糖代谢-2.ppt

第九章 糖代谢(2) Glycometabolism 二、柠檬酸循环(TCA，1953年获得诺贝尔奖) EMP：G--------?2丙酮酸(在细胞液中) 丙酮酸进线粒体－－?乙酰CoA TCA：乙酰CoA进入TCA(在线粒体中) 电子传递水平磷酸化(在线粒体内膜上) 1.EMP G--------?2丙酮酸 净得2ATP 得2NADH+H+ 2. TCA(柠檬酸循环 、三羧酸循环)　　 tricarboxylic acid cycle) Krebs循环 有氧条件下，将酵解作用产生的丙酮酸氧化脱羧成乙酰CoA，再经一系列氧化和脱羧，最终生成二氧化碳和水并产生能量。 2 丙酮酸 + 2 GDP + 2 Pi + 4 H2O + 2 FAD + 8 NAD --------?6 CO2 + 2 GTP + 2 FADH2 + 8 NADH＋H＋ 化学历程 能量计量 调控 生物学意义 三羧酸循环的发现历史 Albert Szent Gyorgyi观察用丙酮酸与肌肉组织一起在有氧条件下保温，丙酮酸可以被彻底氧化，生成二氧化碳和水。因此认为葡萄糖或糖原的有氧分解也循着糖酵解途径，有氧分解可以说是无氧分解的继续。 H. Krebs通过总结大量的实验结果，认为糖的氧化过程不是直线进行的，而是以循环方式进行。于是他于1937年提出了三羧酸循环假设并用实验证明了三羧酸循环的存在。 (1)化学历程 TCA循环的准备阶段：丙酮酸--?乙酰CoA TCA循环阶段： ①准备阶段(丙酮酸进入线粒体－－?乙酰CoA)　 丙酮酸 + CoA-SH + NAD+ → Acetyl-CoA + CO2 + NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体系 有三种酶组成：三种酶均以二聚体的形式存在。 E1——丙酮酸脱氢酶(24条肽链) E2 ——二氢硫辛酸转乙酰基酶(24条肽链) E3 ——二氢硫辛酸脱氢酶(12条肽链) 砷化物： 可与E2－SH共价结合，使酶失去活性。 反应过程与调控： 　 E2分子上结合着两种特殊的酶-----激酶和磷酸酶 E1的磷酸化(无活性)和去磷酸化(有活性) ATP/ADP比值高、酶的磷酸化作用增加 ②三羧酸循环 乙酰CoA－--?3NADH + FADH2 + 2CO2 + ATP 柠檬酸生成阶段：(1) (2) 氧化脱羧阶段：（３）（４）（５） 草酰乙酸再生阶段：（６）（７）（８） （1）乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸 柠檬酸合成酶（Citroyl synthetase）：此酶是第一个调节酶，限速步骤，此酶为限速酶 （2）异柠檬酸的生成 90%柠檬酸、4%顺乌头酸、6%异柠檬酸组成平衡混合物 （3）α- 酮戊二酸的生成 异柠檬酸脱氢酶：这是TCA中第一次氧化作用。 此酶是TCA循环中第二个调节酶。 需Mg2+（Mn2+ ） （4）琥珀酰CoA的生成（α- 酮戊二酸的氧化脱羧反应） α－酮戊二酸脱氢酶系：该酶与丙酮酸脱氢酶系的结构组成相似，催化脱羧，脱氢。是三个调节酶 这是TCA循环中第二个氧化脱羧反应。 （5）从琥珀酰辅酶A到琥珀酸 琥珀酰CoA合成酶：催化琥珀酰CoA的硫酯键水解，使GDP磷酸化为GTP。 GTP的作用：在哺乳动物中[1]在二磷酸核苷激酶作用下，推动ADP生成ATP；[2]用于蛋白质的合成。 在高等植物和细菌中，硫酯键水解释放出的自由能，可直接合成ATP。 该步反应是TCA中唯一底物水平磷酸化产能的反应。 （6）琥珀酸被氧化成延胡索酸 琥珀酸脱氢酶:是TCA循环中唯一嵌入线粒体内膜的酶。分子量100000（二亚基），酶的辅酶是FAD；酶直接与呼吸链联系，将FADH2交给酶的铁硫中心进入呼吸链。 此反应是： TCA循环中第三个氧化还原反应。 丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂，可阻断三羧酸循环。 （7）苹果酸的生成 延胡索酸酶：催化水化反应，具有立体异构专一性。OH只加入延胡索酸双键的一侧，因此只形成L-型苹果酸。 该酶分子量为200000，由4个相同亚基组成，各含3个自由巯基为酶的活性所必需。 （8）苹果酸被氧化为草酰乙酸 L-苹果酸脱氢酶： NAD是氢的受体。 该步反应是第四次氧化还原反应。 平衡有利于逆反应，但生理条件下，反应产物草酰乙酸不断合成柠檬酸，其在细胞中浓度极低，少于10-6mol/L，使反应向右进行。 (2)TCA生成的能量 葡萄糖的有氧代谢生成的能量 Glucose ATP 2ATP 2 2NADH------ 5 (或3) 2 Pyruvate 2 NADH----- 5 2 Acetyl CoA 6 NADH---- 15 2 FAD