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化能异养微生物的生物氧化和产能

底物脱氢途径——TCA循环

   在有氧的情况下,葡萄糖酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA。乙酰CoA经一系列氧化、脱羧,最终生成CO2和H2O并产生能量的过程,称为柠檬酸循环,亦称为三羧酸循环(tricarboxylic acidcycle), 简称TCA循环。由于它是由H.A.Krebs(德国)正式提出的,所以又称Krebs循环。

整个TCA循环的总反应式为:

   丙酮酸 + 4NAD+ + FAD + GDP + Pi + 3H2O → 3CO2 + 4(NADH + H+) + FADH2 + GTP

若认为TCA循环起始于乙酰-CoA,则总反应是为:

   乙酰-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O → 2CO2 + 3(NADH + H+)+ FADH2 + CoA + GTP

TCA循环特点:

   ①氧虽不直接参与其中反应,但必须在有氧条件下运转(因NAD+ 和FAD 再生时需氧);

   ②每分子丙酮酸可产4个NADH + H、1个 FADH2 和一个GTP,总共相当于15个ATP,因此产能效率极高;

   ③TCA位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位,不仅可为微生物的生物合成提供各种碳架原料,而且还与人类的发酵生产(如柠檬水、苹果酸、谷氨酸、延胡索酸和琥珀酸等)紧密相关。

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