琥珀酸鈉脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告(琥珀酸脫氫酶的作用及競(jìng)爭(zhēng)性抑制的觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果)

1. 琥珀酸鈉脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告

噻唑酰胺。

屬琥珀酸酯脫氫酶抑制劑，對(duì)許多種真菌性病害均有很好的防治效果，可廣泛應(yīng)用于水稻、麥類、花生、棉花、甜菜、咖啡、馬鈴薯、草坪等多種作物。

生產(chǎn)上主要用于防治水稻、禾谷類作物和草坪，對(duì)絲核菌屬、柄銹菌屬、腥黑分菌屬、伏革菌屬、黑粉菌屬等致病真菌有效，對(duì)擔(dān)子菌綱真菌引起的病害，如立枯病等有特效。

2. 琥珀酸脫氫酶的作用及競(jìng)爭(zhēng)性抑制的觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果

三羧酸循環(huán)（tricarboxylic acid cycle，TCA cycle）是需氧生物體內(nèi)普遍存在的代謝途徑。特點(diǎn)是三羧酸循環(huán)組成成分處于不斷更新之中。生物學(xué)意義是三羧酸循環(huán)是三大營養(yǎng)素（糖類、脂類、氨基酸）的最終代謝通路，又是糖類、脂類、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。

三羧酸循環(huán)用于將乙酰中的乙?；趸啥趸己瓦€原當(dāng)量的酶促反應(yīng)的循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)的第一步是由乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸。

反應(yīng)物乙酰輔酶A(Acetyl-CoA)(一分子輔酶A和一個(gè)乙酰相連)是糖類、脂類、氨基酸代謝的共同的中間產(chǎn)物，進(jìn)入循環(huán)后會(huì)被分解最終生成產(chǎn)物二氧化碳并產(chǎn)生H。

H將傳遞給輔酶I--尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（或者叫煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。

真核生物的線粒體基質(zhì)和原核生物的細(xì)胞質(zhì)是三羧酸循環(huán)的場(chǎng)所。它是呼吸作用過程中的一步，之后高能電子的輔助下通過電子傳遞鏈進(jìn)行氧化磷酸化產(chǎn)生大量能量。

擴(kuò)展資料

三羧酸循環(huán)是糖、脂，蛋白質(zhì)，甚至核酸代謝，聯(lián)絡(luò)與轉(zhuǎn)化的樞紐。

（1）此循環(huán)的中間產(chǎn)物（如草酰乙酸、α-酮戊二酸）是合成糖、氨基酸、脂肪等的原料。

其中OAA可以脫羧成為PEP，參與糖異生，重新合成生物體內(nèi)的能源。acetylCOA可以合成丙二酰ACP，參與軟脂酸合成。

OAA可以在轉(zhuǎn)氨酶的參與下，進(jìn)行轉(zhuǎn)氨基作用，生成Asp，參與urea

cycl，合成精氨酸代琥珀酸等尿素前體物質(zhì)。其中某些代謝物質(zhì)，還能參與嘌呤和嘧啶的合成，甚至合成卟啉ring，參與血紅蛋白合成。

（2）TCA是糖、蛋白質(zhì)和、和脂肪徹底氧化分解的共同途徑：蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物（如谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸等脫氨后或轉(zhuǎn)氨后的碳架）要通過三羧酸循環(huán)才能被徹底氧化，產(chǎn)生大量能量；

脂肪分解后的產(chǎn)物脂肪酸經(jīng)β-氧化后生成乙酰CoA以及甘油，甘油經(jīng)過EMP途徑也生成乙酰CoA，最終也要經(jīng)過三羧酸循環(huán)而被徹底氧化。糖代謝的所有途徑最后生成Pyruvate，脫氫成為acetyl-CoA，參與TCA。

三羧酸循環(huán)

三羧酸循環(huán)（tricarboxylic acid cycle，TCA cycle）是需氧生物體內(nèi)普遍存在的代謝途徑。原核生物中分布于細(xì)胞質(zhì)，真核生物中分布在線粒體。因?yàn)樵谶@個(gè)循環(huán)中幾個(gè)主要的中間代謝物是含有三個(gè)羧基的有機(jī)酸，例如檸檬酸（C6），所以叫做三羧酸循環(huán)，又稱為檸檬酸循環(huán)（citric acid cycle）或者是TCA循環(huán)；或者以發(fā)現(xiàn)者Hans Adolf Krebs（英1953年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)）的姓名命名為Krebs循環(huán)。三羧酸循環(huán)是三大營養(yǎng)素（糖類、脂類、氨基酸）的最終代謝通路，又是糖類、脂類、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。

中文名

三羧酸循環(huán)

外文名

The tricarboxylic acid cycle

別名

檸檬酸循環(huán)

領(lǐng)域

生物化學(xué)

三羧酸循環(huán)03步驟、三個(gè)關(guān)鍵酶、四次脫氧反應(yīng)、能量生成、糖酵解

定義

三羧酸循環(huán)（tricarboxylic acid cycle ）是一個(gè)由一系列酶促反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)，在該反應(yīng)過程中，首先由乙酰輔酶A（C2）與草酰乙酸（OAA）（C4）縮合生成含有3個(gè)羧基的檸檬酸（C6），經(jīng)過4次脫氫（3分子NADH+H+和1分子FADH2），1次底物水平磷酸化，最終生成2分子CO2，并且重新生成草酰乙酸的循環(huán)反應(yīng)過程。

