第二十三章柠檬酸循环.ppt

糖酵解产生的丙酮酸，在有氧条件下，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： 准备阶段：丙酮酸的氧化脱羧（丙酮酸 ?? 乙酰辅酶A，简写为乙酰CoA） 第二阶段：三羧酸循环（乙酰CoA ?? H2O 和CO2，产生一个GTP（即ATP）、3个NADH和1个FADH2） 柠檬酸循环又称三羧酸循环（Tricarboxylic acid cycle,TCA ），或Krebs循环，是物质代谢的枢纽。 本文档共26页；当前第1页；编辑于星期三\11点9分 葡萄糖 丙酮酸 乙酰辅酶A CO2+ H2O 有氧分解 乳酸 酵解 胞液 线粒体内 线粒体膜 本文档共26页；当前第2页；编辑于星期三\11点9分 （1）、丙酮酸脱氢酶系的组成 丙酮酸脱氢酶、 硫辛酰转乙酰基酶、 二氢硫辛酸脱氢酶 硫胺素、 CoA、 NAD+、 硫辛酰氨、 FAD、 Mg2+ 一、丙酮酸进入柠檬酸循环的准备阶段:形成乙酰-CoA 丙酮酸脱氢酶系 NAD+ +HSCoA NADH+H+ +CO2 * 本文档共26页；当前第3页；编辑于星期三\11点9分 2、催化丙酮酸转变为乙酰-CoA的反应步骤 本文档共26页；当前第4页；编辑于星期三\11点9分 焦磷酸硫胺素（TPP）在丙酮酸脱羧中的作用 C- H+ C- CH3-C-COOH OH CO2 丙酮酸 本文档共26页；当前第5页；编辑于星期三\11点9分 硫辛酸的氢载体作用和酰基载体作用 氧化型硫辛酰氨 S S C C C (CH2)4COO- S HS C C C (CH2)4COO- 乙酰二氢硫辛酰氨 +2H -2H 二氢硫辛酰氨 HS HS C C C (CH2)4COO- 本文档共26页；当前第6页；编辑于星期三\11点9分 3、丙酮酸脱氢酶复合体的结构的讨论 12个丙酮酸脱氢酶二聚体 (PDH, E1,黄色)构成立方体，8个二氢硫辛酸转乙酰基酶三聚体 (TA, E2 ,粉色)构成另一个立方体，6个二氢硫辛酸脱氢酶二聚体 (DLD, E3 ,蓝色)与上述两个立方体相互嵌合，构成一个由60个亚基组成的复杂的复合体。 本文档共26页；当前第7页；编辑于星期三\11点9分 丙酮酸脱氢酶复合体的调控 E1被磷酸化活力降低，脱磷酸活力增高，乙酰-CoA竞争性抑制E2, NADH竞争性抑制E3。 亚砷酸盐及有机砷化合物抑制作用的机制之一是使还原型硫辛酰胺形成无催化能力的砷化物。同样的机制还可抑制α-酮戊二酸脱氢酶复合体。 活力降低 本文档共26页；当前第8页；编辑于星期三\11点9分 O CH3-C-SCoA CoASH NADH +CO2 FADH2 H2O NADH +CO2 NADH GTP 二、柠檬酸循环概貌  ?草酰乙酸 再生阶段 ?柠檬酸的生成阶段 ?氧化脱 羧阶段 柠檬酸 异柠檬酸 顺乌头酸 ?－酮戊二酸 琥珀酸 琥珀酰CoA 延胡索酸 苹果酸 草酰乙酸 NAD+ NAD+ FAD NAD+ 本文档共26页；当前第9页；编辑于星期三\11点9分 三、柠檬酸循环的反应机制 (一) 草酰乙酸(oxaloacetate)与乙酰-CoA缩合(condense)形成柠檬酸 反应不可逆. 柠檬酸合酶为二聚体，图中所示为亚基的结构。草酰乙酸为黄色，CoA为红色。ATP，NADH，琥珀酰- CoA， 酯酰-CoA抑制该酶的活性。 本文档共26页；当前第10页；编辑于星期三\11点9分 (二) 柠檬酸异构化形成异柠檬酸 乌头酸酶为二聚体，图中所示为活性部位的结构。铁硫串为红色，半胱氨酸为黄色，异柠檬酸为白色。 本文档共26页；当前第11页；编辑于星期三\11点9分 *总结TCA第一阶段：柠檬酸生成 H2O 草酰乙酸 O CH3-C-SCoA CoASH H2O 柠檬酸合成酶 顺乌头酸酶 本文档共26页；当前第12页；编辑于星期三\11点9分 (三) 异柠檬酸氧化形成α-酮戊二酸 异柠檬酸脱氢酶为四聚体（α2βγ）,图中所示的活性部位。异柠檬酸为绿色，NADP+为金色, Ca2+为红色。ADP，NAD是该酶的别构激活剂，ATP，NADH是该酶的别构抑制剂。 本文档共26页；当前第13页；编辑于星期三\11点9分 (四) α-酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰-CoA 该酶的结构，催化及调控机制与丙酮酸脱氢酶相似。 (五) 琥珀酰-CoA转化成琥珀酸并产生一个高能磷酸键 琥珀酰-CoA合成酶为αβ二聚体，反应的?G大约为0，反应可逆。 本文档共26页；当前第14页；编辑于星期三\11点9分 *总结TCA第二阶段：氧化脱