生物课件第23章柠檬酸循环.ppt

《生物课件第23章柠檬酸循环.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物课件第23章柠檬酸循环.ppt（22页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、柠檬酸循环,柠檬酸循环,二、糖的有氧氧化（好氧呼吸）的三个步骤,、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）,、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）,（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

2、+）。96页,三、TCA循环,丙酮酸脱氢酶复合体,三种酶60条肽链形成的复合体,形成酶复合体有什么好处呢？,中间产物在氨基酸臂作用下进入酶活性中心快速准确！,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,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

3、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？循环？,每个分子具有3个碳的丙酮酸库（基质中）,三种羧酸！草酰乙酸大循环！,(4)(7)(8)(10),o,A,C,H,2,C,H,2,C,O,O,H,G,D,P,+,P,i,G,T,P,C,o,A,S,H,H,2 O,C,H,2,C,O,O,H,C,H,2,C,O,O,H,F,A,D,H,2,F,A,D,C,H,C,O,O,H,C,H,C,O,O,H,H,O,C,C,O,O,H,C,H,2,C,O,O,H,H,+,N,A,D,+,C,O,2,+,+,C,o,A,S,H,H

4、 2 O,C,o,A,S,H,C,O,2,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,-酮戊二酸,琥珀酰 CoA,琥珀酸,延胡索酸,L-苹果酸,草酰乙酸,H O,2,(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)-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)H1FADH21GTP,(1)(6)-产能脱碳2NADH+2 CO2,(5)-脱碳-1CO2,3步不可逆反应,三、

5、TCA循环,（三）柠檬酸循环的化学途径（98页）,1草酰乙酸-酮戊二酸,（三）柠檬酸循环的化学途径（98页）,三、TCA循环,2-酮戊二酸琥珀酰CoA,需要-酮戊二酸脱氢酶系的3种酶和它们的辅助因子如NAD+、CoA、TPP、硫辛酰胺、FAD和Mg2+等。,三、TCA循环,（三）柠檬酸循环的化学途径（98页）,3由琥珀酰-CoA琥珀酸,琥珀酰CoA与二磷酸鸟苷（GDP）及磷酸作用迅速分解成琥珀酸，在此反应中产生一个ATP分子。催化这一反应的酶为琥珀酰CoA合成酶,三、TCA循环,（三）柠檬酸循环的化学途径（98页）,4由琥珀酸草酰乙酸,从上述各反应中（参阅图98页图及反应式）可见三羧酸循环反应

6、主要是脱水（反应2）、加水（反应1、3、9）、脱羧（反应5、6）及脱氢（反应4、6、8、10）。丙酮酸转变为乙酰CoA过程中亦脱出两个H。在脱氢作用中脱氢酶及NAD、NADP、FAD、TPP、硫辛酸各辅酶均发生了重要作用。由丙酮酸氧化成CO2的各反应可总结如下式：丙酮酸+CoASH+NAD+乙酰CoA+NADH+H+CO2 乙酰-CoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+CoASH+3NADH+3H+FADH2+GTP净反应：,（三）柠檬酸循环的化学途径（98页）,+4NAD(P)+FAD+GDP+Pi+3H2O 3CO2+4NAD(P)H+4H+FADH2+GTP,总反应方程

7、式,+4NAD(P)+FAD+GDP+Pi+3H2O 3CO2+4NAD(P)H+4H+FADH2+GTP,4NAD(P)H+4H+10ATP 4H2OFADH2 1.5ATP 1H2O ADP ATP-3H2O GTP GDP 1ATP 1H2O 12.5 ATP 2H2O,氧化磷酸化作用,O2,三、TCA循环,（四）TCA循环特点：,（1）TCA循环一次消耗一个乙酰基。即两个碳原子进入循环。又有两个碳原子以CO2的形式离开循环。但这两个碳原子并不是刚刚进入循环的那两个碳原子（代谢更新）。（2）TCA循环有四次氧化脱氢反应（其中三次以NAD+为受氢体，一次以FAD为受氢体）、一次底物水平磷酸

8、化反应以GTP形式产生一个高能键、二次脱羧反应。糖的有氧氧化过程中能量和CO2主要在TCA循环中产生。（3）TCA循环所产生的3个NADH和一个FADH2分子只能通过电子传递链和氧分子（氧化磷酸化）才能够再被氧化，释放的能量ATP形式产生。,TCA循环在线粒体中进行，整个循环不可逆。,一次循环、二次脱羧、三次加水、四次脱氢,四、糖的有氧氧化及TCA循环的意义（107页）,1、糖的有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。能量计算：每一次TCA循环：32.5+11.5+1=10分子ATP 从丙酮酸开始：10+2.5=12.5分子ATP 从葡萄糖开始：2+2.5 2+12.5 2=32分子ATP 而糖的无

9、氧酵解仅产生2分子ATP,2、TCA循环不仅是糖代谢的重要途径，也是甘油、脂肪酸和氨基酸氧化分解的必经途径，是体内糖、脂肪和蛋白质三大营养物质分解代谢的最终共同途径。,3、TCA循环也是糖、脂肪和氨基酸代谢联系的枢纽。,糖酵解+三羧酸循环的效率,糖酵解 1 G 2ATP+2NADH+2H+2 丙酮酸=2+22.5=7ATP三羧酸循环 2丙酮酸 25ATP+6CO2+4H2O 32ATP储能效率=32 7.3/686=34%比世界上任何一部热机的效率都高！提问：其余能量何处去？答案：以热量形式。一部分维持体温，一部分散失。,生物意义,三羧酸循环是各种好氧生物体内最主要的产能途径！也是脂类、蛋白质

10、彻底分解的共同途径！,三羧酸循环焚烧炉,中间酸是合成其他化合物的碳骨架百宝库。例如 草酰乙酸 天冬氨酸、天冬酰胺等等-酮戊二酸 谷氨酸 其他氨基酸 琥珀酰CoA 血红素既是“焚烧炉又是百宝库”,五、TCA循环中碳骨架的不对称反应,用同位素标记乙酰COA碳原子，发现乙酰COA从碳骨架的一端掺入，而从另一端发生脱羧反应，说明反应是不对称的。,六、TCA循环的双重作用和回补反应,TCA循环不仅是产生ATP的途径，其产生的中间物也是生物合成的前体，具有分解代谢和合成代谢双重性（或两用性，110页）。这些中间物必需不断补充才能保证TCA循环的正常进行。对柠檬酸循环中间产物有补充作用的反应称为回补反应。,Chapter23 柠檬酸循环,七、TCA循环的调控（108页）,三羧酸循环有三个调节点。,第一个调节点是草酰乙酸与乙酰CoA结合成柠檬酸的反应 柠檬酸合成酶，柠檬酸合成酶的活性受草酰乙酸的有效浓度和能与乙酰CoA竞争的其他脂酰CoA水平所限制。,第二个调节点是异柠檬酸转变为-酮戊二酸的反应 异柠檬酸脱氢酶，ADP能增强异柠檬酸脱氢酶同异柠檬酸之间的亲和力。但NADH及琥珀酰CoA都对异柠檬酸脱氢酶有抑制作用,第三个调节点是-酮戊二酸转变为琥珀酰CoA的反应-酮戊二酸脱氢酶系是三羧酸循环的关键酶，琥珀酰CoA是强抑制剂，ATP和NADH也可抑制这个酶的活力，都可降低三羧酸循环的速度。,