🔄 生物化学 - 糖代谢

三羧酸循环 知识卡片

又称柠檬酸循环、Krebs循环。三大营养物质的最终代谢通路，产能效率最高的代谢途径。

⚠️
免责声明： 本内容仅供医学学习参考，不作为临床诊断依据。实际临床决策请结合患者具体情况和多学科意见。

📖 TCA循环概述

❓ 什么是三羧酸循环？
📌 TCA循环 = 乙酰CoA → 2CO₂（线粒体中）

别名：

  • • 三羧酸循环 (Tricarboxylic Acid Cycle, TAC)
  • • 柠檬酸循环 (Citric Acid Cycle)
  • • Krebs循环（发现者Hans Krebs）

反应部位：线粒体基质

最终产物：2CO₂ + 3(NADH+H⁺) + 1FADH₂ + 1GTP

💡 TCA循环的地位
  • • 三大营养物质最终代谢通路
  • • 联系枢纽：糖、脂、氨基酸代谢的交汇点
  • • 产能效率最高：1乙酰CoA → 10ATP

🔄 TCA循环过程

❓ TCA循环的8步反应是什么？
🎵 记忆口诀

"草酰乙酰成柠檬、异柠檬又成α酮、琥酰琥酸延胡索、苹果落在草丛中"

乙酰CoA + 草酰乙酸
↓ 1. 柠檬酸合酶
柠檬酸
↓ 2. 顺乌头酸酶
异柠檬酸
↓ 3. 异柠檬酸脱氢酶
(脱羧, NADH)
α-酮戊二酸
↓ 4. α-酮戊二酸脱氢酶复合体
(脱羧, NADH, 底物水平磷酸化→GTP)
琥珀酰CoA
↓ 5. 琥珀酰CoA合成酶
(GTP)
琥珀酸
↓ 6. 琥珀酸脱氢酶
(FADH₂)
延胡索酸
↓ 7. 延胡索酸酶
苹果酸
↓ 8. 苹果酸脱氢酶
(NADH)
草酰乙酸
↻ 循环继续

🔑 关键酶（限速酶）

❓ TCA循环的关键酶有哪些？
1. 柠檬酸合酶

催化反应：乙酰CoA + 草酰乙酸 → 柠檬酸

调节：ATP抑制、ADP激活、琥珀酰CoA抑制

2. 异柠檬酸脱氢酶 ⭐最重要

催化反应：异柠檬酸 → α-酮戊二酸

特点：催化脱羧反应，生成NADH

调节：ATP抑制、ADP激活、Ca²⁺激活

3. α-酮戊二酸脱氢酶复合体

催化反应：α-酮戊二酸 → 琥珀酰CoA

特点：催化脱羧反应，生成NADH

辅因子：TPP(VitB₁)、硫辛酸、FAD(VitB₂)、NAD⁺(VitPP)、CoA(VitB₅)

调节：琥珀酰CoA抑制、NADH抑制

💡 记忆技巧

三个关键酶都是氧化脱羧酶（催化脱羧反应）
柠檬酸合酶（不脱羧） + 异柠檬酸脱氢酶 + α-酮戊二酸脱氢酶复合体

⚡ 能量计算

❓ 1分子乙酰CoA通过TCA循环产生多少ATP？
步骤 产物 ATP当量
异柠檬酸→α-酮戊二酸 NADH 2.5
α-酮戊二酸→琥珀酰CoA NADH 2.5
琥珀酰CoA→琥珀酸 GTP 1
琥珀酸→延胡索酸 FADH₂ 1.5
苹果酸→草酰乙酸 NADH 2.5
合计（每轮循环） 10
💡 完整有氧氧化能量计算

1葡萄糖 + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 30-32 ATP
（糖酵解2ATP + 丙酮酸脱羧5ATP + TCA循环20ATP + NADH穿梭2-5ATP）

🔬 丙酮酸脱氢酶复合体

❓ 丙酮酸如何进入TCA循环？
📌 丙酮酸 + CoA + NAD⁺ → 乙酰CoA + NADH + CO₂

反应部位：线粒体基质

关键酶：丙酮酸脱氢酶复合体

辅因子（需记忆）：

TPP (VitB₁)
硫辛酸
FAD (VitB₂)
NAD⁺ (VitPP)
CoA (VitB₅)
Mg²⁺
💡 丙酮酸脱氢酶复合体与α-酮戊二酸脱氢酶复合体

两者辅因子完全相同！
记忆一个就等于记住了另一个

📝 历年真题精选

真题 2013N30

以下选项中，能在底物水平上生成GTP的是

A. 乙酰CoA
B. 琥珀酰CoA ✅
C. 脂肪酰CoA
D. 丙二酸单酰CoA
💡 答案：B 琥珀酰CoA→琥珀酸，底物水平磷酸化生成GTP
真题 2014N28

调节三羧酸循环的关键酶是

A. 苹果酸脱氢酶
B. 丙酮酸脱氢酶
C. 异柠檬酸脱氢酶 ✅
D. 顺乌头酸酶
💡 答案：C 异柠檬酸脱氢酶是TCA循环最重要的关键酶
真题 2014N29

丙酮酸脱氢酶复合体中，不含以下哪种物质

A. FAD
B. 生物素 ✅
C. NAD⁺
D. 辅酶A
💡 答案：B 生物素是乙酰CoA羧化酶的辅酶，不是PDH复合体的成分
真题 2020N20

在三羧酸循环中有一次底物水平磷酸化，其生成的分子是

A. ATP
B. GTP ✅
C. NADH+H⁺
D. 磷酸肌酸
💡 答案：B 琥珀酰CoA→琥珀酸，底物水平磷酸化生成GTP
真题 2024N21

下列参与三羧酸循环的酶中，催化脱羧的酶是

A. 琥珀酸脱氢酶
B. 延胡索酸酶
C. 异柠檬酸脱氢酶 ✅
D. 苹果酸脱氢酶
💡 答案：C 异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶催化脱羧反应

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