第1页：第四章三羧酸循环和能量代谢
- 第一节 三羧酸循环
- 第二节 能量（ATP）代谢
- 第三节 线粒体生物氧化体系
- 第四节 线粒体外NADH的氧化磷酸化
第2页：新陈代谢与代谢途径的特点
- 物质代谢
- 分解代谢：大分子分解为小分子，释放能量；合成代谢：小分子合成为大分子，需要能量。
- 代谢途径的单向性（代谢途径中的限速酶）
- 代谢途径的区域化
- 代谢途径的可调节性
- 代谢途径的多样性与复杂性
第3页：分解代谢的三个阶段
- 第一阶段：糖原、脂肪、蛋白质分解为葡萄糖、甘油、脂肪酸、氨基酸
- 第二阶段：生成乙酰CoA，进入三羧酸循环
- 第三阶段：氧化磷酸化，生成CO2、H2O与ATP
第4页：三羧酸循环与氧化磷酸化总览
有机物在线粒体内经三羧酸循环与氧化磷酸化彻底氧化：乙酰CoA进入三羧酸循环释放2CO2，脱下的氢经氧化磷酸化与ADP＋Pi偶联生成ATP，最终生成CO2＋H2O＋ATP。
第5页：乙酰辅酶A及其来源、去路
- 乙酰辅酶A
- 体内活性二碳化合物，也是高能化合物，是糖、脂、氨基酸代谢相互联系的枢纽物质。
- 来源：葡萄糖、甘油、脂肪酸、氨基酸
- 去路：三羧酸循环、合成胆固醇、脂肪酸、酮体（肝内）、参与肝脏的生物转化
- 酮体（肝外）可作为肝外组织的能源
第6页：三羧酸循环的概念、途径与特点
- 三羧酸循环
- 2C（乙酰CoA）＋4C（草酰乙酸）→6C（三羧酸），彻底氧化分解一分子乙酰辅酶A。
- 两次脱羧：生成2CO2
- 四次脱氢：3次生成NADH，1次生成FADH2
- 一次底物水平磷酸化产能：生成1ATP
- ATP合计：3×3＋1×2＝12（按源文件计）
- 生理意义：糖、脂、氨基酸在体内高效产能的共同途径，也是相互转变的代谢枢纽（共同熔炉、互通有无）
第7页：ATP及其作用
- ATP
- 三磷酸腺苷，体内最重要的高能化合物，是各种生命活动能量的直接供应者，也是能量的载体。
- 提供物质代谢和生命活动时所需的能量
- 转移生成其它三磷酸核苷：UDP→UTP（参与糖原合成）、GDP→GTP（参与蛋白质合成）、CDP→CTP（参与磷脂合成）
- 转移生成第二信使cAMP
第8页：ATP的利用和生成
- 氧化磷酸化
- ATP生成的主要方式
- 底物水平磷酸化
- 在底物分子上形成高能键，再直接转交给ADP生成ATP，为次要方式
- 实例A：ATP＋肌酸 → ADP＋磷酸肌酸（C～P，储存与转运）
- 实例B、C：糖酵解与三羧酸循环中的底物水平磷酸化反应
- ATP的利用和贮存：以磷酸肌酸形式储存
第9页：呼吸链的概念
- 呼吸链
- 代谢物脱下的氢由递氢（电子）体传递给氧生成水，这种按一定顺序排列的反应链称为呼吸链。
递氢体与递电子体依次排列：AH2 → B → C → D → E → F → G → O2 → H2O。
第10页：呼吸链的组成与两条重要呼吸链
- NAD+、NADP+：不需氧脱氢酶的辅酶，递氢体
- FAD、FMN：黄素蛋白类的辅酶，递氢体
- CoQ：递氢体
- Fe-S-Pr（铁硫蛋白）：递电子体
- Cyt-Fe2+/3+（b、c1、c、aa3）：递电子体
- NADH氧化呼吸链与FAD氧化呼吸链：两链在CoQ处汇合
第11页：两条呼吸链的传递顺序
- NADH氧化呼吸链：NADH → FMN（Fe-S-Pr）→ CoQ → Cyt-b → c1 → c → aa3 → O2 → H2O
- FAD氧化呼吸链：FADH（Fe-S-Pr）→ CoQ → Cyt-b → c1 → c → aa3 → O2 → H2O
- 参与的呼吸酶有四种：不需氧脱氢酶（NADH脱氢酶）、黄素蛋白酶（琥珀酸脱氢酶）、CoQ-Cyt-c脱氢酶、Cyt-aa氧化酶（细胞色素氧化酶）
第12页：氧化磷酸化的概念
- 氧化磷酸化
- 代谢物脱下的氢由呼吸链传递给氧生成水（放能）的过程，与ADP磷酸化生成ATP（吸能）的过程相偶联。
这是ATP生成的主要方式。
第13页：偶联部位与P/O比值
- P/O比值
- 每消耗一克原子氧（生成一克分子水）所消耗无机磷的克原子数，即合成ATP的克分子数，可反映ATP产生数。
- NADH氧化呼吸链：NADH→FMN→CoQ、Cyt-b→c1、c→aa3三处偶联
- 每处偶联均伴随ADP＋Pi生成ATP，能量由氧化反应提供
第14页：偶联机制与影响氧化磷酸化的因素
- 偶联机制
- 化学渗透学说
- ADP / ATP的调节
- 甲状腺激素
- 氧化磷酸化抑制剂：CO、CN-抑制细胞色素氧化酶，阻断呼吸链
第15页：线粒体外NADH的氧化磷酸化
- α-磷酸甘油穿梭（途径A）
- 存在于肌肉、神经组织，线粒体外NADH经此途径以FADH形式进入呼吸链生成水。
- 苹果酸穿梭（途径B）
- 存在于心、肝，线粒体外NADH经此途径以NADH形式进入呼吸链生成水。
第16页：乙酰辅酶A的结构
乙酰辅酶A由乙酸（CH3-COOH）与辅酶A（HS-CoA）经高能硫酯键连接而成：CH3-CO～S-CoA。
第17页：三羧酸循环的反应过程
- E1 柠檬酸合成酶：乙酰CoA（2C）＋草酰乙酸（4C）→ 柠檬酸（6C）→ 异柠檬酸（6C）
- E2 异柠檬酸脱氢酶：异柠檬酸 → α-酮戊二酸（5C），脱羧生成CO2，脱氢生成NADH
- E3 α-酮戊二酸脱氢酶：α-酮戊二酸 → 琥珀酰CoA（4C），脱羧生成CO2，脱氢生成NADH
- 琥珀酰CoA → 琥珀酸（4C），GDP＋Pi生成GTP（底物水平磷酸化）
- 琥珀酸 → 延胡索酸（脱氢生成FADH2）→ 苹果酸 → 草酰乙酸（脱氢生成NADH）
第18页：三羧酸循环的特点
- 在有氧条件下运转，是产生还原当量的主要途径
- 三羧酸循环是单向不可逆转的
- 三羧酸循环的中间物质必须补充与更新
第19页：腺苷酸的组成结构
三者共同组成腺苷酸（AMP）。
第20页：AMP、ADP与ATP的结构递进
- 腺苷
- 碱基（腺嘌呤）＋戊糖（核糖）
- AMP
- 腺苷一磷酸
- ADP
- 腺苷二磷酸
- ATP
- 腺苷三磷酸，含高能磷酸键
