、乙酰-CoA进入三羧酸循环

1、乙酰-CoA进入三羧酸循环,反应不可逆。该反应由柠檬酸合成酶(citratesynthase)催化,反应所需的能量来源于乙酰CoA中的高能硫脂键的水解,释放大量自由能。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。
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、第一次氧化脱酸
在异柠檬酸脱氢酶作用下,异柠檬酸的仲醇氧化成羰基,生成草酰琥珀酸的中间产物,后者在同一酶表面,快速脱羧生成α-酮戊二酸、NADH和CO2,此反应为β-氧化脱羧,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。
4、第二次氧化脱羧
在α-酮戊二酸脱氢酶系作用下,α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰-CoA、NADH·H+和CO2,
氧化产生的能量中一部分储存于琥珀酰CoA的高能硫酯键中。α-酮戊二酸脱氢酶系也由三个酶(α-酮戊二酸脱羧酶、硫辛酸琥珀酰基转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶)和五个辅酶(tpp、硫辛酸、hscoa、NAD+、FAD)组成。此反应也是不可逆的。
5、底物磷酸化生成ATP
在琥珀酸硫激酶的作用下,琥珀酰-CoA的硫酯键水解,释放的自由能用于合成GTP,在细菌和高等生物可直接生成ATP,在哺乳动物中,先生成GTP,再生成ATP,此时,琥珀酰-CoA生成琥珀酸和辅酶A。
6、琥珀酸脱氢
琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸氧化成为延胡索酸。该酶结合在线粒体内膜上,是TCA循环中唯一与内膜结合的酶。其辅酶是FAD,还含有铁琉中心,来自琥珀酸的电子经过FAD和铁琉中心,经过电子传递被氧化,生成2分子ATP。
7、延胡索酸的水化
延胡索酸酶催化此可逆反应,生成苹果酸。
rgp步
8、草酰乙酸再生
什么是辩证法在苹果酸脱氢酶作用下,苹果酸仲醇基脱氢氧化成羰基,生成草酰乙酸,NAD+是脱氢酶的辅酶,接受氢成为NADH·H+
在此循环中,最初草酰乙酸因参加反应而消耗,但经过循环又重新生成。所以每循环一次,净结果为1个乙酰基通过两次脱羧而被消耗。循环中有机酸脱羧产生的二氧化碳,是机体中二氧化碳的主要来源。在三羧酸循环中,共有4次脱氢反应,脱下的氢原子以NADH+H+和FADH2的形式进入呼吸链,最后传递给氧生成水,在此过程中释放的能量可以合成ATP。
TCA反应一共有一次底物水平磷酸化,两次脱羧反应,三次关键反应(不可逆反应),四次脱氢反应。整个循环不可逆。
糖酵解途径是指细胞在胞浆中分解葡萄糖生成丙酮酸的过程,此过程中伴有少量ATP的生成。在缺氧条件下丙酮酸被还原为乳酸称为糖酵解。有氧条件下丙酮酸可进一步氧化分解生成乙酰CoA进入三羧酸循环,生成CO2和H2O。
糖酵解分为两个阶段共10个反应,每个分子葡萄糖经第一阶段共5个反应,消耗2个分子ATP为耗能过程,第二阶段5个反应生成4个分子ATP为释能过程。
⒈第一阶段
⑴葡萄糖的磷酸化
进入细胞内的葡萄糖首先在第6位碳上被磷酸化生成6-磷酸葡萄糖,磷酸根由ATP供给,这一过程不仅活化了葡萄糖,有利于它进一步参与合成与分解代谢,同时还能使进入细胞的葡萄糖不再逸出细胞。催化此反应的酶是己糖激酶。己糖激酶催化的反应不可逆,反应需要消耗能量ATP,Mg2+是反应的激活剂,参与反应实际为Mg2+ATP2-复合物。它能催化葡萄糖、甘露糖、氨基葡萄糖、果糖进行不可逆的磷酸化反应,生成相应的6-磷酸酯,6-磷酸葡萄糖是HK的反馈抑制物,此酶是糖氧化反应过程的限速酶或称关键酶,它有同工酶Ⅰ-Ⅳ型,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型主要存在于肝外组织,其对葡萄糖Km值为10-5~10-6M
Ⅳ型主要存在于肝脏,特称葡萄糖激酶,对葡萄糖的Km值1~10-2M,正常血糖浓度为5mmol/L,当血糖浓度升高时,GK活性增加,葡萄糖和胰岛素能诱导肝脏合成GK,GK能催化葡萄糖、甘露糖生成其6-磷酸酯,6-磷酸葡萄糖对此酶无抑制作用。
⑵6-磷酸葡萄糖的异构反应
奥德修斯
这是由磷酸己糖异构酶催化6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖的过程,此反应是可逆的。
⑶6-磷酸果糖的磷酸化CTV
此反应是6磷酸果糖第一位上的C进一步磷酸化生成1,6-二磷酸果糖,磷酸根由ATP供给,催化此反应的酶是磷酸果糖激酶1,
PFK1催化的反应是不可逆反应,它是糖的有氧氧化过程中最重要的限速酶。
⑷1.6 二磷酸果糖裂解反应
醛缩酶催化1.6-二磷酸果糖生成磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛,此反应是可逆的。
⑸磷酸二羟丙酮的异构反应
磷酸丙糖异构酶催化磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛,此反应也是可逆的。
到此1分子葡萄糖生成2分子3-磷酸甘油醛,通过两次磷酸化作用消耗2分子ATP。
⒉第二阶段:
⑹3-磷酸甘油醛氧化反应
此反应由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化3-磷酸甘油醛氧化脱氢并磷酸化生成含有1个高能磷酸键的1,3-二磷酸甘油酸,本反应脱下的氢和电子转给脱氢酶的辅酶NAD+生成NADH+H+,磷酸根来自无机磷酸。
⑺1.3-二磷酸甘油酸的高能磷酸键转移反应
在磷酸甘油酸激酶催化下,1.3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸,同时其C1上的高能磷酸根转移给ADP生成ATP,这种底物氧化过程中产生的能量直接将ADP磷酸化生成ATP的过程,称为底物水平磷酸化。此激酶催化的反应是可逆的。
⑻3-磷酸甘油酸的变位反应
在磷酸甘油酸变位酶催化下3-磷酸甘油酸C3-位上的磷酸基转变到C2位上生成2-磷酸甘油酸。此反应是可逆的。
⑼2-磷酸甘油酸的脱水反应
由烯醇化酶催化,2-磷酸甘油酸脱水的同时,能量重新分配,生成含高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸。本反应也是可逆的。
⑽磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸转移
在丙酮酸激酶催化下,磷酸烯醇式丙酮酸上的高能磷酸根转移至ADP生成ATP,这是又一次底物水平上的磷酸化过程。但此反应是不可逆的。
丙酮酸激酶是糖的有氧氧化过程中的限速酶,具有变构酶性质,ATP是变构抑制剂,ADP是变构激活剂,Mg2+或K+可激活丙酮酸激酶的活性,胰岛素可诱导PK的生成,烯醇式丙酮酸又可自动转变成丙酮酸。
丙酮酸由乳酸脱氢酶催化还原为乳酸,辅酶是NADH,H+,由3-磷酸甘油醛脱氢时产生。NADH+H+脱氢后成为NAD+,再作为3-磷酸甘油醛脱氢酶的辅酶。在无氧酵解中,NAD+来回穿梭,起着递氢体的作用,从而使无氧酵解过程持续进行。
殷一平

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