克雷布斯循环是分解乙酰辅酶a的有氧循环。每个循环产生一个FADH₂分子(黄素腺嘌呤二核苷酸+ H₂)，一个GTP分子(鸟苷三磷酸)，三个NADH分子(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸+氢)，和两个二氧化碳分子。有氧分解丙酮酸(最终产品糖酵解)、脂肪酸的β氧化和氨基酸的分解代谢导致乙酰辅酶a的形成。克雷布斯循环发生在真核细胞的线粒体基质和原核细胞的细胞质中。
克雷布斯循环也被称为TCA(三羧酸)循环或柠檬酸循环，因为柠檬酸是在第一步产生的，其中有3个羧基(-COOH)。
克雷布斯循环步骤
- 首先，乙酰辅酶a和草酰乙酸结合形成六碳化合物柠檬酸盐。所需的酶是柠檬酸合成酶
- 其次，在酶的存在下，柠檬酸转化为其异构体异柠檬酸顺乌头酸酶。
- 第三，异柠檬酸酯转化为ɑ-酮戊二酸酯。由于ɑ-酮戊二酸是一种5碳化合物，因此在这一步中会释放出一个二氧化碳分子。这一步的催化剂是NAD和异柠檬酸脱氢酶。
- 然后，四碳化合物琥珀酰辅酶a在酶的控制下形成ɑ酮戊二酸脱氢酶-二氧化碳分子和NADH在这一步形成。
- 第五，这一步涉及到从琥珀酰CoA中去除CoA以形成琥珀酸盐。在此方法中形成GTP。催化剂是琥珀酰辅酶a合成酶．
- 同样，在这一步中，琥珀酸盐转化为富马酸盐。这种酶琥珀酸脱氢酶有助于反应。琥珀酸脱氢酶将FAD还原为FADH₂。
- 同样，随着H₂O的加入，富马酸盐也变成了苹果酸盐。存在延胡索酸酶在这一步中起到催化剂的作用。
- 最后一步是在酶的帮助下形成草酰乙酸苹果酸脱氢酶。
克雷布斯循环是角闪式的;分解代谢(分解)和合成代谢(合成)同时发生。
监管机构
- NADH抑制TCA的几乎所有酶，FADH₂抑制琥珀酸脱氢酶。
- 柠檬酸能抑制糖酵解的必需酶磷酸果糖激酶。它控制丙酮酸的产生。
- 而钙离子则加速TCA循环。
- 丙酮酸转化为乙酰辅酶A的速率。
克雷布斯循环产物
一个乙酰辅酶A分子会产生以下产物:
- 二氧化碳:除第三步和第四步外，各产生一个二氧化碳分子。
- NADH:循环的第三、第四和最后一步产生三个NADH分子。
- GTP:在该过程的第五步形成GTP分子。
- 氢离子:三分子氢离子在循环的第三、第四和最后一步被释放。
- FADH₂:FADH₂分子在第六步产生。
从氧化磷酸化过程中，一个分子FADH₂产生1.5个ATP，一个分子NADH产生2.5个ATP。因此，克雷布斯循环从一个乙酰辅酶a分子中产生大约10个ATP。
参考及进一步阅读
- 尼尔森，D.，莱宁格，A.，考克斯，M.和尼尔森，D.(2005)。Lehninger生物化学原理的讲义笔记，第四版(页601 - 612)。w·h·弗里曼。
- 罗德维尔，V.，本德，D.，博瑟姆，K.，肯尼利，P.， &韦尔，P.(2015)。哈珀生物化学图解(第30版，第161-167页)。麦格劳希尔。
- (2022)。检索于2022年5月2日，从https://teachmephysiology.com/biochemistry/atp-production/tca-cycle-2/．
- 三羧酸循环|生化．大英百科全书。(2022)。检索于2022年5月2日，从https://www.britannica.com/science/tricarboxylic-acid-cycle．