簡(jiǎn)介

糖類物質(zhì)如葡萄糖或糖原在有氧條件下徹底氧化，產(chǎn)生二氧化碳和水，并釋放出能量的過程稱為糖的有氧氧化。人們發(fā)現(xiàn)，肌肉糜在有氧存在時(shí)，沒有乳酸的生成，也沒有丙酮酸的累積，但仍有能量放出。著名生物化學(xué)家H．Kreb等為闡明在有氧情況下丙酮酸的代謝，作了大量的研究工作，提出了糖的有氧氧化途徑，為此獲1953年諾貝爾獎(jiǎng)。

糖的有氧氧化與糖的無氧酵解有一段共同途徑，即葡萄糖一丙酮酸，所不同的是在生成丙酮酸以后的反應(yīng)。在有氧情況下，丙酮酸在丙酮酸脫氫酶系的催化下，氧化脫羧生成乙酰CoA，后者再經(jīng)三羧酸循環(huán)（tricarboxylic acid cycle）氧化成CO2，和H2O。

在有氧情況下，肌糖原酵解的產(chǎn)物乳酸也可能轉(zhuǎn)變成丙酮酸。例如，血乳酸可被心肌等組織利用作為能源，是人體在激烈運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)期所進(jìn)行的一個(gè)反應(yīng)。在這段恢復(fù)時(shí)間，呼吸仍加快加深，乳酸重新氧化成丙酮酸，后者再進(jìn)一步氧化成水和CO2[1]。

共2張

Kerbs Cycle（三羧酸循環(huán)）

發(fā)現(xiàn)過程

克雷布斯博士在第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)期間因受到納粹的迫害，不得不逃往英國。雖然在德國，他是位非常優(yōu)秀的醫(yī)生，但是在英國，由于沒有行醫(yī)許可證，得不到社會(huì)的承認(rèn)，他只能轉(zhuǎn)而從事基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的研究。

剛開始選擇課題時(shí)，僅僅因?yàn)樗麑?duì)食物在體內(nèi)究竟是如何變成水和二氧化碳這一課題充滿了興趣，他便毫不猶豫地選擇了這個(gè)課題，并且著手調(diào)查前人研究這一課題的各種材料。在報(bào)告中，他看到有的學(xué)者報(bào)告說：“A物質(zhì)經(jīng)過氧化變成了B物質(zhì)?！庇钟袑W(xué)者說：“C物質(zhì)經(jīng)過氧化變成了D物質(zhì)，然后又進(jìn)一步變成E物質(zhì)。”還有學(xué)者認(rèn)為：“C物質(zhì)是從B物質(zhì)中得到的?；蛘呖梢哉f，是F物質(zhì)變成了G物質(zhì)?！绷硗庖恍W(xué)者則認(rèn)為，是“G物質(zhì)經(jīng)過氧化變成A物質(zhì)”等等?？粗鴣碜运拿姘朔降难芯繄?bào)告，克雷布斯想，如果把這些零散的數(shù)據(jù)整理出來，說不定可以發(fā)現(xiàn)食物代謝的結(jié)構(gòu)。就像玩解謎游戲那樣，克雷布斯將這些數(shù)據(jù)仔細(xì)整理了一番，結(jié)果發(fā)現(xiàn)食物在體內(nèi)是按F、G、A、B、C、D、E這樣一個(gè)順序變化的。再仔細(xì)了解從A到F這些化學(xué)物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)E和F之間斷了鏈。如果E和F之間存在一種X物質(zhì)，那么，這條食物循環(huán)反應(yīng)鏈就完整了。馬上集中精力，全力尋找X物質(zhì)。4年后終于查明，X物質(zhì)就是如今放在飲料中作為酸味添加劑的檸檬酸。他完成了食物的循環(huán)鏈，并且將它命名為檸檬酸循環(huán)?？死撞妓沟难h(huán)理論解釋了食物在體內(nèi)進(jìn)入檸檬酸循環(huán)后，按照A、B、C、D、E、X、F、G的順序循環(huán)反應(yīng)，最終氧化成二氧化碳和水。他的偉大不僅僅在于發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)化學(xué)物質(zhì)的變化，而且在于將每一個(gè)活的變化整理出來，找出了可以解釋動(dòng)態(tài)生命現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)。由于這一業(yè)績(jī)，他在1953年獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。檸檬酸循環(huán)也叫三羧酸循環(huán)或TCA循環(huán)。進(jìn)入體內(nèi)的營養(yǎng)成分在糖酵解→檸檬酸循環(huán)→電子傳遞等一系列呼吸作用下得到分解，產(chǎn)生能量。

化學(xué)反應(yīng)

乙酰輔酶A在循環(huán)中出現(xiàn)：檸檬酸(I)是循環(huán)中第一個(gè)產(chǎn)物，它是通過草酰乙酸(X)和乙酰輔酶A(XI)的乙?；g的縮合反應(yīng)生成的。如上所述，乙酰輔酶A是早先進(jìn)行的糖酵解，氨基酸降解或脂肪酸氧化的一個(gè)產(chǎn)物。

