生物化学第20章 柠檬酸循环.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 6、琥珀酸脱氢生成延胡索酸 —催化此反应的酶为琥珀脱氢酶；它以FAD为辅基； —该酶具有严格的立体专一性，即只生成反式延胡索酸； —与琥珀酸结构类似的化合物如丙二酸、戌二酸等是该酶的竞争性抑制剂。 TCA循环阶段 TCA循环阶段 琥珀酸脱氢酶的铁硫聚簇 FAD和琥珀酸脱氢酶的共价结合 7、延胡索酸水合成L-苹果酸 —催化此反应的酶为延胡索酸酶； —该酶具有严格的立体专一性，即只生成L-苹果酸； TCA循环阶段 TCA循环阶段 延胡羧酸酶的两种可能的反应机制 8、L-苹果酸脱氢生成草酰乙酸 —催化此反应的酶为苹果酸脱氢酶； —该酶的辅基为NAD+； —由于草酰乙酸与乙酰CoA合成柠檬酸的反应是高度放能反应，因此通过草酰乙酸的不断消耗来驱使该反应不断向生成草酰乙酸方向进行。 TCA循环阶段 TCA循环阶段 以NAD+作为辅酶的脱氢酶的空间特异性比较 TCA循环阶段 苹果酸脱氢酶的结构 TCA循环阶段 TCA Cycle 乙酰草酰成柠檬，柠檬易成α-酮 琥酰琥酸延胡索，苹果落在草丛中。 1、总反应 —离开循环的二分子CO2的碳并非来自进入循环的乙酰辅酶A，而分别来自异柠檬酸脱羧和?-酮戌二酸脱羧反应； —每循环一次共产生一个GTP、消耗二个水分子； —每一次循环有4次氧化反应，共产生3分子NADH和1分子FADH2； —每次循环产生的能量：1（GTP）+3?2.5(NADH)+1 ?1.5(FADH2)=10 ATP —若从丙酮酸算起则产生：10 + 2.5 (NADH)=12.5 ATP —若从葡萄糖算起则产生：12.5 ?2 + 2+2(NADH) ?2.5=32ATP TCA能量计算 Acetyl CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + 2 H + + CoA TCA中C的归宿 TCA中C的归宿 TCA的调控可看成来自二方面：TCA循环本身所具有的内部相互制约系统的调控和ADP、ATP、Ca2+对循环的调控。 1、调控丙酮酸脱氢酶复合体 TCA的调控 TCA的调控是通过循环的别构效应剂和共价修饰实现的。 1、调控丙酮酸脱氢酶复合体 TCA的调控 丙酮酸脱氢酶复合体的调控 1.1. 产物调控 即由NADH和乙酰CoA控制。这二种物质是和酶的作用底物NAD+和CoA竞争酶活性部位。乙酰CoA抑制E2、NADH抑制E3。 1.2. 磷酸化和去磷酸化的调控 E2上结合有二种酶：激酶和磷酸化酶。激酶使丙酮酸脱氢酶组分磷酸化而失活，磷酸酶则脱去丙酮酸脱氢酶上的磷酸基团而活化。Ca2+可使磷酸酶活化从而激活丙酮酸脱氢酶。 TCA的调控 2、调控TCA循环的三个限速反应 3、ATP、ADP和Ca2+ 对TCA的调控 TCA的调控 TCA的中间产物为许多生成合成提供前体物质。 TCA的双重作用 OXALOACETATE REPLENISHED BY PYRUVATE CARBOXYLASE 丙酮酸羧化酶催化由丙酮酸羧化生成草酰乙酸的反应是哺乳动物中最主要的回补反应（anaplerotic reaction）。 许多植物和某些微生物是通过磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase）催化的反应向柠檬酸循环提供草酰乙酸的。 TCA的双重作用 Substrate Channeling through Multienzyme Complexes May Occur in the Citric Acid Cycle Although the enzymes of the citric acid cycle are usually described as soluble components of the mitochondrial matrix (except for succinate dehydrogenase, which is membrane-bound), growing evidence suggests that within the mitochondrion these enzymes exist as multienzyme complexes. Deeper Look------- in cells, multienzyme complexes ensure efficient passage of the product of one enzyme reaction to the next enzyme in the pathway. S