医学三羧酸循环医学知识宣讲PPT培训课件.ppt

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1、三羧酸循环医学知识三羧酸循环医学知识宣讲宣讲第第 一一 节节 三羧酸循环的发现三羧酸循环的发现 Discovery of the Citric Acid Cycle糖原糖原糖原糖原 三酯酰甘油三酯酰甘油三酯酰甘油三酯酰甘油 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸脂酸脂酸 +甘油甘油甘油甘油 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA TCATCA循环循环循环循环 2H 2H 呼呼吸吸链链呼呼吸吸链链 H H2 2O O ADP+Pi ATP COCO2 2 *营养物在生物体内氧化的一般过程营养物在生物体内氧化的一般过程营养物在生物体内氧化的一般过程营养物在生物体内氧化的一

2、般过程一、三羧酸循环是三类营养物质氧化分解的一、三羧酸循环是三类营养物质氧化分解的（共同）（共同）第二阶段第二阶段n n在真核生物，在真核生物，在真核生物，在真核生物，TCATCA循环在循环在循环在循环在线粒体线粒体线粒体线粒体中进行，中进行，中进行，中进行，与呼吸链在功能和结构上相偶联。与呼吸链在功能和结构上相偶联。与呼吸链在功能和结构上相偶联。与呼吸链在功能和结构上相偶联。三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环亦亦亦亦称称称称柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸循循循循环环环环（citric citric acid acid cyclecycle），这这这这是是是是因因因因为为为为循循循循环环环环反

3、反反反应应应应中中中中的的的的第第第第一一一一个个个个中中中中间间间间产产产产物物物物是是是是一一一一个个个个含含含含三三三三个个个个羧羧羧羧基基基基的的的的柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸。由由由由于于于于KrebsKrebs正正正正式式式式提提提提出出出出了了了了三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环的的的的学学学学说，故此循环又称为说，故此循环又称为说，故此循环又称为说，故此循环又称为KrebsKrebs循环。循环。循环。循环。二、二、Krebs发现三羧酸循环发现三羧酸循环n n19371937年年年年，Hans Hans KrebsKrebs利利利利用用用用鸽鸽鸽鸽子子子子胸胸胸胸肌肌肌肌（

4、这这这这块块块块肌肌肌肌肉肉肉肉在在在在飞飞飞飞行行行行中中中中有有有有相相相相当当当当高高高高的的的的呼呼呼呼吸吸吸吸频频频频率率率率，因因因因此此此此特特特特别别别别适适适适合合合合于于于于氧氧氧氧化化化化过过过过程程程程的的的的研研研研究究究究）的的的的组组组组织织织织悬悬悬悬液液液液，测测测测定定定定了了了了在在在在不不不不同同同同的的的的有有有有机机机机酸酸酸酸作作作作用用用用下下下下，丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸氧氧氧氧化化化化过过过过程程程程中中中中的的的的耗耗耗耗氧氧氧氧率率率率，首次提出在动物组织中丙酮酸氧化途径的假说首次提出在动物组织中丙酮酸氧化途径的假说首次提出在动物组织中丙

5、酮酸氧化途径的假说首次提出在动物组织中丙酮酸氧化途径的假说。n nAlbert Albert Szent-GyorgyiSzent-Gyorgyi等等等等已已已已经经经经发发发发现现现现动动动动物物物物肌肌肌肌肉肉肉肉组组组组织织织织中中中中某某某某些些些些4 4碳碳碳碳二二二二羧羧羧羧酸酸酸酸（琥琥琥琥珀珀珀珀酸酸酸酸、延延延延胡胡胡胡索索索索酸酸酸酸、苹苹苹苹果果果果酸酸酸酸和草酰乙酸和草酰乙酸和草酰乙酸和草酰乙酸）能）能）能）能刺激氧的消耗刺激氧的消耗刺激氧的消耗刺激氧的消耗。n nKrebsKrebs证证证证实实实实了了了了这这这这项项项项发发发发现现现现，并并并并且且且且发发发发现现

