三羧酸循环(一) 乙酰 CoA 经一系列的氧化、脱羧,最终生成 CO2、H2O、并释放能量的过程,又称柠檬酸循环、Krebs 循环。
葡萄糖的有氧氧化包括四个阶段: ①糖酵解产生丙酮酸(2 丙酮酸、 2ATP、2NADH) ②丙酮酸氧化脱羧生成乙酰 CoA ③三羧酸循环(CO2、H2O、ATP、NADH) ④呼吸链氧化磷酸化(NADH-----ATP) 原核生物:①~④阶段在胞质中 真核生物:①在胞质中,②~④在线粒体中 三羧酸循环和氧化磷酸化的过程如下。
丙酮酸脱羧生成乙酰 CoA 此反应在真核细胞的线粒体基质中进行,这是连接糖酵解与 TCA 的中心环节。
(1)丙酮酸脱氢酶系 丙酮酸脱氢酶系是一个十分庞大的多酶体系,位于线粒体膜上,电镜下可见。 E.coli 丙酮酸脱氢酶复合体: 丙酮酸脱羧酶(E1) TPP 二氢硫辛酸转乙酰酶(E2) 硫辛酸 二氢硫辛酸脱氢酶(E3) FAD、NAD+ 此外,还需要 CoA、Mg2+作为辅因子 这些肽链以非共价键结合在一起,在碱性条件下,复合体可以解离成相应的亚单位,在中性时又可以重组为复合体。所有丙酮酸氧化脱羧的中间物均紧密结合在复合体上,活性中间物可以从一个酶活性位置转到另一个酶活性位置,因此,多酶复合体有利于高效催化反应及调节酶在反应中的活性。
(2)反应步骤 ① 丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP ② 二氢硫辛酸乙酰转移酶(E2)使羟乙基氧化成乙酰基 ③ E2 将乙酰基转给 CoA,生成乙酰-CoA ④ E3 氧化 E2 上的还原型二氢硫辛酸 ⑤ E3 还原 NAD+生成 NADH (3)丙酮酸脱氢酶系的活性调节 从丙酮酸到乙酰 CoA 是代谢途径的分支点,此反应体系受到严密的调节控制,此酶系受两种机制调节。 ① 可逆磷酸化的共价调节 丙酮酸脱氢酶激酶(EA)(可被 ATP 激活) 丙酮酸脱氢酶磷酸酶(EB) 磷酸化的丙酮酸脱氢酶(无活性) 去磷酸化的丙酮酸脱氢酶(有活性) ② 别构调节 ATP、CoA、NADH 是别构抑制剂ATP 抑制 E1CoA 抑制 E2NADH 抑制 E3
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