《羧酸循环》PPT课件

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1、反应5：底物水平的磷酸化琥珀酰-CoA转化成琥珀酸，并产生GTP。这是三羧酸循环中唯一一个底物水平磷酸化。琥珀酰-CoA的硫酯键是一个高能硫酯键，它的势能可被用来驱动磷酸键的形成。在琥珀酰-CoA合成酶的催化下，二磷酸鸟苷（GDP）磷酸化成三磷酸鸟苷（GTP）。Succinyl-CoA+GDP+Pisuccinate+GTP+CoASH△G0’=-29kJ/mol这个反应与酵解中的两个底物水平的磷酸化类似，不同的是在动物细胞中核苷酸产物不是ATP,而是GTP。琥珀酰-CoAGTP可参与蛋白质合成。但大部分合成的GTP通过二磷酸核苷激酶的反应最终驱动ATP的

2、合成。在植物和细菌中，通过琥珀酰CoA和ADP直接合成ATP。GTP+ADPGDP+ATP△G0’=0.0kJ/mol在合成GTP或ATP的反应中，先形成脱水的琥珀酰磷酸，然后通过使琥珀酰-CoA合成酶的一个特定的组氨酸磷酸化使酶活化。N-磷酸组氨酸再把其磷酸转移到核苷二磷酸底物。琥珀酰-CoA合成酶催化的反应中N-磷酸组氨酸残基的结构反应6：依赖于黄素的脱氢反应6，7和8把4碳的琥珀酸转换成4碳的草酰乙酸。这三个反应的第一个是由琥珀酸脱氢酶催化的，依赖于FAD的脱氢。这是三羧酸循环中第三个氧化还原反应，琥珀酸脱氢生成延胡索酸。氢的受体是酶的辅基FAD，这

3、个反应自由能变化不足以还原NAD+。FAD是通过异咯嗪环上的第8（7）位碳上的甲基与酶蛋白质中的组氨酸残基上的咪唑环氮3连接。黄素辅酶有两种从维生素B2或核黄素(riboflavin)衍生出来的辅酶：·黄素腺嘌呤二核苷酸（flavinadeninedinucleotide,FAD）·黄素单核苷酸（flavinmononucleotide,FMN）。异咯嗪核糖醇核黄素黄素单核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸还原的黄素需要再氧化以便使琥珀酸脱氢酶能再参与反应。因琥珀酸脱氢酶可直接与位于线粒体内膜的电子传递系统联接，琥珀酸脱氢产生的还原的黄素（FADH2)可以转移到酶的铁

4、硫中心，然后进入电子传递系统再氧化。琥珀酸脱氢酶中含有三种不同的铁硫簇：2Fe-2S(两个铁原子与两个无机硫结合)，3Fe-3S和4Fe-4S。琥珀酸脱氢酶是三羧酸循环中唯一位于线粒体内膜的酶。心肌线粒体内膜提纯的酶分子量是100000，由70000和29000两个亚基组成。琥珀酸脱氢酶也有立体专一性，只形成反式异构体延胡索酸（反丁烯二酸），不形成顺式异构体马来酸（顺丁烯二酸）。马来酸不能参加代谢，对有机体有毒性。丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。反应7：碳-碳双键的水合反应延胡索酸水化生成苹果酸延胡索酸酶催化这个立体专一水化反应。用标记氘的实验证明H+

5、和OH-以反式加成，酶具有立体异构特异性，OH-只加入延胡索酸双键的一侧，因此只形成L-苹果酸。延胡索酸的异构体马来酸不是这个酶的底物，这个酶也不能催化从D-苹果酸脱水生成延胡索酸的逆反应。延胡索酸酶分子量为200000，由4个相同亚基组成，每个亚基含3个自由巯基，是酶活性所必需的。已从猪心制备了延胡索酸酶结晶。反应8：脱氢产生进入下一轮循环的底物苹果酸脱氢生成草酰乙酸。这是三羧酸循环中第4次氧化还原反应。L-苹果酸脱氢酶催化依赖于NAD+的脱氢，完成循环。NAD+接受氢还原成NADH。在标准热力学条件下，平衡有利于逆反应。但是在生理条件下，反应产物草酰乙

6、酸因不断合成柠檬酸而减少，使其在细胞中浓度极低，约少于10-6mol/L，使反应向右进行。++三羧酸循环反应的总结△G0’反应酶(kJ/mol)1乙酰辅酶A+草酰乙酸+H2O柠檬酸合成酶-32.2柠檬酸+CoA-SH+H+2a柠檬酸顺乌头酸+H2O顺乌头酸酶2b顺乌头酸+H2O异柠檬酸顺乌头酸酶+6.33.异柠檬酸+NAD+α-酮戊二酸异柠檬酸脱氢酶-20.9+CO2+NADH+H+4α-酮戊二酸+NAD++CoASHα-酮戊二酸脱氢酶-33.5琥珀酰辅酶A+CO2+NADH+H+5琥珀酰辅酶A+Pi+GDP琥珀酰辅酶A合成酶-2.9琥珀酸+G

7、TP+CoA-SH6琥珀酸+FAD延胡索酸+FADH2琥珀酸脱氢酶07延胡索酸+H2O苹果酸延胡索酸酶-3.88苹果酸+NAD+草酰乙酸+NADH+H+苹果酸脱氢酶+29.7总计-57.3三羧酸循环反应要点：（1）两碳片段（乙酰辅酶A）与4碳受体（草酰乙酸）结合形成柠檬酸。（2）当柠檬酸进一步代谢时，以CO2形式失去两个碳。（3）有4个氧化反应，3个用NAD+作辅酶，一个用FAD作辅酶。（4）只有一个反应直接产生高能磷酸化合物。（5）草酰乙酸再产生，以进行下一轮循环。三羧酸循环的8个反应可写成一个化学平衡方程，总反应式为：乙酰辅酶A+2H2O+3NA

8、D++FAD+GDP+Pi　→2CO2+3NADH+3H++FAD