2014臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師《生物化學》輔導(dǎo)資料筆記精選：三羧酸循環(huán)

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　　問題：參與三羧酸循環(huán)的酶的正確敘述是

　　A.主要位于線粒體外膜

　　B.Ca2+可抑制其活性

　　C.當NADH/NAD+比值增高時活性較高

　　D.氧化磷酸化的速率可調(diào)節(jié)其活性

　　E.在血糖較低時，活性較低

　　為什么Ca2+有促進三羧酸循環(huán)的作用?

　　答案及解析：本題選D。

　　當線粒體內(nèi)Ca2+濃度升高時，Ca2+不僅可直接與異檸檬脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶結(jié)合(注：這是TCA循環(huán)中，異檸檬酸到α-酮戊二酸一步反應(yīng))，降低其對底物的Km而使酶激活;也可激活丙酮酸脫氫酶復(fù)合體(注：這是α-酮戊二酸到琥珀酰CoA一步反應(yīng))，從而推動TCA循環(huán)和有氧氧化的進行。

　　相關(guān)內(nèi)容

　　1.三羧酸循環(huán)反應(yīng)過程：

　　(1)乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合生成檸檬酸此反應(yīng)由檸檬酸合酶(citrate synthase)催化，是三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶，是重要的調(diào)節(jié)點。由于高能硫酯鍵水解時釋出較多自由能，ΔG'0=-32.2kJ/mol，此反應(yīng)不可逆。

　　(2)檸檬酸經(jīng)順烏頭酸生成異檸檬酸此反應(yīng)由順烏頭酸酶催化，檸檬酸脫水、加水生成異檸檬酸。

　　(3)異檸檬酸β-氧化、脫羧生成α-酮戊二酸此反應(yīng)在異檸檬酸脫氫酶作用下進行脫氫、脫羧，這是三羧酸循環(huán)中第一次氧化脫羧。異檸檬酸脫氫酶(isocitrate dehydrogenase)是三羧酸循環(huán)的限速酶，是最主要的調(diào)節(jié)點，輔酶是NAD+，脫氫生成的NADH+H+經(jīng)線粒體內(nèi)膜上經(jīng)呼吸鏈傳遞生成水，氧化磷酸化生成3分子ATP.異檸檬酸先脫氫生成草酰琥珀酸，再脫羧生成α-酮戊二酸。ΔG'0=-20.9kJ/mol.

　　(4)α-酮戊二酸氧化、脫羧生成琥珀酰輔酶A此反應(yīng)在α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體(α-ketoglutarate dehydrogenase complex)的催化下脫氫、脫羧生成琥珀酰輔酶A，這是三羧酸循環(huán)中第二次氧化脫羧。α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體是三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶，是第三個調(diào)節(jié)點。α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體是多酶復(fù)合體，其組成及反應(yīng)方式都與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體相似。它所含的三種酶是α-酮戊二酸脫氫酶(需TPP);硫辛酸琥珀?；D(zhuǎn)移酶(需硫辛酸和輔酶A);二氫硫辛酸脫氫酶(需FAD、NAD+)。脫氫生成NADH+H+，經(jīng)線粒體內(nèi)膜上經(jīng)呼吸鏈傳遞生成水，氧化磷酸化生成3分子ATP.由于反應(yīng)中分子內(nèi)部能量重排，產(chǎn)物琥珀酰輔酶A中含有一個高能硫酯鍵，此反應(yīng)不可逆。ΔG'0=-33.5kJ/mol.

　　(5)琥珀酰輔酶A轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁岽朔磻?yīng)由琥珀酸硫激酶(琥珀酰輔酶A合成酶)催化，琥珀酰輔酶A中的高能硫酯鍵釋放能量，可以轉(zhuǎn)移給ADP(或GDP)，形成ATP(或GTP)。細胞中有兩種同工酶，一種形成ATP，另一種形成GTP.這是因為琥珀酸硫激酶由α、β亞基組成，α亞基上有磷酸化的組氨酸殘基以及結(jié)合CoA的位點;β亞基上既可以結(jié)合ATP又可以結(jié)合GTP.形成的GTP可在二磷酸核苷激酶催化下，將高能磷酸基團轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP.這是三羧酸循環(huán)中唯一的一次底物水平磷酸化，生成1分子ATP。

　　(6)琥珀酸脫氫轉(zhuǎn)變?yōu)檠雍魉岽朔磻?yīng)由琥珀酸脫氫酶催化，輔酶是FAD，脫氫后生成FADH2，經(jīng)線粒體內(nèi)膜上經(jīng)呼吸鏈傳遞生成水，氧化磷酸化生成2分子ATP.

　　(7)延胡索酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸此反應(yīng)由延胡索酸酶催化，加水生成蘋果酸。

　　(8)蘋果酸脫氫生成草酰乙酸此反應(yīng)由蘋果酸脫氫酶催化，輔酶是NAD+，脫氫后生成NADH+H+，經(jīng)線粒體內(nèi)膜上經(jīng)呼吸鏈傳遞生成水，氧化磷酸化生成3分子ATP。

　　1、2×異檸檬酸→2×α-酮戊二酸　　　2NADH(線粒體基質(zhì))　　　最終獲得ATP　5

　　2、2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA　　2NADH(線粒體基質(zhì))　　　最終獲得ATP　5

　　3、2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸　　　　　　　　　　　　　　　　　最終獲得ATP　2

　　4、2×琥珀酸→2×延胡索酸　　　　　2FADH2　　　　　　　　　最終獲得ATP　3

　　5、2×蘋果酸→2×草酰乙酸　　　　　2NADH　　　　　　　　　　最終獲得ATP　5

　　從丙酮酸開始算起，徹底氧化共產(chǎn)生12.5個ATP。

　　從乙酰CoA開始算起，徹底氧化共產(chǎn)生10個ATP。