化學(xué)反應(yīng)

總化學(xué)反應(yīng)式

反應(yīng)式

Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 3 H2O →CoA-SH + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP + 2 CO2

值得注意的是，CO2的兩個(gè)C并不來源于乙酰CoA，而是OAA。

原理

兩個(gè)碳原子以CO2的形式離開循環(huán)。循環(huán)最后草酰乙酸會(huì)再次生成，再次從乙酰輔酶A中得到兩個(gè)碳原子。就是說，一分子六碳化合物（檸檬酸）經(jīng)過多部反應(yīng)分解成一分子四碳化合物（草酰乙酸）。草酰乙酸會(huì)在接下來的反應(yīng)中遵循同樣的途徑獲得兩個(gè)碳原子，再次成為檸檬酸。

能量會(huì)在接下來的其中一步反應(yīng)里以GTP的形式釋放（和ATP一樣，是細(xì)胞的能量貨幣）。但是循環(huán)中生成的氫載體（NADH + H and FADH2）將會(huì)在細(xì)胞呼吸鏈里釋放更多的能量 ，這也正是細(xì)胞呼吸的主要目的。檸檬酸循環(huán)的前提是，早先進(jìn)行的糖酵解等過程能提供足夠的活化乙酸，以乙酰輔酶A的形式出現(xiàn)在循環(huán)。NADH + H 和 FADH2是輔酶，它們能攜帶質(zhì)子和電子，并在需要的時(shí)候釋放它們。

循環(huán)中產(chǎn)生的總能量為一分子ATP（準(zhǔn)確來說是：GTP），而細(xì)胞呼吸的全部四步反應(yīng)（包括呼吸鏈中的內(nèi)呼吸），一個(gè)葡萄糖分子則產(chǎn)生32分子的ATP。2002年之前一直認(rèn)為是38ATP，當(dāng)時(shí)認(rèn)為一個(gè)FADH2可以產(chǎn)生2個(gè)ATP，一個(gè)NADH2可以產(chǎn)生3個(gè)ATP，這是理想化化學(xué)計(jì)算的結(jié)果。實(shí)測(cè)一個(gè)FADH2可以產(chǎn)生1.5個(gè)ATP，一個(gè)NADH2可以產(chǎn)生2.5個(gè)ATP。詳情請(qǐng)查閱電子傳遞鏈與氧化磷酸化。

如進(jìn)行蘋果酸穿梭則不會(huì)減少能量，還是32ATP，在腦等部位會(huì)進(jìn)行3磷酸甘油穿梭，減少2分子ATP，最終凈產(chǎn)生30ATP。所以說，在生物化學(xué)專業(yè)答題時(shí)需回答32或30。

循環(huán)過程

乙酰-CoA進(jìn)入由一連串反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)體系，被氧化生成H2O和CO2。由于這個(gè)循環(huán)反應(yīng)開始于乙酰CoA與草酰乙酸(oxaloaceticacid)縮合生成的含有三個(gè)羧基的檸檬酸，因此稱之為三羧酸循環(huán)或檸檬酸循環(huán)(citratecycle)。在三羧酸循環(huán)中，檸檬酸合成酶催化的反應(yīng)是關(guān)鍵步驟，草酰乙酸的供應(yīng)有利于循環(huán)順利進(jìn)行。其詳細(xì)過程如下：

三羧酸循環(huán)

1、乙酰-CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)

乙酰CoA具有硫酯鍵，乙?；凶銐蚰芰颗c草酰乙酸的羧基進(jìn)行醛醇型縮合。首先檸檬酸合酶的組氨酸殘基作為堿基與乙酰-CoA作用，使乙酰-CoA的甲基上失去一個(gè)H+，生成的碳陰離子對(duì)草酰乙酸的羰基碳進(jìn)行親核攻擊，生成檸檬酰-CoA中間體，然后高能硫酯鍵水解放出游離的檸檬酸，使反應(yīng)不可逆地向右進(jìn)行。該反應(yīng)由檸檬酸合酶(citratesynthase)催化，是很強(qiáng)的放能反應(yīng)。由草酰乙酸和乙酰-CoA合成檸檬酸是三羧酸循環(huán)的重要調(diào)節(jié)點(diǎn)，檸檬酸合酶是一個(gè)變構(gòu)酶，ATP是檸檬酸合酶的變構(gòu)抑制劑，此外，α-酮戊二酸、NADH能變構(gòu)抑制其活性，長(zhǎng)鏈脂酰-CoA也可抑制它的活性，AMP可對(duì)抗ATP的抑制而起激活作用。

2、異檸檬酸形成

檸檬酸的叔醇基不易氧化，轉(zhuǎn)變成異檸檬酸而使叔醇變成仲醇，就易于氧化，此反應(yīng)由順烏頭酸酶催化，為一可逆反應(yīng)。

3、第一次脫氫——異檸檬酸脫氫酶

在異檸檬酸脫氫酶作用下，異檸檬酸的仲醇氧化成羰基，生成草酰琥珀酸(oxalosuccinicacid)的中間產(chǎn)物，后者在同一酶表面，快速脫羧生成α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)、NADH和CO2，此反應(yīng)為β-氧化脫羧，此酶需要鎂離子作為激活劑。此反應(yīng)是不可逆的，是三羧酸循環(huán)中的限速步驟，ADP是異檸檬酸脫氫酶的激活劑，而ATP，NADH是此酶的抑制劑。

