【三羧酸循环的反应步骤】三羧酸循环（TCA循环），又称柠檬酸循环或克雷布斯循环，是细胞有氧呼吸过程中重要的代谢途径之一。它主要发生在线粒体基质中，通过一系列酶促反应将乙酰辅酶A氧化为二氧化碳，并生成高能分子如NADH、FADH₂和GTP，这些分子随后参与电子传递链产生ATP。
以下是三羧酸循环的主要反应步骤及其关键物质的变化总结：
一、反应步骤总结
1. 乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸
- 催化酶：柠檬酸合酶
- 反应物：乙酰辅酶A + 草酰乙酸 → 柠檬酸 + 辅酶A
- 产物：柠檬酸
2. 柠檬酸异构化为异柠檬酸
- 催化酶：顺乌头酸酶
- 反应物：柠檬酸 → 异柠檬酸
3. 异柠檬酸脱氢生成α-酮戊二酸
- 催化酶：异柠檬酸脱氢酶
- 反应物：异柠檬酸 + NAD⁺ → α-酮戊二酸 + CO₂ + NADH
- 产物：α-酮戊二酸、NADH、CO₂
4. α-酮戊二酸脱氢生成琥珀酰辅酶A
- 催化酶：α-酮戊二酸脱氢酶复合体
- 反应物：α-酮戊二酸 + NAD⁺ + CoA → 琥珀酰辅酶A + CO₂ + NADH
- 产物：琥珀酰辅酶A、NADH、CO₂
5. 琥珀酰辅酶A转化为琥珀酸
- 催化酶：琥珀酰辅酶A合成酶
- 反应物：琥珀酰辅酶A + GDP + Pi → 琥珀酸 + GTP + CoA
- 产物：琥珀酸、GTP
6. 琥珀酸脱氢生成延胡索酸
- 催化酶：琥珀酸脱氢酶
- 反应物：琥珀酸 + FAD → 延胡索酸 + FADH₂
- 产物：延胡索酸、FADH₂
7. 延胡索酸水合生成苹果酸
- 催化酶：延胡索酸酶
- 反应物：延胡索酸 + H₂O → 苹果酸
8. 苹果酸脱氢生成草酰乙酸
- 催化酶：苹果酸脱氢酶
- 反应物：苹果酸 + NAD⁺ → 草酰乙酸 + NADH + H⁺
- 产物：草酰乙酸、NADH
二、反应步骤表格汇总
| 序号 | 反应名称 | 反应物 | 产物 | 关键酶 | 产生的高能分子 |
| 1 | 柠檬酸生成 | 乙酰辅酶A + 草酰乙酸 | 柠檬酸 | 柠檬酸合酶 | 无 |
| 2 | 柠檬酸异构化 | 柠檬酸 | 异柠檬酸 | 顺乌头酸酶 | 无 |
| 3 | 异柠檬酸脱氢 | 异柠檬酸 + NAD⁺ | α-酮戊二酸 + CO₂ + NADH | 异柠檬酸脱氢酶 | NADH |
| 4 | α-酮戊二酸脱氢 | α-酮戊二酸 + NAD⁺ + CoA | 琥珀酰辅酶A + CO₂ + NADH | α-酮戊二酸脱氢酶复合体 | NADH, CO₂ |
| 5 | 琥珀酰辅酶A转化 | 琥珀酰辅酶A + GDP + Pi | 琥珀酸 + GTP | 琥珀酰辅酶A合成酶 | GTP |
| 6 | 琥珀酸脱氢 | 琥珀酸 + FAD | 延胡索酸 + FADH₂ | 琥珀酸脱氢酶 | FADH₂ |
| 7 | 延胡索酸水合 | 延胡索酸 + H₂O | 苹果酸 | 延胡索酸酶 | 无 |
| 8 | 苹果酸脱氢 | 苹果酸 + NAD⁺ | 草酰乙酸 + NADH + H⁺ | 苹果酸脱氢酶 | NADH |
三、总结
三羧酸循环是一个高度有序且高效的代谢过程，其核心作用是将乙酰辅酶A彻底氧化，同时生成多种高能中间体，为后续的电子传递链提供原料。整个循环每轮消耗一个乙酰辅酶A分子，最终生成两分子CO₂、三个NADH、一个FADH₂和一个GTP。这些产物在后续的呼吸链中进一步被利用，产生大量ATP，是细胞能量供应的重要来源。
