异柠檬酸
顺乌头酸酶催化 C3上的羟基转移到C2上 中间产物顺乌头酸与酶结合在一起以复合物形式存在
2.2 第一次氧化脱羧
异柠檬酸脱氢酶
异柠檬酸
-酮戊二酸
不可逆反应，三羧酸循环的调节点
第一次氧化脱羧反应特点：
（1） 由异柠檬酸脱氢酶催化，此酶是三羧酸循 环的限速酶，三羧酸循环的调节点 （2）异柠檬酸脱氢酶有两种：
4. 整个循环反应为不可逆反应
5. 产能
总反应： G Pyr 乙酰CoA CO2+H2O
同酵解 2ATP+2NADH+H+
5 or 7
Pyr脱氢 NADH+H+
2*2.5=5
TCA 3NADH+H++FADH2+GTP 2*10=20 30 or 32
6. 三羧酸循环的生理意义
1.为呼吸链提供H+ + e； H+ + e 进入呼吸链彻底氧化生成H2O 的同
谷氨酸转变成CO2和水的主要代谢过程
谷氨酸→a-酮戊二酸+NADH+H++NH3 (Mit) a-酮戊二酸→草酰乙酸
+CO2+FADH2+2NADH+H++GTP 草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸→乙酰辅酶
A →三羧酸循环
天冬氨酸转变成葡萄糖的代谢途径
天冬氨酸+ a-酮戊二酸→草酰乙酸+谷氨酸 草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸→糖异生
Links between the urea cycle and citric acid cycle.The interconnected cycles have been called the “Krebs bicycle.”
Hans Krebs The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953
三羧酸循环的反应过程：
可大致分为三个阶段：
1. 乙酰CoA进入三羧酸循环:
2.氧化脱羧:
a. 柠檬酸转变为异柠檬酸（isocitrate) b.第一次氧化脱羧 c. 第二次氧化脱羧 d. ATP的生成--底物水平磷酸化
3. 草酰乙酸的再生: a. 琥珀酸脱氢及延胡索酸的水化
b. 草酰乙酸再生
1.乙酰CoA进入三羧酸循环
时ADP偶联磷酸化生成ATP。 2 . 三大营养物质彻底氧化的共同通路
FA 乙酰CoA AAPyr ,KG,OAA 乙酰CoA 甘油 磷酸二羟丙酮乙酰CoA 3 . 三大营养物质互变的枢纽-两用代谢途径
TAC中的某些中间代谢物能够转变合成其他物质， 借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。
糖 乙酰CoA FA
3.2 草酰乙酸再生
苹果酸
苹果酸脱氢酶 草酰乙酸
草酰乙酸再生反应的特点：
琥珀酸脱氢酶： （1）琥珀酸脱氢酶是三羧酸循环中唯一与膜结合的酶， 位于线粒体内膜上。 （2）辅酶是FAD。 延胡索酸酶： 有立体专一性，
only for tra苹果酸脱氢酶：是醇脱氢酶。
（3）无游离中间产物生成，不致发生副反应， 不丧失能量。
2.4 底物水平磷酸化反应 (substrate level phosphorylation)
琥珀酸硫激酶 (琥珀酰CoA合成酶)
琥珀酰辅酶A
琥珀酸
底物水平磷酸化
3.1 琥珀酸脱氢及延胡索酸的水化
琥珀酸脱氢酶
琥珀酸
延胡索酸
延胡索酸酶 苹果酸
三羧酸循环总结
1.三羧酸循环的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生 成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢脱羧， 又生成草酰乙酸，再重复循环反应的过程。
2. TAC过程的反应部位是线粒体。
3. 三羧酸循环的要点 经过一次三羧酸循环， 消耗一分子乙酰CoA， 经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。 生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子 CO2， 1分子GTP。 关键酶有： 柠檬酸合酶 α-酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶
* 反应部位
所有的反应均在线粒体中进行。
三羧酸循环的重要性
三羧酸循环是三大营养素的最终代谢通路。 三羧酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢的联系枢纽。
三羧酸循环的提出：
H.Krebs在研究肌肉中糖的有氧氧化时，发 现柠檬酸能催化性地促进氧化过程。
C. Matrin与F.Knoop发现柠檬酸能通过酮戊二酸（KG）而生成琥珀酸（Suc）
A.Szent-Gyorgyi发现琥珀酸（Suc）,延胡索 酸（Fum）, 苹果酸（Mal)能促进组织呼吸 并能转变成草酰乙酸。
根据各种有机酸之间转变的关系，Krebs 于 1937年提出了三羧酸循环的概念。
Sir Hans Adolf Krebs (1900-1981), British biochemist who discovered the urea cycle and the citric acid cycle (aka Krebs' cycle). Won Nobel Prize for physiology in 1953.
1st in Mit-NAD, 2nd in Mit & Cytosol-NADP （3）6C 5C （4） 三羧酸向二羧酸转化
2.3 第二次氧化脱羧
-酮戊二酸脱氢酶
-酮戊二酸 不可逆反应，三羧酸循环的调节点
琥珀酰辅酶A
第二次氧化脱羧反应特点：
（1）α－酮戊二酸脱氢酶系—三羧酸循环的限 速酶
（2）由三种酶（ 酮戊二酸脱氢酶，转琥珀酰基酶，二氢硫 辛酰胺脱氢酶）与五种辅酶（ TPP，硫辛酸，CoA， FAD，NAD+） 共同参与，使α－酮戊二酸的脱羧、脱氢、形 成高能硫酯键等反应迅速完成。
1. ATP/ADP, NADH/NAD 酶被反馈抑制 2. Mit [Ca++ ] 酶- Ca++ Km 酶被激活
FIGURE 16–18 Regulation of metabolite flow from the PDH complex through the citric acid cycle.
糖元
脂肪
葡萄糖 脂肪酸＋甘油
蛋白质 氨基酸
Ⅱ
乙酰辅酶A
草酰乙酸
柠檬酸
苹果酸
Ⅲ
琥珀酸
α-酮戊二酸
CO2
琥珀酰CoA 2H＋ 氧化磷酸化
ADP＋Pi ATP
第九章 三羧酸循环
* 概述
三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TAC) 也称为柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一 个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于 Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又 称为Krebs循环，它由一连串反应组成，包括四次 脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。
柠檬酸合酶
乙酰辅酶A 草酰乙酸
柠檬酸
柠檬酸合酶：能量由硫酯键提供，不可逆 对OAA的亲和力大，反应快速进行
柠檬酸合酶
2.1 柠檬酸异构化为异柠檬酸
COOH CH2 HO- C-COOH CH2 COOH 柠檬酸
COOH
H2O CH
H2O
C-COOH
CH2
COOH
顺乌头酸
COOH HC-OH
HC-COOH CH2 COOH
三羧酸循环的中间产物的分解代谢 三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，
本身无量的变化，同样中间产物也不能直接 在三羧酸循环中被氧化为CO2及H2O。
① 酵解途径：己糖激酶
关
丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶-1
键
酶 ② 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体
③ 三羧酸循环：柠檬酸合酶 α-酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶
Pyr , OAA AA
4. 为其它物质代谢提供小分子前体-两用代谢途径
琥珀酰CoA
卟啉
碳原子变化
2C
CO2
CO2
4C 6C 5C 4C
CO2的 C来源于 4C的OAA，而不是 CH3CO~SCoA
7 . TCA中间物的其他来源去路
来源：回补支路 去路：旁支反应
三羧酸循环的调控
调节点：α-酮戊二酸脱氢酶复合体、 异柠檬酸脱氢酶