4、第二次脫氫——α-酮戊二酸脫氫酶

在α-酮戊二酸脫氫酶系作用下，α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰-CoA、NADH·H+和CO2，反應(yīng)過程完全類似于丙酮酸脫氫酶系催化的氧化脫羧，屬于α-氧化脫羧，氧化產(chǎn)生的能量中一部分儲(chǔ)存于琥珀酰coa的高能硫酯鍵中。α-酮戊二酸脫氫酶系也由三個(gè)酶(α-酮戊二酸脫羧酶、硫辛酸琥珀酰基轉(zhuǎn)移酶、二氫硫辛酸脫氫酶)和五個(gè)輔酶(tpp、硫辛酸、hscoa、NAD+、FAD)組成。此反應(yīng)也是不可逆的。α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體受ATP、GTP、NADH和琥珀酰-CoA抑制，但其不受磷酸化/去磷酸化的調(diào)控。

5、底物磷酸化生成ATP

在琥珀酸硫激酶(succinatethiokinase)的作用下，琥珀酰-CoA的硫酯鍵水解，釋放的自由能用于合成gtp，在細(xì)菌和高等生物可直接生成ATP，在哺乳動(dòng)物中，先生成GTP，再生成ATP，此時(shí)，琥珀酰-CoA生成琥珀酸和輔酶A。

6、第三次脫氫——琥珀酸脫氫酶

琥珀酸脫氫酶(succinatedehydrogenase)催化琥珀酸氧化成為延胡索酸。該酶結(jié)合在線粒體內(nèi)膜上，而其他三羧酸循環(huán)的酶則都是存在線粒體基質(zhì)中的，這酶含有鐵硫中心和共價(jià)結(jié)合的FAD，來自琥珀酸的電子通過FAD和鐵硫中心，然后進(jìn)入電子傳遞鏈到O2，丙二酸是琥珀酸的類似物，是琥珀酸脫氫酶強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)性抑制物，所以可以阻斷三羧酸循環(huán)。

7、延胡索酸的水化

延胡索酸酶僅對(duì)延胡索酸的反式雙鍵起作用，而對(duì)順丁烯二酸(馬來酸)則無催化作用，因而是高度立體特異性的。

8、第四次脫氫——蘋果酸脫氫酶（草酰乙酸再生）

在蘋果酸脫氫酶(malicdehydrogenase)作用下，蘋果酸仲醇基脫氫氧化成羰基，生成草酰乙酸(oxalocetate)，NAD+是脫氫酶的輔酶，接受氫成為NADH·H+。

在此循環(huán)中，最初草酰乙酸因參加反應(yīng)而消耗，但經(jīng)過循環(huán)又重新生成。所以每循環(huán)一次，凈結(jié)果為1個(gè)乙?；ㄟ^兩次脫羧而被消耗。循環(huán)中有機(jī)酸脫羧產(chǎn)生的二氧化碳，是機(jī)體中二氧化碳的主要來源。在三羧酸循環(huán)中，共有4次脫氫反應(yīng)，脫下的氫原子以NADH+H+和FADH2的形式進(jìn)入呼吸鏈，最后傳遞給氧生成水，在此過程中釋放的能量可以合成ATP。乙酰輔酶A不僅來自糖的分解，也可由脂肪酸和氨基酸的分解代謝中產(chǎn)生，都進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化。并且，凡是能轉(zhuǎn)變成三羧酸循環(huán)中任何一種中間代謝物的物質(zhì)都能通過三羧酸循環(huán)而被氧化。所以三羧酸循環(huán)實(shí)際是糖、脂、蛋白質(zhì)等有機(jī)物在生物體內(nèi)末端氧化的共同途徑。三羧酸循環(huán)既是分解代謝途徑，但又為一些物質(zhì)的生物合成提供了前體分子。如草酰乙酸是合成天冬氨酸的前體，α-酮戊二酸是合成谷氨酸的前體。一些氨基酸還可通過此途徑轉(zhuǎn)化成糖。

三羧酸循環(huán)

循環(huán)總結(jié)

乙酰-CoA+3NAD++FAD+ADP+Pi+CoA-SH—→2CO2+3NADH+FADH2+ATP+3H++CoA-SH

1、CO2的生成，循環(huán)中有兩次脫羧基反應(yīng)(反應(yīng)3和反應(yīng)4)兩次都同時(shí)有脫氫作用，但作用的機(jī)理不同，由異檸檬酸脫氫酶所催化的β氧化脫羧，輔酶是nad+，它們先使底物脫氫生成草酰琥珀酸，然后在Mn2+或Mg2+的協(xié)同下，脫去羧基，生成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸脫氫酶系所催化的α氧化脫羧反應(yīng)和前述丙酮酸脫氫酶系所催經(jīng)的反應(yīng)基本相同。應(yīng)當(dāng)指出，通過脫羧作用生成CO2，是機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生CO2的普遍規(guī)律，由此可見，機(jī)體CO2的生成與體外燃燒生成Co2的過程截然不同。

