第23章柠檬酸循环主要内容TCA背景知识“Itisconvenienttouseabrieftermforthekindofscheme.Itsessentialfeatureistheperiodicformationofanumberofdi-andtricarboxylicacids.Asthereisnotermwhichwouldserveasacommondenominatorforallthevariousacids,itseemedreasonabletonamethecycleBriefhistoryofTCAIn1932,Krebswasstudyingtheratesofoxidationofsmallorganicacidsbykidneyandlivertissue.Onlyafewofsubstanceswereactiveintheseexperiments---notablysuccinate,fumarate,acetate,malate,andcitrate.AnimportantdevelopmentcamefromthelaboratoryofSzent-GyorgyiofSzegedin1935,whoconfirmedonpigeonbreastmuscletherapidoxidationoftheC4-dicarboxylicacids-succinic,fumaric,malic,andoxaloaceticacids-andarrivedatthenewconclusionthatthosedicarboxylicacidswerelinkedbyanenzymaticpathwaythatwasimportantforaerobicmetabolism.AdecisivecontributiontothefieldwasmadeinMarch1937byMartiusandKnoop,whodiscoveredα-ketoglutarate(α-酮戊二酸)asaproductofcitrateoxidation.Becauseitwasalreadyknownthatα-ketoglutaratecouldbeenzymaticallyoxidizedtosuccinate,thepathwayfromcitratetooxaloacetatewasseemedas:In1937,Krebsfoundthatcitratecouldbeformedinmusclesuspensionsifoxaloacetateandeitherpyruvateoracetatewereadded.Now,hegetacycle:TCA背景知识TCA准备阶段TCA准备阶段TCA准备阶段TCA准备阶段TCA准备阶段TCA概貌1、草酰乙酸与乙酰辅酶A形成柠檬酸—催化此反应的酶为柠檬酸合酶；—反应的中间产物为柠檬酰辅酶A；—柠檬酸合酶属于调控酶，其活性受ATP、NADH、琥珀酰CoA、酯酰CoA等的抑制；另一种抑制剂是丙酮酰CoA。—它是TCA循环的限速酶，由氟乙酸形成的氟乙酰CoA可被该酶催化形成氟柠檬酸，从而抑制下一步的顺乌头酸酶催化的反应。此称为致死性合成反应。哺乳动物体内柠檬酸合成酶以二聚体形式存在。与草酰乙酸的结合使酶发生有利于和乙酰CoA结合的形变。TCA循环阶段２、柠檬酸异构形成异柠檬酸—催化此反应的酶为乌头酸酶；—反应的中间产物为顺乌头酸；—反应为先脱水后水化；—由于反应生成的异柠檬酸在下一步反应中迅速被氧化而使反应向生成异柠檬酸的方向进行。顺乌头酸酶催化柠檬酸异构化为柠檬酸，反应分两步进行，经历一个顺乌头酸中间体。反应具有严格的空间特异性。顺乌头酸酶活性位点的铁硫聚簇。氟乙酸到氟柠檬酸的转化３、异柠檬酸氧化生成－酮戌二酸—催化此反应的酶为异柠檬酸脱氢酶；—反应为TCA二次氧化脱羧中的第一个反应；—反应中间产物为不稳定的草酰琥珀酸；—既有以NAD+为辅酶的异柠檬酸脱氢酶，也有以NADP+为辅酶的异柠檬酸脱氢酶。—异柠檬酸脱氢酶是变构调节酶，其活性受ADP和NAD+的变构激活，受ATP和NADH的变构抑制。TCA循环阶段4、－酮戌二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA—催化此反应的酶为－酮戌二酸脱氢酶复合体，该酶由－酮戌二酸脱氢酶E1、二氢硫辛酰转琥珀酰酶E2和二氢硫辛酰脱氢酶E3及六种辅助因子TPP、硫辛酸、CoA、NAD+、FAD、Mg2+组成；—反应为TCA二次氧化脱羧中的第二个反应；—反应释放的能量主要存于琥珀酰CoA的高能硫酯键中；4、－酮戌二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA—－酮戌二酸脱氢