克雷布斯循环

三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)是需氧生物体内普遍存在的代谢途径,分布在线粒体。因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的柠檬酸,所以叫做三羧酸循环,又称为柠檬酸循环或者是TCA循环;或者以发现者Hans Adolf Krebs(英1953年获得诺贝尔生理学或医学奖)的姓名命名为Krebs循环。三羧酸循环是三大营养素(糖类、脂类、氨基酸)的最终代谢通路,又是糖类、脂类、氨基酸代谢联系的枢纽。

克雷布斯循环基本信息

中文名称 三羧酸循环 外文名称 tricarboxylic acid cycle
别    名 TCA循环 领    域 生物化学

反应式

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

原理

两个碳原子以CO2的形式离开循环。循环最后草酰乙酸会再次生成,再次从乙酰辅酶A中得到两个碳原子。就是说,一分子六碳化合物(柠檬酸)经过多部反应分解成一分子四碳化合物(草酰乙酸)。草酰乙酸会在接下来的反应中遵循同样的途径获得两个碳原子,再次成为柠檬酸。

能量会在接下来的其中一步反应里以GTP的形式释放(和ATP一样,是细胞的能量货币)。但是循环中生成的氢载体(NADH + H and FADH2)将会在细胞呼吸链里释放更多的能量 ,这也正是细胞呼吸的主要目的。柠檬酸循环的前提是,早先进行的糖酵解等过程能提供足够的活化乙酸,以乙酰辅酶A的形式出现在循环。NADH + H 和 FADH2是辅酶,它们能携带质子和电子,并在需要的时候释放它们。

循环中产生的总能量为一分子ATP(准确来说是:GTP),而细胞呼吸的全部四步反应(包括呼吸链中的内呼吸),一个葡萄糖分子则产生38分子的ATP。(38的数目是理想化化学计算的结果,实测此数字约为32,如进行苹果酸穿梭则再-2.(32或30))

以上计算结果(32或30个ATP)是按照最新的研究成果:一个FADH2可以产生1.5个ATP,一个NADH2可以产生2.5个ATP。

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克雷布斯循环化学反应

乙酰辅酶A在循环中出现:柠檬酸(I)是循环中第一个产物,它是通 过草酰乙酸(X)和乙酰辅酶A(XI)的乙酰基间的缩合反应生成的。如上所述,乙酰辅酶A是早先进行的糖酵解,蛋白质代谢或脂肪酸代谢的一个产物。

克雷布斯循环常见问题

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