三羧酸循环 三羧酸循环-基本介绍,三羧酸循环-发现过程

三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)是需氧生物体内普遍存在的代谢途径,因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的柠檬酸,所以叫做三羧酸循环,又称为柠檬酸循环;或者以发现者Hans Adolf Krebs(1953年获得诺贝尔生理学或医学奖)命名为Krebs循环。三羧酸循环是三大营养素(糖类、脂类、氨基酸)的最终代谢通路,又是糖类、脂类、氨基酸代谢联系的枢纽。由乙酰CoA和草酰乙酸缩合成有三个羧基的柠檬酸,柠檬酸经一系列反应,一再氧化脱羧,经α酮戊二酸、琥珀酸,再降解成草酰乙酸。而参与这一循环的丙酮酸的三个碳原子,每循环一次,仅用去一分子乙酰基中的二碳单位,最后生成两分子的CO2,并释放出大量的能量。

嘌呤核苷酸循环_三羧酸循环 -基本介绍


三羧酸循环

柠檬酸循环(tricarboxylicacidcycle):也称为三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle,TCA),Krebs循环。是用于乙酰―CoA中的乙酰基氧化成CO2的酶促反应的循环系统,该循环的第一步是由乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸。在三羧酸循环中,反应物葡萄糖或者脂肪酸会变成乙酰辅酶A(A

三羧酸循环 三羧酸循环-基本介绍,三羧酸循环-发现过程
cetyl-CoA)。这种"活化醋酸"(一分子辅酶和一个乙酰基相连),会在循环中分解生成最终产物二氧化碳并脱氢,质子将传递给辅酶--烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和黄素腺嘌呤(FAD),使之成为NADH+H+和FADH2。NADH+H+和FADH2会继续在呼吸链中被氧化成NAD+和FAD,并生成水。这种受调节的"燃烧"会生成ATP,提供能量。

真核生物的线粒体和原核生物的细胞质是三羧酸循环的场所。它是呼吸作用过程中的一步,但在需氧型生物中,它先于呼吸链发生。厌氧型生物则首先遵循同样的途径分解高能有机化合物,例如糖酵解,但之后并不进行三羧酸循环,而是进行不需要氧气参与的发酵过

程。

嘌呤核苷酸循环_三羧酸循环 -发现过程


H.A.克雷布斯博士

如果国泰民安,克雷布斯博士也许一辈子就是一位普通的医生。但是第二次世界大战爆发了,他受到纳粹的迫害,不得不逃往英国。在德国,他是位非常优秀的医生,但是在英国,由于没有行医许可证,得不到社会的承认。他只好打消当一名每天给患者看病的医生的念头,转而从事基础医学的研究。

刚开始选择课题时,仅仅出于对食物在体内究竟是如何变成水和二氧化碳的现象充满了兴趣,他毫不犹豫地选择了这个课题,并且着手调查前人研究这一课题的各种材料。有的学者报告说:“A物质经过氧化变成了B物质。”有的学者说:“C物质经过氧化变成了D物质,然后又进一步变成E物质。”还有的学者认为:“C物质是从B物质中得到的。或者可以说,是F物质变成了G物质。”另外一些学者则认为,是“G物质经过氧化变成A物质”等等。看着来自四面八方的研究报告,克雷布斯想,如果把这些零散的数据整理出来,说不定可以发现食物代谢的结构。就像玩解谜游戏那样,克雷布斯将这些数据仔细整理了一番,结果发现食物在体内是按F、G、A、B、C、D、E这样一个顺序变化的。再仔细了解从A到F这些化学物质,发现E和F之间断了链。如果E和F之间存在一种X物质,那么,这条食物循环反应链就完整了。马上集中精力,全力寻找X物质。4年后终于查明,X物质就是如今放在饮料中作为酸味添加剂的柠檬酸。他完成了食物的循环链,并且将它命名为柠檬酸循环。克雷布斯的循环理论解释了食物在体内进入柠檬酸循环后,按照A、B、C、D、E、X、F、G的顺序循环反应,最终氧化成二氧化碳和水。他的伟大不仅仅是发现了几个化学物质的变化,而且在于将每一个活的变化整理出来,找出了可以解释动态生命现象的结构。由于这一业绩,他在1953年获诺贝尔生理学医学奖。柠檬酸循环也叫三羧酸循环或TCA循环。进入体内的营养成分在糖代谢→柠檬酸循环→电传递系统等一系列呼吸作用下得到分解,产生能量。

嘌呤核苷酸循环_三羧酸循环 -化学反应


化学反应

乙酰辅酶A在循环中出现:柠檬酸(I)是循环中第一个产物,它是通过草酰乙酸(X)和乙酰辅酶A(XI)的乙酰基间的缩合反应生成的。如上

所述,乙酰辅酶A是早先进行的糖酵解,蛋白质代谢或脂肪酸代谢的一个产物。


嘌呤核苷酸循环_三羧酸循环 -生理意义

1.三大营养素的最终代谢通路


谷氨酸糖、脂肪和蛋白质在分解代谢过程都先生成乙酰辅酶A,乙酚辅酶A与草酷乙酸结合进入三竣酸循环而彻底氧化。所以三梭酸循环是糖、脂肪和蛋白质分解的共同通路。

2.糖、脂肪和氨基酸代谢的联系通路
三梭酸循环另一重要功能是为其他合成代谢提供小分子前体。α-酮戊二酸和草酰乙酸分别是合成谷氨酸和天冬氨酸的前体;草酚乙酸先转变成丙酮酸再合成丙氨酸;许多氨基酸通过草酰乙酸可异生成糖。所以三羧酸循环是糖、脂肪酸(不能异生成糖)和某些氨基酸相互转变的代谢枢纽。

嘌呤核苷酸循环_三羧酸循环 -循环过程


三羧酸循环乙酰-CoA进入由一连串反应构成的循环体系,被氧化生成H2O和CO2。由于这个循环反应开始于乙酰CoA与草酰乙酸(oxaloaceticacid)缩合生成的含有三个羧基的柠檬酸,因此称之为三羧酸循环或柠檬酸循环(citratecycle)。在三羧酸循环中,柠檬酸合成酶催化的反应是关键步骤,草酰乙酸的供应有利于循环顺利进行。其详细过程如下:
1、乙酰-CoA进入三羧酸循环  

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