1. 三羧酸循环的反应过程
★三羧酸循环在线粒体中进行
★共需要 8 步酶促反应
★反应生成 9 种中间物，与糖酵解不同，这些中间物都是非磷酸化的
(1) 柠檬酸的生成
★柠檬酸合酶(citrate synthase)催化乙酰-CoA (acetyl-CoA)与草酰乙酸(oxaloacetate)缩合，生成柠檬酸(citrate)
★变构酶，对草酰乙酸Km低，10mmol/L
★生理条件下不可逆
(2) 异柠檬酸的生成
★顺乌头酸酶(aconitase)催化柠檬酸脱水为顺乌头酸(cis-aconitate)，而后加水生成异柠檬酸(isocitrate)
★生理条件下可逆
氟乙酸的毒性
★氟乙酸是三羧酸循环抑制剂
·小鼠的半致死剂量为 0.2 mg/Kg，10 倍于氰化钾
★氟乙酸在体内转变为氟乙酰-CoA，通过柠檬酸合酶与草酰乙酸缩合为氟柠檬酸
★氟柠檬酸对顺乌头酸酶产生强烈的毒性作用
(3) 异柠檬酸的脱氢
★异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase)催化异柠檬酸脱氢，生成α-酮戊二酸(α-Ketoglutarate )
★通过自发的脱羧生成第一个 CO2 分子
·来自草酰乙酸, 不是来自乙酰-CoA
★生成 1 分子 NADH
★脱羧反应，不可逆
★在高等生物，细胞中有两种异柠檬酸脱氢酶
· 以 NAD＋为辅酶，存在于线粒体，是三羧酸循环主要的酶
· 以 NADP＋为辅酶，存在于线粒体和胞液
★ADP 是异柠檬酸脱氢酶的变构激活剂
★NADH 和 ATP 对酶具有变构抑制作用
(4) α-酮戊二酸的脱氢
★α-酮戊二酸脱氢酶复合体催化 α-酮戊二酸脱氢脱羧，生成琥珀酰-CoA(succinyl-CoA)
★通过脱羧生成第二个 CO2 分子，以及 NADH
★脱羧反应，不可逆
α-ketoglutarate dehydrogenase complex
★氧化戊二酸脱氢酶(oxoglutarate dehydrogenase)
★α-酮戊二酸脱氢酶复合体具有和丙酮酸脱氢酶复合体完全相同的反应机制
★ATP、NADH 与 琥珀酰-CoA 对酶有变构抑制作用
★与丙酮酸脱氢酶复合体不同， α-酮戊二酸脱氢酶复合体不接受磷酸化与去磷酸化的调节
★砷化物的神经毒性：结合硫辛酸的巯基，抑制复合体的活性
(5) 琥珀酰-CoA 转化为琥珀酸
★琥珀酰-CoA合成酶(succinyl-CoA synthetase)催化琥珀酰-CoA 转化为琥珀酸(succinate)，同时合成 GTP
★高能硫酯键水解，驱动 GTP 合成, 反应可逆
补充资料：合成酶与合酶
★琥珀酰-CoA合成酶(succinyl-CoA synthetase)也称为琥珀酸硫激酶(succinic thiokinase)
★合酶(synthase)：催化缩合，不需要 ATP，属于裂合酶
★合成酶(synthetase)：催化缩合，需要 ATP，属于连接酶
★激酶(kinase)：属于转移酶
★连接酶(ligase)：琥珀酰-CoA 合成酶、丙酮酸羧化酶、
DNA 连接酶
★裂合酶(lyases)：柠檬酸合酶、醛缩酶、丙酮酸脱氢酶
(6) 琥珀酸脱氢生成延胡索酸
★琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase)催化琥珀酸脱氢，生成延胡索酸(fumarate)
★反应的能量生成接近于零，可逆
★琥珀酸脱氢酶位于线粒体内膜，含有铁硫中心和共价结合的 FAD
FAD 是脱氢酶的辅基
★FAD 参与烷基脱氢，NAD＋则参与羟基等的脱氢
★FADH2 氧化可生成 2(1.5) 个 ATP，NADH 氧化则可以生成 3(2.5) 个 ATP
(7) 延胡索酸水化成苹果酸
★延胡索酸酶(fumarase)催化延胡索酸水化，生成苹果酸(malate)
★酶具有高度的立体专一性，水分子的 OH 基团只加到双键的一侧，生成 L-苹果酸，反应可逆
(8) 苹果酸脱氢生成草酰乙酸
★苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase)催化苹果酸脱氢，生成草酰乙酸(oxaloacetate)
★反应耗能 ，依靠草酰乙酸的消耗驱动反应进行
★草酰乙酸结合新的乙酰-CoA，再进入三羧酸循环
2. 三羧酸循环的总结
★两次脱羧生成两分子 CO2
★四次脱氢，生成三分子 NADH 和一分子 FADH2
★通过底物水平磷酸化，生成 GTP
三羧酸循环反应总方程式
★通过氧化磷酸化：
· NADH＝2.5 ATP；FADH2＝1.5 ATP
★乙酰-CoA 氧化分解可生成 10 ATP
· 旧的算法为 12 ATP
三羧酸循环是开放的
填补反应(anaplerotic reactions)
★丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)可以合成草酰乙酸，补充三羧酸循环中间物的消耗
生物素与羧化酶
★生物素是所有羧化酶的辅基，连接于酶活性中心的 Lys-NH3
★由 ATP 提供能量，催化CO2 对生物素的羧化，然后完成羧基转移
