三羧酸循環英文解釋翻譯、三羧酸循環的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 Krebs cycle; tricarboxylic acid cycle
【醫】 Breb's cycle; Kreb's cycle; tricarboxylic acid cycle
相關詞條:
1.kreb'scycle 2.tricarbonicacidcycle 3.krebscycle
分詞翻譯:
三的英語翻譯:
three; several; many
【計】 tri
【化】 trimethano-; trimethoxy
【醫】 tri-
羧酸的英語翻譯:
【化】 carboxylic acid
循環的英語翻譯:
cycle; recur; circle; rotate; circulation; repetition; revolution
【計】 DO-loop; for-loop; loop; unwinding
【化】 recirculate
【醫】 circuIation; cycle
【經】 cycle; revolving; rotation
專業解析
三羧酸循環(Tricarboxylic Acid Cycle, TCA Cycle),又稱檸檬酸循環(Citric Acid Cycle)或克雷布斯循環(Krebs Cycle),是細胞有氧呼吸的核心代謝途徑之一。它發生線上粒體基質中,主要功能是将乙酰輔酶A(Acetyl-CoA)徹底氧化,生成二氧化碳(CO₂)、還原當量(NADH、FADH₂)和少量ATP(或GTP),同時為生物合成提供前體物質。以下是其詳細解釋:
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定義與核心功能
- 三羧酸循環是一個閉合的環式代謝途徑,以乙酰輔酶A與草酰乙酸(Oxaloacetate)縮合生成含有三個羧基的檸檬酸(Citrate)為起始步驟,故得名“三羧酸循環”。
- 其主要功能是氧化分解乙酰基(主要來源于糖酵解産物丙酮酸、脂肪酸β-氧化及氨基酸分解),産生還原當量(NADH和FADH₂),這些還原當量隨後進入電子傳遞鍊(呼吸鍊)進行氧化磷酸化,産生大量ATP。
- 循環本身通過底物水平磷酸化直接産生少量ATP(或GTP)。
- 循環中的中間産物是合成多種生物分子(如氨基酸、核苷酸、卟啉等)的重要碳骨架來源。
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關鍵反應步驟概述
循環包含8個主要酶促反應:
- 步驟1:乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合 形成檸檬酸(Citrate),由檸檬酸合酶(Citrate Synthase)催化。這是循環的起始和關鍵限速步驟。
- 步驟2:檸檬酸異構化 為異檸檬酸(Isocitrate),由順烏頭酸酶(Aconitase)催化。
- 步驟3:異檸檬酸氧化脫羧 生成α-酮戊二酸(α-Ketoglutarate),由異檸檬酸脫氫酶(Isocitrate Dehydrogenase)催化。此步産生第一個NADH和CO₂。
- 步驟4:α-酮戊二酸氧化脫羧 生成琥珀酰輔酶A(Succinyl-CoA),由α-酮戊二酸脫氫酶複合體(α-Ketoglutarate Dehydrogenase Complex)催化。此步産生第二個NADH和CO₂。
- 步驟5:琥珀酰輔酶A轉化為琥珀酸 由琥珀酰輔酶A合成酶(Succinyl-CoA Synthetase)催化,此步通過底物水平磷酸化直接生成GTP(在動物中)或ATP(在植物和細菌中)。
- 步驟6:琥珀酸脫氫 生成延胡索酸(Fumarate),由琥珀酸脫氫酶(Succinate Dehydrogenase)催化,此步産生FADH₂。
- 步驟7:延胡索酸水化 生成蘋果酸(Malate),由延胡索酸酶(Fumarase)催化。
- 步驟8:蘋果酸脫氫 再生草酰乙酸(Oxaloacetate),由蘋果酸脫氫酶(Malate Dehydrogenase)催化,此步産生第三個NADH。再生的草酰乙酸可進入下一輪循環。
