TCA[需氧生物體內的代謝途徑]

基本信息

三羧酸循環

三羧酸循環（ tricarboxylicacidcycle，TCA），也稱為檸檬酸循環（ tricarboxylicacidcycle）， Krebs循環。

定義

三羧酸循環（ tricarboxylic acid cycle）是需氧生物體內普遍存在的代謝途徑，因為在這個循環中幾個主要的中間代謝物是含有三個羧基的檸檬酸，所以叫做三羧酸循環，又稱為檸檬酸循環（ tricarboxylicacidcycle）；或者以發現者 Hans Adolf Krebs（英1953年獲得諾貝爾生理學或醫學獎）命名為Krebs循環。三羧酸循環是三大營養素（糖類、脂類、胺基酸）的最終代謝通路，又是糖類、脂類、胺基酸代謝聯繫的樞紐。

三羧酸循環（ tricarboxylicacidcycle，TCA）是用於乙醯CoA中的乙醯基氧化成CO2的酶促反應的循環系統，該循環的第一步是由乙醯CoA與草醯乙酸縮合形成檸檬酸。在三羧酸循環中，反應物葡萄糖或者脂肪酸會變成乙醯輔A(Acetyl-CoA)。這種"活化醋酸"(一分子輔酶和一個乙醯基相連)，會在循環中分解生成最終產物二氧化碳並脫氫，質子將傳遞給輔酶--煙醯胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 和黃素腺嘌呤（FAD），使之成為NADH + H+和FADH2。 NADH + H+ 和 FADH2 會繼續在呼吸鏈中被氧化成NAD+ 和FAD，並生成水。這種受調節的"燃燒"會生成ATP，提供能量。

真核生物的線粒體和原核生物的細胞質是三羧酸循環的場所。它是呼吸作用過程中的一步，但在需氧型生物中，它先於呼吸鏈發生。厭氧型生物則首先遵循同樣的途徑分解高能有機化合物，例如糖酵解，但之後並不進行三羧酸循環，而是進行不需要氧氣參與的發酵過程。

循環過程

循環詳細過程

TCA[需氧生物體內的代謝途徑]

乙醯-CoA進入由一連串反應構成的循環體系，被氧化生成H₂O和CO₂。由於這個循環反應開始於乙醯CoA與草醯乙酸(oxaloaceticacid)縮合生成的含有三個羧基的檸檬酸，因此稱之為三羧酸循環或檸檬酸循環(citratecycle)。在三羧酸循環中，檸檬酸合成酶催化的反應是關鍵步驟，草醯乙酸的供應有利於循環順利進行。其詳細過程如下：

1、 乙醯-CoA進入三羧酸循環

乙醯CoA具有硫酯鍵，乙醯基有足夠能量與草醯乙酸的羧基進行醛醇型縮合。首先檸檬酸合酶的組氨酸殘基作為鹼基與乙醯-CoA作用，使乙醯-CoA的甲基上失去一個h+，生成的碳陰離子對草醯乙酸的羰基碳進行親核攻擊，生成檸檬醯-CoA中間體，然後高能硫酯鍵水解放出遊離的檸檬酸，使反應不可逆地向右進行。該反應由檸檬酸合成酶(citratesynthase)催化，是很強的放能反應。由草醯乙酸和乙醯-CoA合成檸檬酸是三羧酸循環的重要調節點，檸檬酸合成酶是一個變構酶，ATP是檸檬酸合成酶的變構抑制劑，此外，α-酮戊二酸、NADH能變構抑制其活性，長鏈脂醯-CoA也可抑制它的活性，AMP可對抗ATP的抑制而起激活作用。

2、 異檸檬酸形成

檸檬酸的叔醇基不易氧化，轉變成異檸檬酸而使叔醇變成仲醇，就易於氧化，此反應由順烏頭酸酶催化，為一可逆反應。

3、 第一次氧化脫酸

在異檸檬酸脫氫酶作用下，異檸檬酸的仲醇氧化成羰基，生成草醯琥珀酸(oxalosuccinicacid)的中間產物，後者在同一酶表面，快速脫羧生成α-酮戊二酸(α?ketoglutarate)、NADH和CO2，此反應為β-氧化脫羧，此酶需要Mg²﹢作為激活劑。此反應是不可逆的，是三羧酸循環中的限速步驟，ADP是異檸檬酸脫氫酶的激活劑，而ATP，NADH是此酶的抑制劑。

4、 第二次氧化脫羧

在α-酮戊二酸脫氫酶系作用下，α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀醯-CoA、NADH·H+和CO₂，反應過程完全類似於丙酮酸脫氫酶系催化的氧化脫羧，屬於α?氧化脫羧，氧化產生的能量中一部分儲存於琥珀醯coa的高能硫酯鍵中。α-酮戊二酸脫氫酶系也由三個酶(α-酮戊二酸脫羧酶、硫辛酸琥珀醯基轉移酶、二氫硫辛酸脫氫酶)和五個輔酶(tpp、硫辛酸、hscoa、NAD+、FAD)組成。此反應也是不可逆的。α-酮戊二酸脫氫酶複合體受ATP、GTP、NADH和琥珀醯-CoA抑制，但其不受磷酸化/去磷酸化的調控。

5、 底物磷酸化生成ATP

在琥珀酸硫激酶(succinatethiokinase)的作用下，琥珀醯-CoA的硫酯鍵水解，釋放的自由能用於合成gtp，在細菌和高等生物可直接生成ATP，在哺乳動物中，先生成GTP，再生成ATP，此時，琥珀醯-CoA生成琥珀酸和輔酶A。

