生物化学-第二单元-糖代谢-三羧酸循环课件.ppt

1、二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化（一）有氧氧化的反应过程（一）有氧氧化的反应过程（二）糖有氧氧化的生理意义（二）糖有氧氧化的生理意义（三）糖有氧氧化调节（三）糖有氧氧化调节O2 2O2 2O2 2葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoAKrebs循环循环H+eH2 2OCO2 2胞液胞液线粒体线粒体6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖丙酮酸丙酮酸（一）有氧氧化的反应过程1.1.葡萄糖循糖酵解途径分解成丙酮酸葡萄糖循糖酵解途径分解成丙酮酸2.2.丙酮酸氧化脱羧成为乙酰丙酮酸氧化脱羧成为乙酰CoACoA （1 1）丙酮酸脱氢复合体）丙酮酸脱氢复合体 （2 2）该复合体可分为五步反应）该复合体可分为五步反应3.3

2、.三羧酸循环及氧化磷酸化三羧酸循环及氧化磷酸化 （1 1）三羧酸循环反应过程）三羧酸循环反应过程 （2 2）三羧酸循环的小结）三羧酸循环的小结 （3 3）三羧酸循环的生理意义）三羧酸循环的生理意义丙酮酸脱氢酶复合物催化的整个反应（1）丙酮酸脱氢复合体v 由由丙酮酸脱氢酶（丙酮酸脱氢酶（E E1 1），二氢硫辛酰胺转，二氢硫辛酰胺转乙酰酶（乙酰酶（E E2 2）和二氢硫辛酰胺脱氢酶（）和二氢硫辛酰胺脱氢酶（E E3 3）组成。组成。v 参 与 反 应 的 辅 酶 有参 与 反 应 的 辅 酶 有 硫 胺 素 焦 磷 酸 酯硫 胺 素 焦 磷 酸 酯（TPPTPP）、）、硫辛酸硫辛酸、FADFAD

3、、NADNAD+及及CoACoA。v 丙酮酸脱氢酶的辅基是丙酮酸脱氢酶的辅基是TPPTPPv 二氢硫辛酰胺脱氢酶的辅酶是二氢硫辛酰胺脱氢酶的辅酶是FADFAD、NADNAD+丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系NADNAD+H+H+丙酮酸丙酮酸脱羧酶脱羧酶FADFAD硫辛酸乙酰硫辛酸乙酰转移酶转移酶二氢硫辛二氢硫辛酸脱氢酶酸脱氢酶COCO2 2乙酰硫辛酸乙酰硫辛酸二氢硫辛酸二氢硫辛酸NADH+HNADH+H+TPPTPP硫辛酸硫辛酸CoASHCoASHNADNAD+CHCH3 3-C-SCoA-C-SCoAO OPy dHEPy dHE复合物的调节复合物的调节 PyPyCHCH3 3COScoACOS

4、coA是一个重要的反应步骤，处于代是一个重要的反应步骤，处于代谢的分支点，受到严密的调节作用：谢的分支点，受到严密的调节作用：1 1）产物乙酰）产物乙酰CoACoA和和NADHNADH都抑制都抑制Py dHEPy dHE复合物，抑复合物，抑制作用为相应的反应物制作用为相应的反应物CoACoA及及NADNAD+所逆转。所逆转。2 2）核苷酸反馈调节：整个酶体系的活性由细胞的）核苷酸反馈调节：整个酶体系的活性由细胞的能荷水平所调控，体系受能荷水平所调控，体系受GTP(ATP)GTP(ATP)抑制，为抑制，为AMPAMP所所活化。活化。3 3）可逆磷酸化作用的共价调节：）可逆磷酸化作用的共价调节：A

5、TPATP存在时，存在时，PyPy脱氢酶分子上的脱氢酶分子上的Ser-OHSer-OH被磷酸激酶催化磷酸化而被磷酸激酶催化磷酸化而没有活性，一旦磷酸基团被磷酸酯酶催化水解没有活性，一旦磷酸基团被磷酸酯酶催化水解 （去磷酸化）可恢复活性。（去磷酸化）可恢复活性。柠檬酸(三羧酸)循环(TAC)/Krebs cycle乙酰乙酰CoACoA经一系列（经一系列（8 8步）的氧化、脱羧，最步）的氧化、脱羧，最终生成终生成COCO2 2和和H H2 2O O，并产生能量的过程，即乙，并产生能量的过程，即乙酰酰CoACoA与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，再经一与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，再经一系列的氧化、脱羧，循环后

