三羧酸循环体系课件.pptx
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- 关 键 词:
- 羧酸 循环 体系 课件
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1、柠柠 檬檬 酸酸 循循 环环第1页,共40页。有氧条件下有氧条件下:丙酮酸可继续进行有氧分解,丙酮酸可继续进行有氧分解,最后完全氧化,形成最后完全氧化,形成COCO2 2和水。此途径分和水。此途径分为柠檬酸循环和氧化磷酸化两个阶段。为柠檬酸循环和氧化磷酸化两个阶段。无氧条件下无氧条件下:葡萄糖经分解代谢形成丙酮酸,葡萄糖经分解代谢形成丙酮酸,丙酮酸继续形成乳酸或乙醇。丙酮酸继续形成乳酸或乙醇。第2页,共40页。柠檬酸循环的概念:柠檬酸循环的概念:在有氧的情况下,葡萄糖酵解产生的丙酮在有氧的情况下,葡萄糖酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰酸氧化脱羧形成乙酰CoACoA,乙酰,乙酰CoACoA经一系
2、列经一系列氧化、脱羧,最终生成氧化、脱羧,最终生成COCO2 2和和H H2 2O O并产生能量并产生能量的过程,称为的过程,称为柠檬酸循环柠檬酸循环。由于柠檬酸含三。由于柠檬酸含三个羧基,所以亦称为个羧基,所以亦称为三羧酸循环三羧酸循环。(tricarboxylic acid cycle),(tricarboxylic acid cycle),简称简称TCATCA循环。循环。由于它是由由于它是由H.A.KrebsH.A.Krebs(德国)正式提出的,(德国)正式提出的,所以又称所以又称KrebsKrebs循环循环。第3页,共40页。柠檬酸循环是糖、脂肪、和氨基酸等氧化柠檬酸循环是糖、脂肪、和
3、氨基酸等氧化所共同经历的途径。此外,柠檬酸循环生成所共同经历的途径。此外,柠檬酸循环生成的中间物质也是许多生物合成的前体。因此的中间物质也是许多生物合成的前体。因此柠檬酸循环是柠檬酸循环是两用代谢途径两用代谢途径(amphibolic pathway)。地点:地点:三羧酸循环在三羧酸循环在线粒体基质线粒体基质中进行。中进行。第4页,共40页。葡萄糖有氧氧化的反应过程葡萄糖有氧氧化的反应过程:葡萄糖葡萄糖(EMP)COOHC=OCH3丙酮酸丙酮酸CH3-C-SCoAO(乙酰乙酰CoA)CoA)三羧酸三羧酸循环循环NADH+H+CO2 丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系CoASH NAD+(细胞液)(细
4、胞液)氧化磷酸化氧化磷酸化(线粒体)(线粒体)第5页,共40页。丙酮酸进入线粒体转变为乙酰丙酮酸进入线粒体转变为乙酰CoACoA,这是连接糖,这是连接糖酵解和三羧酸循环的纽带:酵解和三羧酸循环的纽带:丙酮酸丙酮酸+CoASH+NAD+CoASH+NAD+乙酰乙酰CoA+COCoA+CO2 2+NADH+H+NADH+H+一、由丙酮酸形成乙酰一、由丙酮酸形成乙酰CoACoA反应不可逆,分反应不可逆,分4 4步进行,由步进行,由丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体(丙(丙酮酸脱氢酶系)催化。酮酸脱氢酶系)催化。第6页,共40页。丙酮酸脱氢酶复合体是一个十分大的多酶丙酮酸脱氢酶复合体是一个十分大的多
5、酶复合体,包括:复合体,包括:三种不同的酶三种不同的酶 丙酮酸脱氢酶组分丙酮酸脱氢酶组分(E1)(E1)二氢硫辛酰转乙酰基酶二氢硫辛酰转乙酰基酶(E2)(E2)六种辅助因子六种辅助因子焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP)黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)(FAD)NADNAD+CoASHCoASH硫辛酸硫辛酸二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶(E3)(E3)MgMg2+2+第7页,共40页。大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合体的内容大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合体的内容 缩写缩写 肽链数肽链数 辅基辅基 催化反应催化反应丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶 E1 24 TPP 丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱
6、羧二氢硫辛酰转乙二氢硫辛酰转乙 E2 24 硫辛酰胺硫辛酰胺 将乙酰基转移到将乙酰基转移到CoA 酰基酶酰基酶 二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶 E3 12 FAD 将还原型硫辛酰胺将还原型硫辛酰胺 转变为氧化型转变为氧化型第8页,共40页。CHCH3 3C C COOHCOOHO O+TPPTPPE E1 1分步反应分步反应羟乙基羟乙基TPPTPPE E1 1:丙酮酸脱氢酶:丙酮酸脱氢酶第9页,共40页。C-C-CH3-C-COOHOHCO2丙酮酸丙酮酸易形成易形成C-离子离子嘧啶环嘧啶环噻唑环噻唑环焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPPTPP)在丙酮酸脱羧中的作用在丙酮酸脱羧中的作用VB1VB1
