草酰乙酸 柠檬酸 异柠檬酸 琥珀酰辅酶A 琥珀酸 延胡索酸 苹果酸 乙酰辅酶A TCA经四次氧化,二次脱羧,通过一个循环,可以认为乙酰COA 2CO 从图中可以看出:(1)三羧酸循环一周,消耗一分子乙酰辅酶A。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)三羧酸循环的多个反应 是可逆的,但由于柠檬酸的合成及α-酮戊二酸的氧化脱羧 是不可逆的,故此循环是单方向的。(3)三羧酸循环是在 线立体内进行的。(4)丙酮酸所含的3个碳原子被氧化成3 分子的CO 则是在TCA循环上产生的。(5)TCA循环中有四步脱氢反应,脱下的氢三步交给NAD ,一步交给FAD,经呼吸链交给氧而生成水。 反应 KJ/mol辅助因素 柠檬酸合酶缩合 -31.5 顺乌头酸酶脱水 +8.4 Fe 异柠檬酸脱氢酶脱羧、氧化 -8.4 NAD 脱羧、氧化-30.24 TPP,NAD ,CoASH,FAD,硫辛酸,Mg 琥珀酸硫激酶底物水平的 磷酸化 -3.36 CoASH 琥珀酸脱氢酶氧化 水化-3.78 苹果酸脱氢酶氧化 +29.82 NAD 参与三羧酸循环的酶及因素三羧酸循环中碳骨架的不对称反应 乙酰CoA经三羧酸循环,产生的两分子CO2,经用 同位素标记证明在第一轮循环中并不是乙酰CoA的碳原 子。Alexander Oster解释其原因是:虽然柠檬酸是一个 对称分子,它以中间碳原子为中心形成一个四面体, 并与顺乌头酸酶有三个不同的作用位点。在主体位置 14CH 14COO COO-不一致,是由于顺乌头酸酶与柠檬酸的结合的不对称,脱水时氢原子仅来自 草酰乙酸部分,所以三羧酸循环的第一轮没有标记的 CO 释出,也不表明是来自乙酰CoA。因为琥珀酸为对称分子,所以使苹 果酸和草酰乙酸经第一轮循环后都出现同位素标记的 碳原子。 酶与底物以特殊方位结合,经酶催化进行不对称 反应。 (Z2)CH (Z1)COO Z2Z1 Z1’Z1 Z1’正确的结合 不正确的结合 三羧酸循环的化学计量 乙酰CoA+3NAD 循环有以下特点:1、乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸,使两个C原子进入循环。在以后的 两步脱羧反应中,有两个C原子以CO 的形式离开循环,相当于乙酰CoA的2个C原子形成CO 3、由琥珀酰CoA形成琥珀酸时,偶联有底物水平磷酸化生成1个GTP,1GTP 1ATP。 4、循环中消耗两分子水。 5、3NADH 7.5 ATP 1.5ATP,再加上1个GTP 6、单向进行 7、整个循环不需要氧,但离开氧无法进行。 1分子乙酰CoA通过TCA循环被氧化,可生成10分子ATP。 若从丙酮酸开始,加上纽带生成的1个NADH,则共产生10+2.5=12.5个ATP。 若从葡萄糖开始,共可产生12.52+7=32个ATP。