第三阶段: 三羧酸循环
1.概念:
三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, )也称为柠檬酸循环。
它是由乙酰CoA和草酰乙酸合成含三个羧基的柠檬酸起始的一连串的循环反应组成。亦称为三羧酸循环, 简称TCA循环。
由于它是由H.A.Krebs(德国)正式提出的,所以又称Krebs循环。
2.反应部位:
所有的反应均在线粒体中进行。
3.过程
⑴ 乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸

⑵ 柠檬酸异构化生成异柠檬酸

⑶ 异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸

⑷ α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A

⑸ 琥珀酰CoA转变为琥珀酸

⑹ 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸

⑺ 延胡索酸水化生成苹果酸

⑻ 苹果酸脱氢生成草酰乙酸


4.三羧酸循环的特点
① 三羧酸循环一周,消耗一分子乙酰辅酶 A (二碳化合物)。循环中的三羧酸、二羧酸并不因参加此循环而有所增减。因此,在理论上,这些羧酸只需微量,就可不息地循环,促使乙酰辅酶 A 氧化。
② 三羧酸循环一周包括二次脱羧反应,分别是在α-酮戊二酸的两侧。
③ 三羧酸循环一周包括三步不可逆反应,分别由柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶系催化,使整个循环不可逆。
④ 三羧酸循环包括四步脱氢反应,有三步以NDA+为辅助因子,有一步以FAD为辅助因子,生成的NADH+H+和FADH2分别进入呼吸链氧化成水并释放能量。
⑤ 三羧酸循环只有一步底物水平磷酸化,直接产物是GTP。
⑥ 三羧酸循环在线粒体中进行。
5.三羧酸循环的生理意义
① 三羧酸循环是高效率的产能过程,一次循环可生成10分子的ATP。
② 三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大物质转化的枢纽,也是三大物质彻底氧化的共同途径。
③ 三羧酸循环所产生的中间产物对其它化合物的生物合成有重要意义。
6.三羧酸循环的调节
① 三种限速酶的调节 柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶系这三种酶的活性主要受底物浓度和产物浓度的调节。高浓度的底物刺激酶的活性,高的产物浓度抑制酶的活性,其中,乙酰COA、草酰乙酸和NADH是最关键的调节物。
② ATP、ADP、Ca2+的调节 ATP作为最终产物也抑制柠檬酸合成酶及异柠檬酸脱氢酶的活性。ADP可解除ATP的抑制作用别构激活相关酶的活性。 Ca2+的是启动肌肉收缩的信号,同时引起对ATP需要的增加,它能激活异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶系以及丙酮酸脱氢酶系。
7.三羧酸循环的回补反应

8.三羧酸循环的能量变化


