19.5
柠檬酸循环的主要目的是从葡萄糖等糖分子中收集的电子中产生能量。
进入柠檬酸循环后,乙酰辅酶 A 会经历一系列反应,以二氧化碳的形式失去乙酰基。
在循环的氧化步骤中,电子转移到 NAD+,产生 NADH。
由琥珀酰辅酶 A 转化为琥珀酸盐产生的 GTP 很容易转化为 ATP。
在下一个反应中,琥珀酸酯氧化产生的电子用于将 FAD 还原为 FADH2。
因此,TCA 循环的每一圈都会产生两个 CO2 分子、三个 NADH、一个 FADH2 和一个 ATP。
这个循环必须循环两次,因为每个葡萄糖分子的氧化会产生两个丙酮酸。
因此,对于每个被氧化的葡萄糖分子,柠檬酸循环会产生 4 个 CO2、6 个 NADH、2 个 FADH2 和 2 个 ATP 分子。
TCA 循环产生的辅酶 NADH 和 FADH2 在氧化磷酸化过程中被利用以产生更多的 ATP。
柠檬酸循环被称为两栖途径,因为它既进行合成代谢也进行分解代谢。循环反应平衡底物的流量,为细胞提供最佳浓度的 NADH 和 ATP。
柠檬酸循环的调节
柠檬酸循环通过多种方式进行调节,包括反馈抑制、酶活性调节以及相关的补充或分解途径。
柠檬酸循环(TCA)的主要底物 - 乙酰辅酶 A - 由丙酮酸脱氢酶 (PDH) 复合体产生。当乙酰辅酶A产生过量时,可以抑制PDH复合体。此外,高浓度的产物NADH和ATP也能强烈抑制PDH复合体的活性,从而抑制柠檬酸循环。
同样,柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和 ɑ-酮戊二酸脱氢酶可能通过 TCA 循环过程中产生的产物和中间化合物(例如 NADH、ATP 和琥珀酰 CoA)进行变构调节。
TCA循环中间体的回收
如果产量过剩,TCA 循环中间体会通过一种称为分解作用(cataplerosis)的过程被引导至其他途径,在该过程中它们充当生物合成的前体。这些提供的中间体称为分解分子(cataplerotic molecules)。然而,在资源有限的情况下,TCA循环可以接受来自其他途径的中间代谢物以保持循环运行。这种机制被称为补充作用,而提供的化合物被称为补充分子。
柠檬酸循环的主要目的是从葡萄糖等糖分子中收集的电子中产生能量。
进入柠檬酸循环后,乙酰辅酶 A 会经历一系列反应,以二氧化碳的形式失去乙酰基。
在循环的氧化步骤中,电子转移到 NAD+,产生 NADH。
由琥珀酰辅酶 A 转化为琥珀酸盐产生的 GTP 很容易转化为 ATP。
在下一个反应中,琥珀酸酯氧化产生的电子用于将 FAD 还原为 FADH2。
因此,TCA 循环的每一圈都会产生两个 CO2 分子、三个 NADH、一个 FADH2 和一个 ATP。
这个循环必须循环两次,因为每个葡萄糖分子的氧化会产生两个丙酮酸。
因此,对于每个被氧化的葡萄糖分子,柠檬酸循环会产生 4 个 CO2、6 个 NADH、2 个 FADH2 和 2 个 ATP 分子。
TCA 循环产生的辅酶 NADH 和 FADH2 在氧化磷酸化过程中被利用以产生更多的 ATP。
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