6、现现它它它它们们们们也也也也可可可可刺刺刺刺激激激激丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸的的的的氧氧氧氧化化化化过过过过程程程程。而而而而且且且且他他他他还还还还发发发发现现现现肌肌肌肌肉肉肉肉中中中中丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸的的的的氧氧氧氧化化化化还还还还可可可可被被被被6 6碳碳碳碳三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸，如如如如柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸、顺顺顺顺乌乌乌乌头头头头酸酸酸酸和和和和异异异异柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸及及及及5 5碳碳碳碳的的的的-酮酮酮酮戊戊戊戊二二二二酸酸酸酸激激激激活活活活。上上上上述述述述有有有有机机机机酸酸酸酸的的的的激激激激活活活活效效效效应应应应是是是是显显显显著著著著的的的

7、的，任任任任何何何何一一一一种种种种这这这这些些些些有有有有机机机机酸酸酸酸的的的的增增增增加加加加，甚甚甚甚至至至至是是是是很很很很少少少少量量量量的的的的增增增增加加加加都都都都能能能能大大大大大大大大激激激激活活活活丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸的的的的氧化氧化氧化氧化过程。过程。过程。过程。n nKrebsKrebs的的的的第第第第二二二二项项项项重重重重大大大大发发发发现现现现是是是是观观观观察察察察到到到到丙丙丙丙二二二二酸酸酸酸对对对对丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸有氧氧化的抑制作用有氧氧化的抑制作用有氧氧化的抑制作用有氧氧化的抑制作用。n n丙丙丙丙二二二二酸酸酸酸是是是是琥琥琥琥珀珀珀珀

8、酸酸酸酸的的的的类类类类似似似似物物物物，是是是是琥琥琥琥珀珀珀珀酸酸酸酸脱脱脱脱氢氢氢氢酶酶酶酶的的的的竞竞竞竞争争争争性性性性抑抑抑抑制制制制剂剂剂剂，在在在在肌肌肌肌肉肉肉肉悬悬悬悬浮浮浮浮液液液液中中中中，无无无无论论论论加加加加入入入入上上上上述述述述哪哪哪哪一一一一种种种种有有有有机机机机酸酸酸酸，只只只只要要要要丙丙丙丙二二二二酸酸酸酸存存存存在在在在，丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸的的的的有有有有氧氧氧氧氧氧氧氧化化化化过过过过程程程程就就就就会会会会被被被被抑抑抑抑制制制制。这这这这表表表表明明明明在在在在涉涉涉涉及及及及丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸氧氧氧氧化化化化的的的的酶酶酶酶促促

9、促促反反反反应应应应中，琥珀酸和琥珀酸脱氢酶必定是很关键的成分。中，琥珀酸和琥珀酸脱氢酶必定是很关键的成分。中，琥珀酸和琥珀酸脱氢酶必定是很关键的成分。中，琥珀酸和琥珀酸脱氢酶必定是很关键的成分。n nKrebsKrebs进进进进一一一一步步步步发发发发现现现现，当当当当用用用用丙丙丙丙二二二二酸酸酸酸抑抑抑抑制制制制肌肌肌肌肉肉肉肉组组组组织织织织悬悬悬悬液液液液中中中中的的的的丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸的的的的有有有有氧氧氧氧氧氧氧氧化化化化时时时时，在在在在这这这这个个个个悬悬悬悬液液液液介介介介质质质质中中中中就就就就会会会会有有有有柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸、-酮酮酮酮戊戊戊戊二二二二酸

10、酸酸酸和和和和琥琥琥琥珀珀珀珀酸酸酸酸的的的的积积积积累累累累，这这这这表表表表明明明明柠柠柠柠檬酸和檬酸和檬酸和檬酸和-酮戊二酸通常为琥珀酸的前体。酮戊二酸通常为琥珀酸的前体。酮戊二酸通常为琥珀酸的前体。酮戊二酸通常为琥珀酸的前体。n nKrebsKrebs得得得得出出出出一一一一个个个个结结结结论论论论：有有有有机机机机三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸和和和和二二二二羧羧羧羧酸酸酸酸可可可可以以以以以以以以一一一一个个个个符符符符合合合合化化化化学学学学逻逻逻逻辑辑辑辑的的的的序序序序列列列列排排排排列列列列。因因因因为为为为用用用用丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸和和和和草草草草酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸