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生理意義與重要性
- 能量産生樞紐: 是糖、脂肪、蛋白質三大營養物質氧化分解的最終共同通路。每輪循環産生3分子NADH、1分子FADH₂和1分子GTP(相當于ATP)。NADH和FADH₂進入呼吸鍊可産生大量ATP(理論上1 NADH ≈ 2.5 ATP, 1 FADH₂ ≈ 1.5 ATP)。
- 代謝中間物樞紐: 循環中間産物(如α-酮戊二酸、草酰乙酸、琥珀酰輔酶A等)是合成氨基酸、核苷酸、卟啉、葡萄糖(糖異生)等重要物質的前體。
- 需氧過程: 雖然循環本身不直接消耗氧氣,但産生的NADH和FADH₂需要氧氣作為最終電子受體才能通過氧化磷酸化産生ATP,因此整個循環的有效運行依賴于氧氣供應。
- 高度調控: 循環受到多種因素的精細調控(如ATP/ADP比值、NADH/NAD⁺比值、關鍵酶活性調節等),以適應細胞能量需求和代謝狀态。
權威參考資料來源:
- Lehninger Principles of Biochemistry (8th Edition) by David L. Nelson and Michael M. Cox. Chapter 16: The Citric Acid Cycle. 該教材是生物化學領域的經典權威著作,對三羧酸循環有詳盡闡述。
- Harper's Illustrated Biochemistry (31st Edition) by Victor W. Rodwell, David Bender, Kathleen M. Botham, Peter J. Kennelly, P. Anthony Weil. Chapter 17: The Citric Acid Cycle: The Central Pathway of Carbohydrate, Lipid, and Amino Acid Metabolism. 該教材以圖文并茂和臨床聯繫見長,是醫學相關領域的标準參考書。
網絡擴展解釋
三羧酸循環(又稱檸檬酸循環或Krebs循環)是細胞有氧呼吸的核心代謝途徑之一,主要線上粒體基質中進行。其核心功能是将糖、脂肪、蛋白質分解産生的乙酰輔酶A(Acetyl-CoA)徹底氧化為二氧化碳(CO₂),同時生成高能分子(如ATP、NADH、FADH₂),為細胞提供能量。以下是關鍵點解析:
1.基本過程
- 起始反應:乙酰輔酶A與草酰乙酸結合生成檸檬酸(6碳化合物),隨後通過一系列酶促反應逐步脫羧和脫氫,最終重新生成草酰乙酸,形成循環。
- 關鍵步驟:
- 檸檬酸→異檸檬酸→α-酮戊二酸(釋放1分子CO₂,生成1 NADH)。
- α-酮戊二酸→琥珀酰輔酶A(釋放1 CO₂,生成1 NADH)。
- 琥珀酰輔酶A→琥珀酸(生成1 GTP/ATP)。
- 後續反應中,琥珀酸→草酰乙酸(生成1 FADH₂和1 NADH)。
2.能量與産物
- 每輪循環産生:
- 3分子NADH、1分子FADH₂(進入電子傳遞鍊生成ATP)。
- 1分子GTP(可直接轉化為ATP)。
- 2分子CO₂(通過脫羧反應釋放)。
- 總能量貢獻:每分子葡萄糖經糖酵解和三羧酸循環後,共産生約30-32 ATP(主要依賴後續的氧化磷酸化)。
3.生理意義
- 代謝樞紐:連接三大營養物質(糖、脂肪、蛋白質)的分解與合成,如脂肪分解的乙酰輔酶A、蛋白質分解的碳骨架均可進入循環。
- 能量供應:為細胞活動提供約70%的ATP(需結合電子傳遞鍊)。
- 調控作用:關鍵酶(如檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶)受ATP/ADP、NADH/NAD⁺比例調控,确保能量代謝平衡。
4.需氧特性
雖然三羧酸循環本身不直接消耗氧氣,但其産物NADH和FADH₂需通過電子傳遞鍊傳遞電子,最終以氧氣(O₂)作為最終受體生成水。因此,該循環僅在氧氣充足時高效運行。
三羧酸循環是細胞能量代謝的核心,不僅推動ATP生成,還通過中間産物參與氨基酸、脂肪酸等物質的合成,是生命活動不可或缺的生化途徑。
分類
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