7、第10页,共40页。硫辛酸:硫辛酸:SH2CCH2CHS(CH2)4COOHCH3COSLHS+TPPE2硫辛酸硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰硫辛酸E2:转乙酰酶:转乙酰酶+SLSCH 3CTPPOHH第11页,共40页。E2E3E3E E3 3:二氢硫辛酸脱氢酶:二氢硫辛酸脱氢酶第12页,共40页。HSCoAHSCoAE E3 3:二氢硫辛酸脱氢酶:二氢硫辛酸脱氢酶E E2 2:转乙酰化酶:转乙酰化酶E E1 1:丙酮酸脱氢酶:丙酮酸脱氢酶E E3 3E E2 2E E1 1N NA AD D+NADH+HNADH+H+F FA AD DH H2 2F FA AD DC CH H3 3C CSC C
8、o o A AO OH HS SL LH HS SS SL LS SL LH HS SC C H H3 3C CSO OC CH H3 3C CT TP PP PO OH HH HT TP PP PC CO O2 2C CH H3 3C CC CO OO OH HO O全过程全过程第13页,共40页。砷化物对丙酮酸脱氢酶复合体砷化物对丙酮酸脱氢酶复合体E E2 2中的辅基硫辛酰胺的毒害作中的辅基硫辛酰胺的毒害作用。用。(由于(由于a a-酮戊二酸脱氢酶复合体也含硫辛酰胺辅基,酮戊二酸脱氢酶复合体也含硫辛酰胺辅基,因此,砷化物也有毒害作用)因此,砷化物也有毒害作用)-O-AsO-AsOHOHOH
9、OH+HSHSHSHSR R S S S SR R-O-AsO-As+2H2H2 2O O亚砷酸亚砷酸二氢硫辛酰胺二氢硫辛酰胺R-As=O+HSHSHSHSR R S S S SR RR R-As-As+H H2 2O O有机有机砷化物砷化物第14页,共40页。丙酮酸脱氢酶复合体的调控丙酮酸脱氢酶复合体的调控 2.2.磷酸化和去磷酸化作用的调节:磷酸化和去磷酸化作用的调节:丙酮酸丙酮酸脱氢酶组分脱氢酶组分E E1 1的磷酸化状的磷酸化状态无活性,反之有活性。态无活性,反之有活性。其磷酸化受其磷酸化受E E2 2上结合的激酶和磷酸酶作用上结合的激酶和磷酸酶作用。CaCa2+2+通过激活磷酸酶,使
10、通过激活磷酸酶,使丙酮酸丙酮酸脱氢酶组分活化。脱氢酶组分活化。激酶激酶磷酸酶磷酸酶1.1.产物抑制:产物抑制:受乙酰受乙酰CoACoA和和NADHNADH的控制。乙酰的控制。乙酰CoACoA抑制转乙酰基抑制转乙酰基 酶酶E E2 2组组分,分,NADHNADH抑制二氢硫辛酰脱氢酶抑制二氢硫辛酰脱氢酶E E3 3组分。抑制效应被组分。抑制效应被CoACoA和和NADNAD+逆转。逆转。由丙酮酸到由丙酮酸到乙酰乙酰CoACoA是一个重要步骤,处于代谢途径的分是一个重要步骤,处于代谢途径的分支点,所以此体系受到严密的调节控制:支点,所以此体系受到严密的调节控制:使使E E1 1磷酸化(无活性形式)磷
11、酸化(无活性形式)使磷酸化的使磷酸化的E E1 1去磷酸化(有活性形式)去磷酸化(有活性形式)CaCa2+2+激活激活E E1 1第15页,共40页。OCH3-C-SCoACoASHH2OGTP 草酰乙酸草酰乙酸 再生阶段再生阶段 柠檬酸生成柠檬酸生成阶段阶段 氧化脱氧化脱 羧阶段羧阶段柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸a a酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸NADH+CO2NAD+NADHNAD+FADH2FAD+CO2NADHNAD+二、三羧酸循环的过程二、三羧酸循环的过程第16页,共40页。HO-C-COO-1.1.乙酰乙
12、酰-CoA-CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸与草酰乙酸缩合形成柠檬酸v 单向不可逆单向不可逆v 可调控的限速步骤可调控的限速步骤 v 氟乙酰氟乙酰CoACoA导致致死合成常作为杀虫药导致致死合成常作为杀虫药柠檬酸合酶柠檬酸合酶乙酰乙酰CoACoACH3SCoAOC草酰乙酸草酰乙酸COOHCH2COOHCOH2O HSCoA+HOCH2COOHCCOOHCH2COOH柠檬酸柠檬酸 第17页,共40页。柠檬酸合酶是柠檬酸循环的柠檬酸合酶是柠檬酸循环的关键酶关键酶,活性受,活性受ATPATP、NADHNADH、琥珀、琥珀酰酰-CoA-CoA、酯酰、酯酰-CoA-CoA等的抑制。等的抑制。由氟乙酸形成的
13、氟乙酰由氟乙酸形成的氟乙酰-CoA-CoA可被柠檬酸合酶催化与草酰乙酸缩合生成可被柠檬酸合酶催化与草酰乙酸缩合生成氟柠檬酸,氟柠檬酸结合到顺氟柠檬酸,氟柠檬酸结合到顺-乌头酸酶的活性部位上,抑制柠檬酸循乌头酸酶的活性部位上,抑制柠檬酸循环向下进行。氟乙酸和氟乙酰环向下进行。氟乙酸和氟乙酰-CoA-CoA可做杀虫剂或灭鼠药。各种有毒植物可做杀虫剂或灭鼠药。各种有毒植物的叶子大部分含有氟乙酸,可作为天然杀虫剂。的叶子大部分含有氟乙酸,可作为天然杀虫剂。F F-CH-CH2 2-COOH-COOHF-CHCOO-HO-C-COO-COO-CH2氟乙酸氟乙酸氟柠檬酸氟柠檬酸丙酮酰丙酮酰-CoA:CH-
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