11、与与与与肌肌肌肌组组组组织织织织共共共共同同同同孵孵孵孵育育育育，可可可可导导导导致致致致溶溶溶溶液液液液介介介介质质质质中中中中柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸的的的的堆堆堆堆积积积积，所所所所以以以以KrebsKrebs推推推推理理理理这这这这一一一一系系系系列列列列反反反反应应应应是是是是以以以以循循循循环环环环的的的的方方方方式式式式而而而而不不不不是是是是以以以以线线线线性性性性的的的的方方方方式式式式存存存存在在在在，即即即即以以以以首尾相连在一起的。首尾相连在一起的。首尾相连在一起的。首尾相连在一起的。n n现现现现在在在在TCATCA循循循循环环环环已已已已被被被被公公公公认认认认为为

12、为为是是是是营营营营养养养养物物物物分分分分解解解解代代代代谢谢谢谢的的的的必必必必经途径经途径经途径经途径。第第 二二 节节三羧酸循环的反应过程三羧酸循环的反应过程Reactions of Tricarboxylic Acid Cycle Reactionsn nTCATCA循循循循环环环环是是是是一一一一个个个个由由由由一一一一系系系系列列列列酶酶酶酶促促促促反反反反应应应应构构构构成成成成的的的的循循循循环环环环反反反反应应应应系系系系统统统统，在在在在该该该该反反反反应应应应过过过过程程程程中中中中，首首首首先先先先由由由由乙乙乙乙酰酰酰酰CoACoA（主主主主要要要要来来来来自自自自

13、于于于于三三三三大大大大营营营营养养养养物物物物质质质质的的的的分分分分解解解解代代代代谢谢谢谢）与与与与草草草草酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸缩缩缩缩合合合合生生生生成成成成含含含含3 3个个个个羧羧羧羧基基基基的的的的柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸（citric citric acidacid），再再再再经经经经过过过过4 4次次次次脱脱脱脱氢氢氢氢、2 2次次次次脱脱脱脱羧羧羧羧，生生生生成成成成4 4分分分分子子子子还还还还原原原原当当当当量量量量（reducing reducing equivalentequivalent）和和和和2 2分分分分子子子子COCO2 2，重重重重新新新新生生生生成

14、成成成草草草草酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸的的的的这这这这一一一一循循循循环环环环反反反反应应应应过过过过程程程程称称称称为为为为三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循环循环循环循环。n n还原当量还原当量还原当量还原当量（reducing equivalent reducing equivalent reducing equivalent reducing equivalent）一一一一般般般般是是是是指指指指以以以以氢氢氢氢原原原原子子子子或或或或氢氢氢氢离离离离子子子子形形形形式式式式存存存存在在在在的的的的一个电子或一个电子当量。一个电子或一个电子当量。一个电子或一个电子当量。一个电子或一个电子当量。

15、一、一、TCA循环由八步反应组成循环反应途径循环由八步反应组成循环反应途径（一）乙酰（一）乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸与草酰乙酸缩合成柠檬酸n 乙酰辅酶乙酰辅酶乙酰辅酶乙酰辅酶A A A A（acetyl CoAacetyl CoA）与）与）与）与草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸（oxaloacetateoxaloacetate）缩合成）缩合成）缩合成）缩合成柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸（citratecitrate）；）；）；）；n n 反应由反应由反应由反应由柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶（citrate synthasecitrate synthase）催化）催化）催化）催化。

