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三羧酸循环的循环产物和中间物介绍

2022.9.08

乙酰-CoA+3NAD++FAD+ADP+Pi+CoA-SH—→2CO2+3NADH+FADH2+ATP+3H++CoA-SH

1、CO₂的生成,循环中有两次脱羧基反应(反应3和反应4)两次都同时有脱氢作用,但作用的机理不同,由异柠檬酸脱氢酶所催化的β氧化脱羧,辅酶是nad+,它们先使底物脱氢生成草酰琥珀酸,然后在Mn2+或Mg2+的协同下,脱去羧基,生成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸脱氢酶系所催化的α氧化脱羧反应和前述丙酮酸脱氢酶系所催经的反应基本相同。应当指出,通过脱羧作用生成CO₂,是机体内产生CO₂的普遍规律,由此可见,机体CO₂的生成与体外燃烧生成Co2的过程截然不同。

三羧酸循环三羧酸循环

2、三羧酸循环的四次脱氢,其中三对氢原子以NAD+为受氢体,一对以FAD为受氢体,分别还原生成NADH+H+和FADH2。它们又经线粒体内递氢体系传递,最终与氧结合生成水,在此过程中释放出来的能量使adp和pi结合生成ATP,凡NADH+H+参与的递氢体系,每2H氧化成一分子H₂O,生成分子2.5ATP,而FADH2参与的递氢体系则生成1.5分子ATP,再加上三羧酸循环中一次底物磷酸化产生一分子ATP,那么,一分子柠檬酸参与三羧酸循环,直至循环终末共生成10分子ATP。

3、乙酰-CoA中乙酰基的碳原子,乙酰-CoA进入循环,与四碳受体分子草酰乙酸缩合,生成六碳的柠檬酸,在三羧酸循环中有二次脱羧生成2分子CO₂,与进入循环的二碳乙酰基的碳原子数相等,此时乙酰辅酶A中的2个碳已全部转变为CO₂,同时其中的一部分能量已转变成了NADH和ATP中的能量。

4、三羧酸循环的中间产物,从理论上讲,可以循环不消耗,但是由于循环中的某些组成成分还可参与合成其他物质,而其他物质也可不断通过多种途径而生成中间产物,所以说三羧酸循环组成成分处于不断更新之中。

下面以转氨基作用偶联尿素循环为例,TCA的中间产物可以作为其他代谢途径的前体。

例如草酰乙酸——→天冬氨酸(Asp)

α-酮戊二酸——→谷氨酸(Glu)

草酰乙酸——→丙酮酸——→丙氨酸(Ala)

其中丙酮酸羧化酶催化的生成草酰乙酸的反应最为重要。因为草酰乙酸的含量多少,直接影响循环的速度,因此不断补充草酰乙酸是使三羧酸循环得以顺利进行的关键。三羧酸循环中生成的苹果酸和草酰乙酸也可以脱羧生成丙酮酸,再参与合成许多其他物质或进一步氧化。


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