2014臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師《生物化學(xué)》輔導(dǎo)資料筆記精選:三羧酸循環(huán)
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問(wèn)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(dāng)NADH/NAD+比值增高時(shí)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(shí),活性較低
為什么Ca2+有促進(jìn)三羧酸循環(huán)的作用?
答案及解析:本題選D。
當(dāng)線粒體內(nèi)Ca2+濃度升高時(shí),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(duì)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(dòng)TCA循環(huán)和有氧氧化的進(jìn)行。
相關(guān)內(nèi)容
1.三羧酸循環(huán)反應(yīng)過(guò)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(diǎn)。由于高能硫酯鍵水解時(shí)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(jìn)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(diǎn),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(gè)調(diào)節(jié)點(diǎn)。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(gè)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(xì)胞中有兩種同工酶,一種形成ATP,另一種形成GTP.這是因?yàn)殓晁崃蚣っ赣搔痢ⅵ聛喕M成,α亞基上有磷酸化的組氨酸殘基以及結(jié)合CoA的位點(diǎn);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(tuán)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(píng)果酸此反應(yīng)由延胡索酸酶催化,加水生成蘋(píng)果酸。
(8)蘋(píng)果酸脫氫生成草酰乙酸此反應(yīng)由蘋(píng)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(píng)果酸→2×草酰乙酸 2NADH 最終獲得ATP 5
從丙酮酸開(kāi)始算起,徹底氧化共產(chǎn)生12.5個(gè)ATP。
從乙酰CoA開(kāi)始算起,徹底氧化共產(chǎn)生10個(gè)ATP。
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