2、三羧酸循環(huán)的四次脫氫，其中三對(duì)氫原子以NAD+為受氫體，一對(duì)以FAD為受氫體，分別還原生成NADH+H+和FADH2。它們又經(jīng)線粒體內(nèi)遞氫體系傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，在此過程中釋放出來的能量使adp和pi結(jié)合生成ATP，凡NADH+H+參與的遞氫體系，每2H氧化成一分子H2O，生成分子2.5ATP，而FADH2參與的遞氫體系則生成1.5分子ATP，再加上三羧酸循環(huán)中一次底物磷酸化產(chǎn)生一分子ATP，那么，一分子檸檬酸參與三羧酸循環(huán)，直至循環(huán)終末共生成10分子ATP。

三羧酸循環(huán)

3、乙酰-CoA中乙?；奶荚樱阴?CoA進(jìn)入循環(huán)，與四碳受體分子草酰乙酸縮合，生成六碳的檸檬酸，在三羧酸循環(huán)中有二次脫羧生成2分子CO2，與進(jìn)入循環(huán)的二碳乙?；奶荚訑?shù)相等，此時(shí)乙酰輔酶A中的2個(gè)碳已全部轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，同時(shí)其中的一部分能量已轉(zhuǎn)變成了NADH和ATP中的能量。

4、三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，從理論上講，可以循環(huán)不消耗，但是由于循環(huán)中的某些組成成分還可參與合成其他物質(zhì)，而其他物質(zhì)也可不斷通過多種途徑而生成中間產(chǎn)物，所以說三羧酸循環(huán)組成成分處于不斷更新之中。

下面以轉(zhuǎn)氨基作用偶聯(lián)尿素循環(huán)為例，TCA的中間產(chǎn)物可以作為其他代謝途徑的前體。

例如草酰乙酸——→天冬氨酸（Asp）

α－酮戊二酸——→谷氨酸（Glu）

草酰乙酸——→丙酮酸——→丙氨酸（Ala）

其中丙酮酸羧化酶催化的生成草酰乙酸的反應(yīng)最為重要。因?yàn)椴蒗Ｒ宜岬暮慷嗌伲苯佑绊懷h(huán)的速度，因此不斷補(bǔ)充草酰乙酸是使三羧酸循環(huán)得以順利進(jìn)行的關(guān)鍵。三羧酸循環(huán)中生成的蘋果酸和草酰乙酸也可以脫羧生成丙酮酸，再參與合成許多其他物質(zhì)或進(jìn)一步氧化。

調(diào)節(jié)功能

糖有氧氧化分為兩個(gè)階段，第一階段糖酵解途徑的調(diào)節(jié)在糖酵解部分已探討過，下面主要討論第二階段丙酮酸氧化脫羧生成乙酰-CoA并進(jìn)入三羧酸循環(huán)的一系列反應(yīng)的調(diào)節(jié)。丙酮酸脫氫酶復(fù)合體、檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體是這一過程的限速酶。

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體受別構(gòu)調(diào)控也受化學(xué)修飾調(diào)控，該酶復(fù)合體受它的催化產(chǎn)物ATP、乙酰-CoA和NADH有力的抑制，這種別構(gòu)抑制可被長(zhǎng)鏈脂肪酸所增強(qiáng)，當(dāng)進(jìn)入三羧酸循環(huán)的乙酰-CoA減少，而AMP、CoA和NAD+堆積，酶復(fù)合體就被別構(gòu)激活，除上述別位調(diào)節(jié)，在脊椎動(dòng)物還有第二層次的調(diào)節(jié)，即酶蛋白的化學(xué)修飾，PDH含有兩個(gè)亞基，其中一個(gè)亞基上特定的一個(gè)絲氨酸殘基經(jīng)磷酸化后，酶活性就受抑制，脫磷酸化活性就恢復(fù)，磷酸化-脫磷酸化作用是由特異的磷酸激酶和磷酸蛋白磷酸酶分別催化的，它們實(shí)際上也是丙酮酸酶復(fù)合體的組成，即前已述及的調(diào)節(jié)蛋白，激酶受ATP別構(gòu)激活，當(dāng)ATP高時(shí)，PDH就磷酸化而被激活，當(dāng)ATP濃度下降，激酶活性也降低，而磷酸酶除去PDH上磷酸，PDH又被激活了。

對(duì)三羧酸循環(huán)中檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶的調(diào)節(jié)，主要通過產(chǎn)物的反饋抑制來實(shí)現(xiàn)的，而三羧酸循環(huán)是機(jī)體產(chǎn)能的主要方式。因此ATP/ADP與NADH/NAD+兩者的比值是其主要調(diào)節(jié)物。ATP/ADP比值升高，抑制檸檬酸合成酶和異檸檬酶脫氫酶活性，反之ATP/ADP比值下降可激活上述兩個(gè)酶。NADH/NAD+比值升高抑制檸檬酸合成酶和α－酮戊二酸脫氫酶活性，除上述ATP/ADP與NADH/NAD+之外其它一些代謝產(chǎn)物對(duì)酶的活性也有影響，如檸檬酸抑制檸檬酸合成酶活性，而琥珀酰-CoA抑制α-酮戊二酸脫氫酶活性。總之，組織中代謝產(chǎn)物決定循環(huán)反應(yīng)的速度，以便調(diào)節(jié)機(jī)體ATP和NADH濃度，保證機(jī)體能量供給。