16、（二）柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸（二）柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸n n此反应是由此反应是由此反应是由此反应是由顺乌头酸酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶催化的异构化反应。催化的异构化反应。催化的异构化反应。催化的异构化反应。n n由两步反应构成，由两步反应构成，由两步反应构成，由两步反应构成，(1)(1)(1)(1)脱水反应；脱水反应；脱水反应；脱水反应；(2)(2)(2)(2)水合反应。水合反应。水合反应。水合反应。（三）异柠檬酸氧化脱羧转变为（三）异柠檬酸氧化脱羧转变为-酮戊二酸酮戊二酸n n异柠檬酸在异柠檬酸在异柠檬酸在异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱

17、氢酶（Isocitrate Isocitrate dehydrogenasedehydrogenase）作用下，）作用下，）作用下，）作用下，氧化脱羧氧化脱羧氧化脱羧氧化脱羧而转变而转变而转变而转变成成成成 -酮戊二酸（酮戊二酸（酮戊二酸（酮戊二酸（-Ketoglutarate-Ketoglutarate）。（四）（四）-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoAn n在在在在 -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体催化下催化下催化下催化下 -酮戊二酸氧酮戊二酸氧酮戊二酸氧酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰化脱羧生成琥珀酰化脱羧生成琥珀酰化脱

18、羧生成琥珀酰CoA(succinyl-CoA)CoA(succinyl-CoA)；n n该该该该脱氢酶复合体的组成及催化机制与丙酮酸脱氢脱氢酶复合体的组成及催化机制与丙酮酸脱氢脱氢酶复合体的组成及催化机制与丙酮酸脱氢脱氢酶复合体的组成及催化机制与丙酮酸脱氢酶复合体类似酶复合体类似酶复合体类似酶复合体类似。（五）琥珀酰（五）琥珀酰（五）琥珀酰（五）琥珀酰CoACoA合成酶催化底物水平磷酸化反应合成酶催化底物水平磷酸化反应合成酶催化底物水平磷酸化反应合成酶催化底物水平磷酸化反应 n n在在在在琥琥琥琥珀珀珀珀酰酰酰酰CoACoA合合合合成成成成酶酶酶酶催催催催化化化化下下下下，琥琥琥琥珀珀珀珀酰酰

19、酰酰CoACoA的的的的高高高高能能能能硫硫硫硫酯酯酯酯键键键键水解与水解与水解与水解与GDPGDP磷酸化偶联磷酸化偶联磷酸化偶联磷酸化偶联，生成琥珀酸、，生成琥珀酸、，生成琥珀酸、，生成琥珀酸、GTPGTP和辅酶和辅酶和辅酶和辅酶AA。n n三羧酸循环中三羧酸循环中三羧酸循环中三羧酸循环中唯一直接生成高能磷酸键唯一直接生成高能磷酸键唯一直接生成高能磷酸键唯一直接生成高能磷酸键的反应。的反应。的反应。的反应。GTPGDPATPADP核苷二磷核苷二磷核苷二磷核苷二磷酸激酶酸激酶酸激酶酸激酶（六）琥珀酸脱氢生成延胡索酸（六）琥珀酸脱氢生成延胡索酸 n n由由由由琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶

20、琥珀酸脱氢酶催化，其辅酶是催化，其辅酶是催化，其辅酶是催化，其辅酶是FADFAD，是三羧酸，是三羧酸，是三羧酸，是三羧酸循环中循环中循环中循环中唯一与内膜结合唯一与内膜结合唯一与内膜结合唯一与内膜结合的酶的酶的酶的酶。（七）延胡索酸加水生成苹果酸（七）延胡索酸加水生成苹果酸n n延胡索酸酶延胡索酸酶延胡索酸酶延胡索酸酶催化此步反应催化此步反应催化此步反应催化此步反应（八）苹果酸脱氢生成草酰乙酸（八）苹果酸脱氢生成草酰乙酸n n苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶催化，辅酶是催化，辅酶是催化，辅酶是催化，辅酶是NADNAD+。CoASHNADH+H+NAD+COCO2 2NAD+NA

