三羧酸循环的发展历程.ppt

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1、三羧酸循环的发展历程三羧酸循环的发展历程1、三羧酸循环的发现者生平简介2、三羧酸循环的发现过程3、三羧酸循环的意义4、三羧酸循环的应用及发展前景汉斯·阿道夫·克雷布斯（HansAdolfKrebs，1900年8月25日－1981年11月22日）：医生、生物化学家。克雷布斯在代谢方面有两个重大发现：尿素循环和三羧酸循环。克雷布斯生于下萨克森希尔德斯海姆的犹太家庭，父亲是一名耳鼻喉科的医生，1918年至1923间于哥廷根和弗莱堡学习医学，1925年获汉堡大学医学博士学位，后又赴柏林大学学习化学一年，并成为奥托·海因里希·瓦尔堡的助手从事研究工作至1930年。由于其犹太人身份，克雷布斯于19

2、33年前往英国，在剑桥大学随弗雷德里克·霍普金斯工作，1945年成为雪菲尔大学教授，1954年转往牛津大学担任生物化学教授并于当地退休。1958年受封为骑士，1979年获剑桥大学荣誉博士学位。1981年逝世于牛津。总论克雷布斯教授的研究主要涉及的中间代谢的各个方面。他研究的对象之一是在肝脏合成尿素，尿酸和鸟嘌呤的合成，食品的氧化的中间阶段，对电解质的主动运输机制和细胞呼吸和磷酸腺苷的生成之间的关系。他的许多著作中是生物能量转换的显著的调查。另外，他与H.L.科恩伯格合作讨论了复杂的化学过程，提供生物体与高能磷酸通过所谓的克雷布斯或柠檬酸循环。三羧酸循环的发现历程1937年,经过五年的不

3、懈努力,克雷布斯和当时在他实验室作博士论文的约翰逊报道了震动当时生物化学界的柠檬酸循环。第一次合理而清晰地揭示了有氧氧化的途径,树立了生物新陈代谢研究的一座里程碑。为此,克雷布斯和李普曼(他发现乙酰辅酶A,彻底阐明从丙酮酸到柠檬酸的机制,同时三羧酸循环的普遍性也得到完全证实)分享了1951年诺贝尔医学和生理学奖。三羧酸循环的发现历程人们早在十八世纪就已注意到食物在生物体内要经过一个缓慢“燃烧”的过程—氧化。但直到二十世纪三十年代,生物氧化还是一个“剪不断、理还乱”的谜团。1932年后,经过众多科学家的努力,特别是德国科学家迈耶霍夫(OrorMeyerhof,1884一1951)等人的杰

4、出贡献,搞清了生物发酵—无氧氧化的具体步骤,称为糖酵解途径(EMP)但葡萄糖裂解成为丙酮酸后,如何彻底分解成水和二氧化碳,仍然不得而知。为了解开谜团,寻找生物氧化的中间代谢物和具休步骤,科学家们最先应用的方法是“试错法”,即把多种有机物投人到组织悬浮、液或匀浆中保温,根据氧化速率变化,确定何种有机物为代谢中间物。如果投人的某种有机物大为促进了氧化反应的速率,依据质量作用定律,该有机物就是这一反应的中间代谢物。用这种方法,科学家们测定了许多种有机物,发现只有少数几种有机酸如琥珀酸、延胡索酸、草酰乙酸、苹果酸、柠檬酸等对氧化有促进作用。1935年,匈牙利生物学家圣·乔奇发现,这几种有机酸不

5、但催化促进氧化反应,它们之间还有规律地转化。其反应序列为:琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸不久,两个德国科学家,马丁和努普在研究柠檬酸的性质时,又碰巧发现,柠檬酸可以通过一系列反应转化成琥珀酸:柠檬酸顺乌头酸α一酮戊二酸琥珀酸可惜的是,他们没有把这些反应和整个生物氧化过程联系起来,只把这些有机酸看成是反应的催化剂和递氢体,没有看到它们就是氧化反应代谢物本身。他敏锐地感到这些人对上述有机酸转化的解释是不完备或不确切的。为了深入探讨这些有机酸与食物氧化过程的联系,他又仔细研究了一个重要的反例:丙二酸对琥珀酸转化为延胡索酸反应的阻抑作用。由于丙二酸(COOH一CH2一COOH)和琥珀酸(COOH

6、一CH2一CH2一COOH)结构相似,因此特异地抑制琥珀酸转化为延胡索酸,造成了整个保温混合物中琥珀酸的积累,并进而中断了生物细胞中整个生物氧化过程。通过这样正、反两方面反应的例证,克雷布斯果断地把食物的氧化过程和从柠檬酸到草酰乙酸的一系列反应联系在一起。他设想,含有四碳的草酰乙酸分子和食物代谢中的某种三碳物结合,形成六碳的柠檬酸,然后进人上述反应序列,这样往复循环,不断氧化。按照当时已有的生化背景知识,最可能的三碳物“候选人”就是丙酮酸。因此他设计实验,把草酰乙酸和丙酮酸在鸽胸肌悬浮液中保温,果然得到了柠檬酸以及一系列反应产物。三羧酸循环的各种名称的来源终于在1937年，克雷布斯先把

7、这一结果写成700字的通讯寄给英国的《自然》杂志,以期引起讨论,不料稿件被退了回来。但是克雷布斯知道这个发现的意义,所以又把它整理成文,命名为“柠檬酸循环”,两个月后发表在英国的《酶学》杂志上。它理所当然地引起了生物化学家们的极大兴趣,人们纷纷以不同材料、不同动植物进行重复实验。1941年,几位美国科学家以同位素示踪方法对柠檬酸循环进行了直接检验。虽然他们的实验结果总体上是支持环式反应的。但是在草酰乙酸和丙酮酸合成产物上却和克雷布斯有根本分歧,