子葡萄糖氧化成CO2+H2O時合成的ATP第51頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二總反應(yīng)式第52頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二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CoA第53頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二五、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)第54頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二限速酶：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+

第55頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二乙酰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第56頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二六、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！（3）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→

血紅素兩用性第57頁，共65頁，2023年，2月20日，星期二檸檬酸循環(huán)—焚燒爐第58頁，共65頁，2023年，2