21、DH+H+COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADHFADH2 2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O 柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶 2CO2CO2 242H42H二、一次二、一次TCA循环生成循环生成2分子分子CO2n n在

22、在在在TCATCA循循循循环环环环反反反反应应应应过过过过程程程程中中中中，从从从从2 2个个个个碳碳碳碳原原原原子子子子的的的的乙乙乙乙酰酰酰酰CoACoA与与与与4 4个个个个碳碳碳碳原原原原子子子子的的的的草草草草酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸缩缩缩缩合合合合成成成成6 6个个个个碳碳碳碳原原原原子子子子的的的的柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸开始，开始，开始，开始，反复地脱氢氧化。反复地脱氢氧化。反复地脱氢氧化。反复地脱氢氧化。n nTCATCA循循循循环环环环中中中中通通通通过过过过脱脱脱脱羧羧羧羧方方方方式式式式生生生生成成成成COCO2 2。1 1个个个个二二二二碳碳碳碳单单单单位位位位进进进

23、进入入入入TCATCA后后后后，有有有有2 2次次次次脱脱脱脱羧羧羧羧反反反反应应应应，生生生生成成成成2 2分分分分子子子子COCO2 2，这是，这是，这是，这是体内体内体内体内COCO2 2的主要来源的主要来源的主要来源的主要来源。n nTCATCA循循循循环环环环过过过过程程程程中中中中，共共共共有有有有4 4次次次次脱脱脱脱氢氢氢氢，其其其其中中中中3 3次次次次脱脱脱脱氢氢氢氢由由由由NADNAD+接受，接受，接受，接受，1 1次由次由次由次由FADFAD接受接受接受接受。n nTCATCA循环过程中，共有循环过程中，共有循环过程中，共有循环过程中，共有4 4次脱氢，其中次脱氢，其中

24、次脱氢，其中次脱氢，其中3 3次脱氢由次脱氢由次脱氢由次脱氢由NADNAD+接受，接受，接受，接受，1 1次由次由次由次由FADFAD接受接受接受接受。n nTCATCA循环本身每循环一次只能以循环本身每循环一次只能以循环本身每循环一次只能以循环本身每循环一次只能以底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化生生生生成成成成1 1个个个个ATPATP。TCATCA循环总反应式：循环总反应式：循环总反应式：循环总反应式：CHCH3 3COSCoA+3NADCOSCoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H+FAD+GDP+Pi+2H2 2OO 2CO2CO2 2+3NADH+3H+3

25、NADH+3H+FADH+FADH2 2+HSCoA+GTP+HSCoA+GTP三、三、TCA循环的中间产物本身并无量的变化循环的中间产物本身并无量的变化n nTCATCA循环的中间产物包括草酰乙酸在内起着循环的中间产物包括草酰乙酸在内起着循环的中间产物包括草酰乙酸在内起着循环的中间产物包括草酰乙酸在内起着催化催化催化催化剂的作用剂的作用剂的作用剂的作用，本身并无量的变化。，本身并无量的变化。，本身并无量的变化。，本身并无量的变化。n n不可能不可能不可能不可能通过通过通过通过TCATCA直接从乙酰直接从乙酰直接从乙酰直接从乙酰CoACoA合成草酰乙酸或合成草酰乙酸或合成草酰乙酸或合成草酰乙酸

26、或其他中间产物其他中间产物其他中间产物其他中间产物；同样，这些；同样，这些；同样，这些；同样，这些中间产物也不可能直中间产物也不可能直中间产物也不可能直中间产物也不可能直接在接在接在接在TCATCA循环中被氧化生成循环中被氧化生成循环中被氧化生成循环中被氧化生成COCO2 2和和和和HH2 2OO。n nTCATCA循环中的循环中的循环中的循环中的草酰乙酸主要来自丙酮酸的直接羧草酰乙酸主要来自丙酮酸的直接羧草酰乙酸主要来自丙酮酸的直接羧草酰乙酸主要来自丙酮酸的直接羧化化化化，也可通过，也可通过，也可通过，也可通过苹果酸脱氢产生苹果酸脱氢产生苹果酸脱氢产生苹果酸脱氢产生。无论何种来源，。无论何种

