【三羧酸循环的反应步骤】三羧酸循环(TCA Cycle),又称柠檬酸循环或克雷布斯循环,是细胞有氧呼吸过程中一个重要的代谢途径,主要发生在线粒体基质中。该循环通过一系列酶促反应,将乙酰辅酶A氧化为二氧化碳,并产生还原型辅酶(NADH和FADH₂),这些辅酶随后在电子传递链中被用于生成ATP。
三羧酸循环共有八个关键步骤,每一步都由特定的酶催化,涉及多种中间产物和辅酶的参与。以下是该循环的主要反应步骤总结:
三羧酸循环的反应步骤总结
步骤 | 反应名称 | 反应物 | 产物 | 酶 |
1 | 柠檬酸合成 | 乙酰辅酶A + 草酰乙酸 | 柠檬酸 | 柠檬酸合酶 |
2 | 异柠檬酸形成 | 柠檬酸 | 异柠檬酸 | 柠檬酸合酶(逆向) |
3 | α-酮戊二酸形成 | 异柠檬酸 + NAD⁺ | α-酮戊二酸 + CO₂ + NADH | 异柠檬酸脱氢酶 |
4 | 琥珀酰辅酶A形成 | α-酮戊二酸 + CoA-SH + NAD⁺ | 琥珀酰辅酶A + CO₂ + NADH | α-酮戊二酸脱氢酶复合体 |
5 | 琥珀酸形成 | 琥珀酰辅酶A + GDP + Pi | 琥珀酸 + GTP | 琥珀酰CoA合成酶 |
6 | 延胡索酸形成 | 琥珀酸 | 延胡索酸 | 琥珀酸脱氢酶 |
7 | 苹果酸形成 | 延胡索酸 + NADH + H⁺ | 苹果酸 + NAD⁺ | 延胡索酸水合酶 |
8 | 草酰乙酸再生 | 苹果酸 | 草酰乙酸 | 苹果酸脱氢酶 |
说明
1. 乙酰辅酶A 是来自糖类、脂肪酸或氨基酸分解代谢的产物,进入三羧酸循环。
2. NADH 和 FADH₂ 是高能电子载体,在后续的电子传递链中被氧化,释放能量用于ATP合成。
3. GTP 在步骤5中生成,可转化为ATP,是细胞直接供能的一种形式。
4. 草酰乙酸 在最后一步被再生,作为下一个循环的起始物质,因此整个循环是连续进行的。
三羧酸循环不仅是能量代谢的核心环节,也是连接碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢的重要枢纽。其高效性和稳定性对维持细胞正常功能至关重要。