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三羧酸循環(huán)

三羧酸循環(huán)的生理意義

1、為機(jī)體提供能量：每摩爾葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2時(shí)，凈生成30mol或32mol（糖原則生成31~ 33mol）ATP。因此在一般生理?xiàng)l件下，各種組織細(xì)胞（除紅細(xì)胞外）皆從糖的有氧氧化獲得能量。糖的有氧氧化不但產(chǎn)能效率高，而且逐步釋能，并逐步儲(chǔ)存于ATP分子中，因此能的利用率也極高。

2、三羧酸循環(huán)是三大營養(yǎng)物質(zhì)的共同氧化途徑：乙酰CoA，不但是糖氧化分解的產(chǎn)物，也是脂肪酸和氨基酸代謝的產(chǎn)物，因此三羧酸循環(huán)實(shí)際上是三大有機(jī)物質(zhì)在體內(nèi)氧化供能的共同主要途徑。據(jù)估計(jì)人體內(nèi)2/3的有機(jī)物質(zhì)通過三羧酸循環(huán)而分解。

3、三羧酸循環(huán)是三大物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐：糖有氧氧化過程中產(chǎn)生的α-酮戊二酸、丙酮酸和草酰乙酸等與氨結(jié)合可轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的氨基酸；而這些氨基酸脫去氨基又可轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的酮酸而進(jìn)入糖的有氧氧化途徑。同時(shí)脂類物質(zhì)分解代謝產(chǎn)生的甘油、脂肪酸代謝產(chǎn)生的乙酰CoA也可進(jìn)入糖的有氧氧化途徑進(jìn)行代謝[2]。

生物學(xué)意義

TCA的生物學(xué)意義可以分為兩方面論述，1.能量代謝 2.物質(zhì)代謝

1、三羧酸循環(huán)是機(jī)體將糖或其他物質(zhì)氧化而獲得能量的最有效方式。在糖代謝中，糖經(jīng)此途徑氧化產(chǎn)生的能量最多。毎分子葡萄糖經(jīng)有氧氧化生成H2O和CO2時(shí)，可凈產(chǎn)生32分子ATP或30分子ATP。

2、三羧酸循環(huán)是糖、脂，蛋白質(zhì)，甚至核酸代謝，聯(lián)絡(luò)與轉(zhuǎn)化的樞紐。

（1）此循環(huán)的中間產(chǎn)物（如草酰乙酸、α-酮戊二酸）是合成糖、氨基酸、脂肪等的原料。其中OAA可以脫羧成為PEP，參與糖異生，重新合成生物體內(nèi)的能源。acetylCOA可以合成丙二酰ACP，參與軟脂酸合成。OAA可以在轉(zhuǎn)氨酶的參與下，進(jìn)行轉(zhuǎn)氨基作用，生成Asp，參與urea cycl，合成精氨酸代琥珀酸等尿素前體物質(zhì)。其中某些代謝物質(zhì)，還能參與嘌呤和嘧啶的合成，甚至合成卟啉ring，參與血紅蛋白合成。

（2）TCA是糖、蛋白質(zhì)和、和脂肪徹底氧化分解的共同途徑：蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物（如谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸等脫氨后或轉(zhuǎn)氨后的碳架）要通過三羧酸循環(huán)才能被徹底氧化，產(chǎn)生大量能量；脂肪分解后的產(chǎn)物脂肪酸經(jīng)β-氧化后生成乙酰CoA以及甘油，甘油經(jīng)過EMP途徑也生成乙酰CoA，最終也要經(jīng)過三羧酸循環(huán)而被徹底氧化。糖代謝的所有途徑最后生成Pyruvate，脫氫成為acetyl-CoA，參與TCA。

綜上所述，三羧酸循環(huán)是聯(lián)系三大物質(zhì)代謝的，也是能量代謝的樞紐。

3. 琥珀酸鈉脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告怎么寫

答：區(qū)別是

①噻呋酰胺是一種新型三唑類殺菌劑，主要防治小麥赤霉病等病害。噻呋酰胺是琥珀酸酯脫氫酶抑制劑，抑制病菌三羧酸循環(huán)中琥珀酸去氫酶，導(dǎo)致菌體死亡。它具有很強(qiáng)的內(nèi)吸傳導(dǎo)性能，可以葉面噴霧、種子處理、土壤處理等方式施用。

②惡霉靈主要防治立枯病.枯萎病等病害。惡霉靈是一種低毒的農(nóng)藥殺菌劑，呈酸性，不能和強(qiáng)堿性的農(nóng)藥或者是化肥混合使用，也不要和強(qiáng)酸性的藥劑混用。惡霉靈既能夠幫助植類作物抗病，也能調(diào)節(jié)作物的生長(zhǎng)。使用時(shí)要注意濃度和用量，100倍液對(duì)麥類可能有輕微藥害，惡霉靈用量過大，會(huì)產(chǎn)生藥害，抑制植物生長(zhǎng)，嚴(yán)重的可造成植物死亡。