27、来源，。无论何种来源，。无论何种来源，其其其其最终来源是葡萄糖最终来源是葡萄糖最终来源是葡萄糖最终来源是葡萄糖。第第 三三 节节三羧酸循环的调控三羧酸循环的调控Regulation of Tricarboxylic Acid CycleRegulation of Tricarboxylic Acid Cycle一、丙酮酸脱氢酶复合体一、丙酮酸脱氢酶复合体n n别构调节：别构调节：别构调节：别构调节：AMPAMP变构激活；变构激活；变构激活；变构激活；n n化学修饰调节：化学修饰调节：化学修饰调节：化学修饰调节：丙酮酸脱氢酶（丙酮酸脱氢酶（丙酮酸脱氢酶（丙酮酸脱氢酶（E1E1）磷酸化失活；）磷酸

28、化失活；）磷酸化失活；）磷酸化失活；二、二、TCA循环受底物、产物和调节酶活性循环受底物、产物和调节酶活性调节调节 底物的供应量底物的供应量底物的供应量底物的供应量 催化循环最初几步反应的酶的反馈别构抑制催化循环最初几步反应的酶的反馈别构抑制催化循环最初几步反应的酶的反馈别构抑制催化循环最初几步反应的酶的反馈别构抑制 产物堆积的抑制作用产物堆积的抑制作用产物堆积的抑制作用产物堆积的抑制作用（一）（一）TCA循环中有个调节调节酶循环中有个调节调节酶n nTCATCA循环中个不可逆反应的酶：关键酶循环中个不可逆反应的酶：关键酶循环中个不可逆反应的酶：关键酶循环中个不可逆反应的酶：关键酶 柠檬酸合酶

29、柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 -酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoACoACoA 柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸 草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸 琥珀酰琥珀酰琥珀酰琥珀酰CoACoA -酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸 异柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸 苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸 NADH FADH2 GTPATP异柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸 脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶 -酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶复合体脱氢酶复合体脱氢酶复合体脱氢酶复合体

30、 ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸柠檬酸 琥珀酰琥珀酰CoA NADH 琥珀酰琥珀酰CoA NADH +Ca2+Ca2+ATPATPATPATP、ADPADPADPADP的影响的影响的影响的影响 产物堆积引起抑制产物堆积引起抑制产物堆积引起抑制产物堆积引起抑制循循循循环环环环中中中中后后后后续续续续反反反反应应应应中中中中间间间间产产产产物物物物别别别别位位位位反反反反馈馈馈馈抑抑抑抑制制制制前前前前面面面面反反反反应应应应中的酶中的酶中的酶中的酶其他，如其他，如其他，如其他，如CaCaCaCa2+2+2+2+可可可可激活许多酶激活许多酶激活许多酶激活许多酶三羧酸循环的调节三羧酸循环

31、的调节（二）（二）TCA循环与上游和下游反应协调循环与上游和下游反应协调n n在正常情况下，（糖）酵解途径和在正常情况下，（糖）酵解途径和在正常情况下，（糖）酵解途径和在正常情况下，（糖）酵解途径和TCATCA循环的循环的循环的循环的速度相协调；速度相协调；速度相协调；速度相协调；n n氧化磷酸化的速率对氧化磷酸化的速率对氧化磷酸化的速率对氧化磷酸化的速率对TCATCA循环的运转也起着非循环的运转也起着非循环的运转也起着非循环的运转也起着非常重要的作用。常重要的作用。常重要的作用。常重要的作用。三、三、TCA循环的多种酶以复合体形式存在循环的多种酶以复合体形式存在于线粒体于线粒体nTCATCA