6、再生草酰乙酸，系列的氧化、脱羧，循环后再生草酰乙酸，其中生成其中生成2CO2CO2 2，3 3（NADH+HNADH+H+），），1GTP(ATP)1GTP(ATP)，1FADH1FADH2 2CHCH3 3COSCoACOSCoA+3NAD+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H+FAD+GDP+Pi+2H2 2O O 2CO 2CO2 2+CoASH+CoASH+3NADH3NADH+3H+3H+FADHFADH2 2+GTPGTP（1）三羧酸循环反应过程v 反应反应1 1：柠檬酸形成：柠檬酸形成v 反应反应2 2：顺乌头酸水合酶作用于柠檬酸：顺乌头酸水合酶作用于柠檬酸 生成异柠檬酸生成异柠

7、檬酸v 反应反应3 3：-酮戊二酸的生成酮戊二酸的生成v 反应反应4 4：琥珀酸辅酶：琥珀酸辅酶A A的生成的生成v 反应反应5 5：底物水平磷酸化：底物水平磷酸化v 反应反应6 6：琥珀酸脱氢生成延胡索酸：琥珀酸脱氢生成延胡索酸v 反应反应7 7：延胡索酸加水生成苹果酸：延胡索酸加水生成苹果酸v 反应反应8 8：苹果酸氧化生成草酰乙酸：苹果酸氧化生成草酰乙酸反应1：柠檬酸(Citric acid)形成 草酰乙酸草酰乙酸反应2：顺乌头酸水合酶作用于柠檬酸生成异柠檬酸反应3：-酮戊二酸的生成反应4：琥珀酰辅酶A的生成反应5：底物水平磷酸化v琥珀酰琥珀酰CoACoA转变为琥珀酸转变为琥珀酸，产生，

8、产生1GTP1GTP，由琥珀酰，由琥珀酰CoACoA合成酶催化。合成酶催化。v 生成的生成的GTPGTP可在二磷酸核苷激酶催化下，将磷酸可在二磷酸核苷激酶催化下，将磷酸根转移给根转移给ADPADP而生成而生成ATPATP与与GDPGDP；需要；需要MgMg2+2+参与。参与。反应6：琥珀酸脱氢生成延胡索酸 v由由琥珀酸琥珀酸dHEdHE催化琥珀酸生成延胡索酸催化琥珀酸生成延胡索酸，H H受体是受体是FADFAD。琥珀酸。琥珀酸dHEdHE是是TCATCA中唯一一个掺入线粒体内中唯一一个掺入线粒体内膜的酶（真核生物）（原核生物参入质膜），直膜的酶（真核生物）（原核生物参入质膜），直接与呼吸链相连

9、。接与呼吸链相连。v丙二酸（丙二酸（malonatemalonate）是酶的竞争性抑制剂。）是酶的竞争性抑制剂。反应7：延胡索酸加水生成苹果酸COO-CHHCCOO-H2 2OCOO-HOCHCH2 2COO-反应8：苹果酸氧化生成草酰乙酸乙酰-CoA柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸草酰琥珀酸-酮戊二酸琥珀酰-CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸柠檬酸合成酶（缩合）异柠檬酸脱氢酶（氧化脱羧）顺乌头酸酶（脱水）顺乌头酸酶（水化）-酮戊二酸脱氢酶系（氧化脱羧）琥珀酰-CoA合成酶（底物水平磷酸化）琥珀酸脱氢酶（氧化）延胡索酸酶（加水）苹果酸脱氢酶（氧化）NADHCO2NADHCO2GTPFADH2NADHH2

