三羧酸循環(huán)

　　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

　　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。

　　了解內(nèi)容（可以看看）

　　三羧酸循環(huán)

　　1.三羧酸循環(huán)反應(yīng)過(guò)程：

　?。?）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。

　?。?）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。

　?。?）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。

　?。?）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)呼醫(yī)-學(xué)教育網(wǎng)-原創(chuàng)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。

　?。?）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?alpha;、β亞基組成，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。

　?。?）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.

　?。?）延胡索酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸此反應(yīng)由延胡索酸酶催化，加水生成蘋果酸。

　?。?）蘋果酸脫氫生成草酰乙酸此反應(yīng)由蘋果酸脫氫酶催化，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×蘋果酸→2×草酰乙酸 2NADH 最終獲得ATP 5

　　從丙酮酸開始算起，徹底氧化共產(chǎn)生12.5個(gè)ATP。

　　從乙酰CoA開始算起，徹底氧化共產(chǎn)生10個(gè)ATP。