32、循环中的酶在线粒体中是以循环中的酶在线粒体中是以多种酶组成的多种酶组成的多种酶组成的多种酶组成的复合体形式复合体形式复合体形式复合体形式存在，这种酶复合体被称为存在，这种酶复合体被称为代谢区代谢区代谢区代谢区室室室室（metabolonsmetabolons），它在细胞内能够有效地将），它在细胞内能够有效地将代谢中间产物从一种酶传递给另一种酶。这些代谢中间产物从一种酶传递给另一种酶。这些复合体具有复合体具有高效介导高效介导高效介导高效介导中间产物流通的功能，因中间产物流通的功能，因此也可影响代谢的速率。此也可影响代谢的速率。第四节第四节三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义 Physiolo

33、gic Significance of Tricarboxylic Acid Cycle一、一、TCA循环是一条循环是一条“两用代谢途径两用代谢途径”n nTCATCA循环在大多数生物中是循环在大多数生物中是循环在大多数生物中是循环在大多数生物中是分解代谢分解代谢分解代谢分解代谢途径途径途径途径;n n多种生物合成途径也利用多种生物合成途径也利用多种生物合成途径也利用多种生物合成途径也利用TCATCA循环的中间产物循环的中间产物循环的中间产物循环的中间产物作为作为作为作为合成反应的起始物合成反应的起始物合成反应的起始物合成反应的起始物。（一）（一）TCA循环参与合成和分解途径的组成循环参与合成

34、和分解途径的组成TCATCA中间产物中间产物中间产物中间产物（二）（二）TCA循环中间产物是合成糖、脂肪酸和循环中间产物是合成糖、脂肪酸和氨基酸的前体氨基酸的前体1.TCA1.TCA循环中间产物可以异生为糖循环中间产物可以异生为糖循环中间产物可以异生为糖循环中间产物可以异生为糖草酰乙酸草酰乙酸异生为葡萄糖异生为葡萄糖氨基酸氨基酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA2.TCA循环中间产物可为脂酸合成提供原料循环中间产物可为脂酸合成提供原料合成脂酸合成脂酸合成脂酸合成脂酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环丙酮酸循环丙酮酸循环-酮戊二酸酮戊二酸+NH4+3.TCA3.TCA循环中间产物可为非必需

35、氨基酸合成提供循环中间产物可为非必需氨基酸合成提供循环中间产物可为非必需氨基酸合成提供循环中间产物可为非必需氨基酸合成提供碳架碳架碳架碳架谷氨酸谷氨酸谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NADH+H+NAD+（三）添补反应补充（三）添补反应补充TCA循环中间产物循环中间产物n n参与其他代谢途径而消耗的参与其他代谢途径而消耗的参与其他代谢途径而消耗的参与其他代谢途径而消耗的TCATCA循环中间产物必循环中间产物必循环中间产物必循环中间产物必须及时补充，才能保持须及时补充，才能保持须及时补充，才能保持须及时补充，才能保持TCATCA循环顺利进行。这类循环顺利进行。这类循环顺利进行。这

36、类循环顺利进行。这类反应被称为反应被称为反应被称为反应被称为添补反应添补反应添补反应添补反应（anaplerotic reactionanaplerotic reaction）。n n最重要的添补反应是由最重要的添补反应是由最重要的添补反应是由最重要的添补反应是由丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶催化的，从催化的，从催化的，从催化的，从丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸生成草酰乙酸生成草酰乙酸生成草酰乙酸生成草酰乙酸的反应。的反应。的反应。的反应。丙酮酸丙酮酸+CO2草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶ATPADP+Pi二、二、TCA循环循环 重要生理意义重要生理意义（一）（一）（一）（一）TCATCA循环是三大营养物质的最终代谢通路循环是三大营养物质的最终代谢通路循环是三大营养物质的最终代谢通路循环是三大营养物质的最终代谢通路（二）（二）（二）（二）TCATCA循环是糖、脂肪和氨基酸代谢联系的枢纽循环是糖、脂肪和氨基酸代谢联系的枢纽循环是糖、脂肪和氨基酸代谢联系的枢纽循环是糖、脂肪和氨基酸代谢联系的枢纽