【提問】如題

【回答】答復(fù)：你好！

三羧酸循環(huán) 由乙酰CoA和草酰乙酸縮合成有三個(gè)羧基的檸檬酸, 檸檬酸經(jīng)一系列反應(yīng), 一再氧化脫羧, 經(jīng)α酮戊二酸、 琥珀酸, 再降解成草酰乙酸。而參與這一循環(huán)的丙酮酸的三個(gè)碳原子, 每循環(huán)一次, 僅用去一分子乙?；械亩紗挝? 最后生成兩分子的CO2 , 并釋放出大量的能量。

檸檬酸循環(huán)也稱為三羧酸循環(huán)。是用于乙酰—CoA中的乙?；趸蒀O2的酶促反應(yīng)的循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)的第一步是由乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸。

乙酰-CoA進(jìn)入由一連串反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)體系，被氧化生成h2o和co2。由于這個(gè)循環(huán)反應(yīng)開始于乙酰coa與草酰乙酸縮合生成的含有三個(gè)羧基的檸檬酸，因此稱之為三羧酸循環(huán)或檸檬酸循環(huán)。在三羧酸循環(huán)中，檸檬酸合成酶催化的反應(yīng)是關(guān)鍵步驟，草酰乙酸的供應(yīng)有利于循環(huán)順利進(jìn)行。 其詳細(xì)過程如下：

(1)乙酰-CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)

乙酰coa具有硫酯鍵，乙?；凶銐蚰芰颗c草酰乙酸的羧基進(jìn)行醛醇型縮合。首先檸檬酸合酶的組氨酸殘基作為堿基與乙酰-CoA作用，使乙酰-CoA的甲基上失去一個(gè)h+，生成的碳陰離子對(duì)草酰乙酸的羰基碳進(jìn)行親核攻擊，生成檸檬酰-CoA中間體，然后高能硫酯鍵水解放出游離的檸檬酸，使反應(yīng)不可逆地向右進(jìn)行。該反應(yīng)由檸檬酸合成催化，是很強(qiáng)的放能反應(yīng)。

由草酰乙酸和乙酰-CoA合成檸檬酸是三羧酸循環(huán)的重要調(diào)節(jié)點(diǎn)，檸檬酸合成酶是一個(gè)變構(gòu)酶，ATP是檸檬酸合成酶的變構(gòu)抑制劑，此外，α-酮戊二酸、NADH能變構(gòu)抑制其活性，長(zhǎng)鏈脂酰-CoA也可抑制它的活性，AMP可對(duì)抗ATP的抑制而起激活作用。

(2)異檸檬酸形成

檸檬酸的叔醇基不易氧化，轉(zhuǎn)變成異檸檬酸而使叔醇變成仲醇，就易于氧化，此反應(yīng)由順烏頭酸酶催化，為一可逆反應(yīng)。

(3)第一次氧化脫酸

在異檸檬酸脫氫酶作用下，異檸檬酸的仲醇氧化成羰基，生成草酰琥珀酸的中間產(chǎn)物，后者在同一酶表面，快速脫羧生成α-酮戊二酸、NADH和co2，此反應(yīng)為β-氧化脫羧，此酶需要Mn2+作為激活劑。

此反應(yīng)是不可逆的，是三羧酸循環(huán)中的限速步驟，ADP是異檸檬酸脫氫酶的激活劑，而ATP，NADH是此酶的抑制劑。

(4)第二次氧化脫羧

在α-酮戊二酸脫氫酶系作用下，α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰-CoA、NADH·H+和co2，反應(yīng)過程完全類似于丙酮酸脫氫酶系催化的氧化脫羧，屬于α氧化脫羧，氧化產(chǎn)生的能量中一部分儲(chǔ)存于琥珀酰coa的高能硫酯鍵中。

α-酮戊二酸脫氫酶系也由三個(gè)酶(α-酮戊二酸脫羧酶、硫辛酸琥珀?；D(zhuǎn)移酶、二氫硫辛酸脫氫酶)和五個(gè)輔酶(tpp、硫辛酸、hscoa、NAD+、FAD)組成。

此反應(yīng)也是不可逆的。α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體受ATP、GTP、NADH和琥珀酰-CoA抑制，但其不受磷酸化/去磷酸化的調(diào)控。

(5)底物磷酸化生成ATP

在琥珀酸硫激酶的作用下，琥珀酰-CoA的硫酯鍵水解，釋放的自由能用于合成gtp，在細(xì)菌和高等生物可直接生成ATP，在哺乳動(dòng)物中，先生成GTP，再生成ATP，此時(shí)，琥珀酰-CoA生成琥珀酸和輔酶A。

(6)琥珀酸脫氫

琥珀酸脫氫酶催化琥珀酸氧化成為延胡索酸。該酶結(jié)合在線粒體內(nèi)膜上，而其他三羧酸循環(huán)的酶則都是存在線粒體基質(zhì)中的，這酶含有鐵硫中心和共價(jià)結(jié)合的fad，來自琥珀酸的電子通過fad和鐵硫中心，然后進(jìn)入電子傳遞鏈到O2，丙二酸是琥珀酸的類似物，是琥珀酸脫氫酶強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)性抑制物，所以可以阻斷三羧酸循環(huán)。

(7)延胡索酸的水化

延胡索酸酶僅對(duì)延胡索酸的反式雙鍵起作用，而對(duì)順丁烯二酸(馬來酸)則無催化作用，因而是高度立體特異性的。

(8)草酰乙酸再生

在蘋果酸脫氫酶作用下，蘋果酸仲醇基脫氫氧化成羰基，生成草酰乙酸，nad+是脫氫酶的輔酶，接受氫成為NADH·H+。

★問題所屬科目：臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師---生物化學(xué)