4. 琥珀酸鈉脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

常用方法是TTC染色法。TTC（2，3，5—氯化三苯基四氮唑）是脂溶性光敏感復(fù)合物，1894年首次合成用來檢測(cè)種子的生存能力。它是呼吸鏈中吡啶—核苷結(jié)構(gòu)酶系統(tǒng)的質(zhì)子受體，與正常組織中的琥珀酸脫氫酶反應(yīng)而呈紅色，而活力低的組織內(nèi)琥珀酸脫氫酶活性下降，不能反應(yīng)，故不會(huì)產(chǎn)生變化呈蒼白。 檢測(cè)方法也非常簡(jiǎn)單，只需把種子剖開，用常規(guī)濃度為2％的TTC溶液染色15～30min，若呈紅色證明種子活力良好，如果有部位沒有變紅證明已經(jīng)死亡。

5. 琥珀酸脫氫酶活性及酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制實(shí)驗(yàn)報(bào)告

避免與作用機(jī)理不同的藥物混合使用

氟唑菌酰胺是由BASF公司開發(fā)的新的活性成分(有效成分)，用來防治廣譜真菌病害。氟唑菌酰胺屬于羧酰胺類化學(xué)品，其作用方式是對(duì)線粒體呼吸鏈的復(fù)合物II中的琥珀酸脫氫酶起抑制作用，從而抑制靶標(biāo)真菌的種孢子萌發(fā),芽管和菌絲體生長(zhǎng)。

氟唑菌酰胺是甲酰胺類殺菌劑，是巴斯夫公司兩個(gè)新型核心產(chǎn)品Xzemplar（單劑）和Lexicon Intrinsic（混劑，另一個(gè)有效成分是吡唑醚菌酯）的活性成分。

6. 琥珀酸脫氫酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制觀察實(shí)驗(yàn)報(bào)告

循環(huán)過程

乙酰-CoA進(jìn)入由一連串反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)體系，被氧化生成H?O和CO?。由于這個(gè)循環(huán)反應(yīng)開始于乙酰CoA與草酰乙酸(oxaloaceticacid)縮合生成的含有三個(gè)羧基的檸檬酸，因此稱之為三羧酸循環(huán)或檸檬酸循環(huán)(citratecycle)。在三羧酸循環(huán)中，檸檬酸合成酶催化的反應(yīng)是關(guān)鍵步驟，草酰乙酸的供應(yīng)有利于循環(huán)順利進(jìn)行。

其詳細(xì)過程如下： 　

　1、乙酰-CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán) 　　乙酰CoA具有硫酯鍵，乙?；凶銐蚰芰颗c草酰乙酸的羧基進(jìn)行醛醇型縮合。首先檸檬酸合酶的組氨酸殘基作為堿基與乙酰-CoA作用，使乙酰-CoA的甲基上失去一個(gè)H+，生成的碳陰離子對(duì)草酰乙酸的羰基碳進(jìn)行親核攻擊，生成檸檬酰-CoA中間體，然后高能硫酯鍵水解放出游離的檸檬酸，使反應(yīng)不可逆地向右進(jìn)行。該反應(yīng)由檸檬酸合酶(citratesynthase)催化，是很強(qiáng)的放能反應(yīng)。由草酰乙酸和乙酰-CoA合成檸檬酸是三羧酸循環(huán)的重要調(diào)節(jié)點(diǎn)，檸檬酸合酶是一個(gè)變構(gòu)酶，ATP是檸檬酸合酶的變構(gòu)抑制劑，此外，α-酮戊二酸、NADH能變構(gòu)抑制其活性，長(zhǎng)鏈脂酰-CoA也可抑制它的活性，AMP可對(duì)抗ATP的抑制而起激活作用。 　　

2、異檸檬酸形成 　　檸檬酸的叔醇基不易氧化，轉(zhuǎn)變成異檸檬酸而使叔醇變成仲醇，就易于氧化，此反應(yīng)由順烏頭酸酶催化，為一可逆反應(yīng)。 　　

3、第一次氧化脫羧 　　在異檸檬酸脫氫酶作用下，異檸檬酸的仲醇氧化成羰基，生成草酰琥珀酸(oxalosuccinicacid)的中間產(chǎn)物，后者在同一酶表面，快速脫羧生成α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)、NADH和CO2，此反應(yīng)為β-氧化脫羧，此酶需要鎂離子作為激活劑。此反應(yīng)是不可逆的，是三羧酸循環(huán)中的限速步驟，ADP是異檸檬酸脫氫酶的激活劑，而ATP，NADH是此酶的抑制劑。 　　

4、第二次氧化脫羧 　　在α-酮戊二酸脫氫酶系作用下，α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰-CoA、NADH·H+和CO?，反應(yīng)過程完全類似于丙酮酸脫氫酶系催化的氧化脫羧，屬于α氧化脫羧，氧化產(chǎn)生的能量中一部分儲(chǔ)存于琥珀酰coa的高能硫酯鍵中。α-酮戊二酸脫氫酶系也由三個(gè)酶(α-酮戊二酸脫羧酶、硫辛酸琥珀?；D(zhuǎn)移酶、二氫硫辛酸脫氫酶)和五個(gè)輔酶(tpp、硫辛酸、hscoa、NAD+、FAD)組成。此反應(yīng)也是不可逆的。α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體受ATP、GTP、NADH和琥珀酰-CoA抑制，但其不受磷酸化/去磷酸化的調(diào)控。 　　

