三羧酸循环

细胞有氧呼吸的核心代谢途径
三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,简称TCA循环),又称柠檬酸循环、Krebs循环,[2]是在有氧条件下内酮酸线粒体中彻底氧化分解、释放能量的代谢途径,发生于线粒体底物中,但也会部分地在线粒体内膜或嵴膜上发生。[1]
三羧酸循环是英国生物化学家Hans Krebs于1937年提出的概念。[2]三羧酸循环从乙酰-CoA草酰乙酸这两种底物开始,经过柠檬酸的生成反应、柠檬酸的异构化反应、异柠檬酸氧化脱羧反应、α-酮戊二酸的氧化脱羧反应、琥珀酸的生成反应、延胡索酸的生成反应、苹果酸的生成反应、草酰乙酸的再生反应,重新生成草酰乙酸,完成一个循环。该循环的特点包括碳骨架的变化、水分子的参与、对氧的需求。一分子的乙酰-CoA在被柠檬酸循环代谢后,可产生两分子的CO2分子、三分子NADH、一分子FADH2,以及一分子GTP。[2]
三羧酸循环不仅是糖代谢的主要途径,也是三大营养物质(糖类脂类和氨基酸)的最终代谢通路,又是糖类、脂类、氨基酸代谢相互联系的枢纽,在动植物和微生物细胞中普遍存在,具有重要的生理意义。[2]

定义

在有氧条件下,糖酵解产物丙酮酸经过氧化脱羧形成乙酰-CoA。乙酰-CoA通过一个循环被彻底氧化为CO₂和H₂O,同时释放出大量能量。因为这个过程的第一个产物是含有三个羧基的柠檬酸,所以称为三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,简称TCA循环)或柠檬酸循环,也称为Krebs循环。[2]