Page 113 - 第九版生物化学
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98 第二篇物质代谢及其调节
二、三狻酸循环使乙酰 CoA 彻底氧化
三狻酸循环 (tricarboxylic acid cycle, TCA cycle) 亦称拧檬酸循环 (citric acid cycle) ~ 线粒体内一定kky,2018
系列酶促反应所构成的循环反应体系，由于其第一个中间产物是含有 3 个狻基的拧檬酸 (citric acid)
而得名 。 因为该学说由 Krebs 正式提出，亦称为 Krebs 循环 。
（一）三狻酸循环由八步反应组成
乙酰 CoA( 主要来自于三大营养物质的分解代谢）经三狻酸循环分解时，共经历 8 步反应，主要涉
及 4 次脱氢、2 次脱狻和 1 次底物水平磷酸化 。
1. 乙酰 CoA 与草酰乙酸缩合成拧檬酸 此为三狻酸循环的第一个限速步骤 ， 由拧檬酸合酶
(citrate synthase) 催化， 1 分子乙酰 CoA 与 1 分子草酰乙酸 (oxaloacetate) 缩合生成拧檬酸，缩合反应所
需能量来自乙酰 CoA 的高能硫酣键 。 由于高能硫酣键水解时可释放较多的自由能， 6.GO' 为 -32. 2kJ/
mol, 故为不可逆反应 。 拧檬酸合酶对草酰乙酸的凡很低，即使线粒体内草酰乙酸的浓度很低，反应
也能够迅速进行 。
O=C-COOH + 0 CH2COOH
妞 II I
I C-CH3 + H20 ;,, HO-C-COO- + HSCoA + Jr
COOH I I
SCoA CH2COOH
草酰乙酸 乙酰CoA 拧檬酸 辅酶A
2. 拧檬酸经顺乌头酸转变为异拧檬酸 拧檬酸与异拧檬酸 (isocitrate) 的异构化可逆互变反应由
顺乌头酸酶催化，将 CJ 上的轻基移至 C2 上 。 反应的中间产物顺乌头酸与酶结合在一起，以复合物的
形式存在 。
coo- coo-
—_L"looc—(]二。0「-~『:H俨o-
ooc ~:OH
coo- coo- coo-
拧檬酸 ［酶－顺乌头酸］复合物 异拧檬酸
3. 异拧檬酸氧化脱狻转变为 a-酮戊二酸异拧檬酸在异拧檬酸脱氢酶 (isocitrate dehydrogenase)
催化下氧化脱狻产生 CO2, 脱下的氢由 NAD 十接受，生成 NADH+W, 其余碳链骨架部分转变为 a-酮戊
二酸 (a-ketoglutarate) 。 这是三狻酸循环中的第一次氧化脱狻反应，也是第二个限速步骤，反应不可
逆，释出的 CO2 可被视作乙酰 CoA 的 1 个碳原子氧化产物 。
C。 _o C_C_C_ c0
- 0I
H一 OH
H NAD+ c
c一 － :::::::,. _I ＿ 。
H Mg2+
。。 异 z ~NADH+Ir c_
CO2 C
gC _ H
拧檬酸 iHC
iO 一
O 二
a酮 戊 酸
@记 4. a-酮戊二酸氧化脱狻生成唬珀酰 CoA ex-酮戊二酸继续发生氧化脱狻产生 CO2 , 脱下的氢
由 NAD 十接受，生成 NADH+H 飞 其余碳链骨架部分转变为唬珀酰 CoA (succinyl CoA) , 它含有高能硫
酣键 。 催化此反应的酶是 ex-酮戊二酸脱氢酶复合体 (cx-ketoglutarate dehydrogenase complex) , 其组成和
催化反应过程与丙酮酸脱氢酶复合体类似，这就使得 ex-酮戊二酸的脱狻 、 脱氢 、 形成高能硫酣键等反
应可迅速完成 。 此为三狻酸循环中的第二次氧化脱狻反应，也是第三个限速步骤，反应不可逆，释出