5、底物磷酸化生成ATP 　　在琥珀酸硫激酶(succinatethiokinase)的作用下，琥珀酰-CoA的硫酯鍵水解，釋放的自由能用于合成gtp，在細(xì)菌 和高等生物可直接生成ATP，在哺乳動(dòng)物中，先生成GTP，再生成ATP，此時(shí)，琥珀酰-CoA生成琥珀酸和輔酶A。 　　

6、琥珀酸脫氫 　　琥珀酸脫氫酶(succinatedehydrogenase)催化琥珀酸氧化成為延胡索酸。該酶結(jié)合在線粒體內(nèi)膜上，而其他三羧酸循環(huán)的酶則都是存在線粒體基質(zhì)中的，這酶含有鐵硫中心和共價(jià)結(jié)合的fad，來自琥珀酸的電子通過fad和鐵硫中心，然后進(jìn)入電子傳遞鏈到O?，丙二酸是琥珀酸的類似物，是琥珀酸脫氫酶強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)性抑制物，所以可以阻斷三羧酸循環(huán)。 　　

7、延胡索酸的水化 　　延胡索酸酶僅對(duì)延胡索酸的反式雙鍵起作用，而對(duì)順丁烯二酸(馬來酸)則無催化作用，因而是高度立體特異性的。 　　

8、草酰乙酸再生 　　在蘋果酸脫氫酶(malicdehydrogenase)作用下，蘋果酸仲醇基脫氫氧化成羰基，生成草酰乙酸(oxalocetate)，NAD+是脫氫酶的輔酶，接受氫成為NADH·H+

7. 琥珀酸脫氫酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制的觀察實(shí)驗(yàn)報(bào)告

MTT法又稱MTT比色法，是一種檢測(cè)細(xì)胞存活和生長(zhǎng)的方法。其檢測(cè)原理為活細(xì)胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶能使外源性MTT還原為水不溶性的藍(lán)紫色結(jié)晶甲瓚（Formazan）并沉積在細(xì)胞中，而死細(xì)胞無此功能。

二甲基亞砜（DMSO）能溶解細(xì)胞中的甲瓚，用酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀在490nm波長(zhǎng)處測(cè)定其光吸收值，可間接反映活細(xì)胞數(shù)量。在一定細(xì)胞數(shù)范圍內(nèi)，MTT結(jié)晶形成的量與細(xì)胞數(shù)成正比。

該方法已廣泛用于一些生物活性因子的活性檢測(cè)、大規(guī)模的抗腫瘤藥物篩選、細(xì)胞毒性試驗(yàn)以及腫瘤放射敏感性測(cè)定等。

它的特點(diǎn)是靈敏度高、經(jīng)濟(jì)。

8. 琥珀酸脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制實(shí)驗(yàn)報(bào)告

2,3,5-氯化三苯基四氮唑，又稱四唑紅，簡(jiǎn)稱TTC，TTZ，或TPTZ。

TTC是脂溶性光敏感復(fù)合物，劇毒，其溶液無色，對(duì)微生物的生長(zhǎng)繁殖都或多或少具有抑制的作用，另外，TTC在高溫滅菌條件下會(huì)被嚴(yán)重破壞掉，從而導(dǎo)致染色效果明顯下降。

TTC染色是TTC和活細(xì)胞線粒體內(nèi)的琥珀酸脫氫酶反應(yīng)，生成紅色的三苯基甲臜（TTF），用來表示細(xì)胞的活力或者計(jì)數(shù)。存放或染色時(shí)要避光，37度條件下。

9. 琥珀酸鈉脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告總結(jié)

1878年，庫尼(Kunne)把酵母中進(jìn)行酒精發(fā)酵的物質(zhì)命名為enzyme（酶），來自希臘文，意即"在酒精中"。

1913年，美國科學(xué)家米徹利斯(Michaelis)和曼吞(Menten)根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說推導(dǎo)出酶催化基本方程的米式方程。

1926年，美國科學(xué)家薩姆納(J.B.Sumner，1887-1955)從刀豆種子中提取出脲酶的結(jié)晶，并通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)脲酶是一種蛋白質(zhì)。

20世紀(jì)30年代，科學(xué)家們相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶，并指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)。

Enzyme（酶）是由活細(xì)胞產(chǎn)生的、對(duì)其底物具有高度特異性和高度催化效能的蛋白質(zhì)或RNA。酶的催化作用有賴于酶分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)的完整。若酶分子變性或亞基解聚均可導(dǎo)致酶活性喪失。 酶屬生物大分子，分子質(zhì)量至少在1萬以上，大的可達(dá)百萬。

酶是一類極為重要的生物催化劑(biocatalyst)。由于酶的作用，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)在極為溫和的條件下也能高效和特異地進(jìn)行。

隨著人們對(duì)酶分子的結(jié)構(gòu)與功能、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等研究的深入和發(fā)展，逐步形成酶學(xué)(enzymology)這一學(xué)科。