高中生物《细胞呼吸》文字素材1 苏教版必修1VIP专享

第 3 节 细胞呼吸——三羧酸循环 三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle) 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。 柠 檬 酸 循 环 （ Citric acid cycle ） ： 也 称 为 三 羧 酸 循 环 （ tricarboxylic acid cycle，TAC），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。 （一）三羧酸循环的过程 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(oxaloacetic acid)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(citrate cycle)。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 乙酰 CoA 具有硫酯键，乙酰基有足够能量与草酰乙酸的羧基进行醛醇型缩合。首先柠檬酸合酶的组氨酸残基作为碱基与乙酰 CoA 作用，使乙酰 CoA 的甲基上失去一个 h+，生成的碳阴离子对草酰乙酸的羰基碳进行亲核攻击，生成柠檬酰 CoA 中间体，然后高能硫酯键水解放出游离的柠檬酸，使反应不可逆地向右进行。该反应由柠檬酸合成酶(citrate synthase)催化，是很强的放能反应。 由草酰乙酸和乙酰 CoA 合成柠檬酸是三羧酸循环的重要调节点，柠檬酸合成酶是一个变构酶，ATP 是柠檬酸合成酶的变构抑制剂，此外，α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)、NADH 能变构抑制其活性，长链脂酰 CoA 也可抑制它的活性，AMP 可对抗 ATP 的抑制而起激活作用。 (2)异柠檬酸形成 柠檬酸的叔醇基不易氧化，转变成异柠檬酸(isocitrate)而使叔醇变成仲醇，就易于氧化，此反应由顺乌头酸酶催化，为一可逆反应。 (3)第一次氧化脱羧 在异柠檬酸脱氢酶作用下，异柠檬酸的仲醇氧化成羰基，生成草酰琥珀酸(oxalosuccinic acid)的中间产物，后者在同一酶表面，快速脱羧生成 α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)、NADH和 co2，此反应为 β-氧化脱羧，此酶需要 Mg2+作为激活剂。 此反应是不可逆的，是三羧酸循环中的限速步骤，AD...