10、OH2OH2OH2OTAC循环总图TACTAC小结小结 1)1)循环从循环从C C4 4物与乙酰物与乙酰CoACoA缩合生成缩合生成C C6 6物开始物开始2)2)每一次循环经历两次脱羧，放出每一次循环经历两次脱羧，放出2CO2CO2 23)3)每一循环经历四次脱氢，其中每一循环经历四次脱氢，其中3 3次以次以NADNAD+为氢受体，为氢受体，1 1次以次以FADFAD为氢受体；为氢受体；4)4)每循环一次，底物水平磷酸化一次生成每循环一次，底物水平磷酸化一次生成1GTP(ATP)1GTP(ATP)；5)5)循环一次结束以循环一次结束以C C4 4物（草酰乙酸）重新生成为标物（草酰乙酸）重新生

11、成为标志；志；6)6)总反应：总反应：CHCH3 3COSCoACOSCoA+3NAD+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H+FAD+GDP+Pi+2H2 2O O 2CO 2CO2 2+CoASH+CoASH+3NADH3NADH+3H+3H+FADHFADH2 2+GTPGTP7)7)三羧酸循环是不可逆的三羧酸循环是不可逆的8)8)三羧酸循环本身不会改变其中间产物的总三羧酸循环本身不会改变其中间产物的总量量,但其它代谢会消耗其中间产物但其它代谢会消耗其中间产物,需要及需要及时补充时补充（2）三羧酸循环的生理意义v三羧酸循环是三大营养素的最终代谢通路。三羧酸循环是三大营养素的最终代谢通路。糖

12、、脂肪、氨基酸在体内进行生物氧化都糖、脂肪、氨基酸在体内进行生物氧化都将产生乙酰将产生乙酰CoACoA，然后进入三羧酸循环进行，然后进入三羧酸循环进行降解降解v 三羧酸循环又是糖、脂肪、氨基酸代谢联三羧酸循环又是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽。糖可以转变为脂肪；氨基酸的系的枢纽。糖可以转变为脂肪；氨基酸的碳架可以通过草酰乙酸等可转变为葡萄糖；碳架可以通过草酰乙酸等可转变为葡萄糖；由葡萄糖提供的丙酮酸等可以用于合成某由葡萄糖提供的丙酮酸等可以用于合成某些非必需氨基酸。些非必需氨基酸。v提供生物合成的前体提供生物合成的前体（二）糖有氧氧化的生理意义v三羧酸循环一次生成生成三羧酸循环一次生成生成12

13、12个个ATPATP。1mol1mol的葡萄糖彻底氧化生成和的葡萄糖彻底氧化生成和COCO2 2和和H H2 2O O，可净，可净生成生成3636或或38mol ATP38mol ATP。v 胞质内的胞质内的NADHNADH不能透过线粒体膜，需要不能透过线粒体膜，需要经过经过-磷酸甘油穿梭和苹果酸磷酸甘油穿梭和苹果酸-天冬氨天冬氨酸穿梭作用进入线粒体。酸穿梭作用进入线粒体。38or36-1-16or42 12 12 32 32 32 12 22 3NAD+NAD+NAD+NAD+FADNAD+Glu6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖 1，6-磷酸果糖23-磷酸甘油醛 2 1，3-磷酸甘油酸2 1，3-

14、磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸2丙酮酸 2乙酰CoA2异柠檬酸 2-酮戊二酸2-酮戊二酸 2 琥珀酰CoA2 琥珀酰CoA 2 琥珀酸2 琥珀酸 2 延胡索酸2苹果酸 2 草酰乙酸第一阶段第二阶段第三阶段ATP辅酶反应（三）糖有氧氧化调节v 糖酵解过程中的三个调节点糖酵解过程中的三个调节点v 丙酮酸脱氢酶复合体通过变构效应和共丙酮酸脱氢酶复合体通过变构效应和共价修饰两种方式进行快速调节价修饰两种方式进行快速调节v 三羧酸循环中有三个不可逆反应：柠檬三羧酸循环中有三个不可逆反应：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和-酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶催化的反应。目前认为异柠檬酸脱氢酶催化的反应。目前认为异柠檬酸脱氢酶和脱氢酶和-酮戊二酸脱氢酶才是三羧酸酮戊二酸脱氢酶才是三羧酸循环的调节点。循环的调节点。