6、 琥珀酸脫氫

琥珀酸脫氫酶(succinatedehydrogenase)催化琥珀酸氧化成為延胡索酸。該酶結合線上粒體內膜上，而其他三羧酸循環的酶則都是存線上粒體基質中的，這酶含有鐵硫中心和共價結合的fad，來自琥珀酸的電子通過fad和鐵硫中心，然後進入電子傳遞鏈到O₂，丙二酸是琥珀酸的類似物，是琥珀酸脫氫酶強有力的競爭性抑制物，所以可以阻斷三羧酸循環。

7、 延胡索酸的水化

延胡索酸酶僅對延胡索酸的反式雙鍵起作用，而對順丁烯二酸(馬來酸)則無催化作用，因而是高度立體特異性的。

8、 草醯乙酸再生

在蘋果酸脫氫酶(malicdehydrogenase)作用下，蘋果酸仲醇基脫氫氧化成羰基，生成草醯乙酸(oxalocetate)，NAD+是脫氫酶的輔酶，接受氫成為NADH·H+(圖4-5)。

在此循環中，最初草醯乙酸因參加反應而消耗，但經過循環又重新生成。所以每循環一次，淨結果為1個乙醯基通過兩次脫羧而被消耗。循環中有機酸脫羧產生的二氧化碳，是機體中二氧化碳的主要來源。在三羧酸循環中，共有4次脫氫反應，脫下的氫原子以NADH+H+和FADH2的形式進入呼吸鏈，最後傳遞給氧生成水，在此過程中釋放的能量可以合成ATP。乙醯輔酶A不僅來自糖的分解，也可由脂肪酸和胺基酸的分解代謝中產生，都進入三羧酸循環徹底氧化。並且，凡是能轉變成三羧酸循環中任何一種中間代謝物的物質都能通過三羧酸循環而被氧化。所以三羧酸循環實際是糖、脂、蛋白質等有機物在生物體內末端氧化的共同途徑。三羧酸循環既是分解代謝途徑，但又為一些物質的生物合成提供了前體分子。如草醯乙酸是合成天冬氨酸的前體，α-酮戊二酸是合成谷氨酸的前體。一些胺基酸還可通過此途徑轉化成糖。

循環總結

乙醯- CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi—→2Co2+3NADH+FADH2+GTP+2H++CoA-SH

1、CO₂的生成，循環中有兩次脫羧基反應(反應3和反應4)兩次都同時有脫氫作用，但作用的機理不同，由異檸檬酸脫氫酶所催化的β?氧化脫羧，輔酶是nad+，它們先使底物脫氫生成草醯琥珀酸，然後在Mn2+或Mg2+的協同下，脫去羧基，生成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸脫氫酶系所催化的α氧化脫羧反應和前述丙酮酸脫氫酶系所催經的反應基本相同。?應當指出，通過脫羧作用生成CO₂，是機體內產生CO₂的普遍規律，由此可見，機體CO₂的生成與體外燃燒生成Co2的過程截然不同。

2、三羧酸循環的四次脫氫，其中三對氫原子以NAD+為受氫體，一對以FAD為受氫體，分別還原生成NADH+H+和FADH2。它們又經線粒體內遞氫體系傳遞，最終與氧結合生成水，在此過程中釋放出來的能量使adp和pi結合生成ATP，凡NADH+H+參與的遞氫體系，每2H氧化成一分子H₂O，生成3分子ATP，而FADH2參與的遞氫體系則生成2分子ATP，再加上三羧酸循環中有一次底物磷酸化產生一分子ATP，那么，一分子檸檬酸參與三羧酸循環，直至循環終末共生成12分子ATP。

3、乙醯-CoA中乙醯基的碳原子，乙醯-CoA進入循環，與四碳受體分子草醯乙酸縮合，生成六碳的檸檬酸，在三羧酸循環中有二次脫羧生成2分子CO₂，與進入循環的二碳乙醯基的碳原子數相等，但是，以Co2方式失去的碳並非來自乙醯基的兩個碳原子，而是來自草醯乙酸。

4、三羧酸循環的中間產物，從理論上講，可以循環不消耗，但是由於循環中的某些組成成分還可參與合成其他物質，而其他物質也可不斷通過多種途徑而生成中間產物，所以說三羧酸循環組成成分處於不斷更新之中。

例如草楚醯乙酸——→天門冬氨酸

α－酮戊二酸——→谷氨酸

草醯乙酸——→丙酮酸——→丙氨酸

其中丙酮酸羧化酶催化的生成草醯乙酸的反應最為重要。因為草醯乙酸的含量多少，直接影響循環的速度，因此不斷補充草醯乙酸是使三羧酸循環得以順利進行的關鍵。三羧酸循環中生成的蘋果酸和草醯乙酸也可以脫羧生成丙酮酸，再參與合成許多其他物質或進一步氧化。

生理意義

1、三羧酸循環是機體獲取能量的主要方式。1個分子葡萄糖經無氧酵解僅淨生成2個分子ATP，而有氧氧化可淨生成38個ATP，其中三羧酸循環生成24個ATP，在一般生理條件下，許多組織細胞皆從糖的有氧氧化獲得能量。糖的有氧氧化不但釋能效率高，而且逐步釋能，並逐步儲存於ATP分子中，因此能的利用率也很高。

2、三羧酸循環是糖，脂肪和蛋白質三種主要有機物在體內徹底氧化的共同代謝途徑，三羧酸循環的起始物乙醯-CoA，不但是糖氧化分解產物，它也可來自脂肪的甘油、脂肪酸和來自蛋白質的某些胺基酸代謝，因此三羧酸循環實際上是三種主要有機物在體內氧化供能的共同通路，估計人體內2/3的有機物是通過三羧酸循環而被分解的。

3、三羧酸循環是體內三種主要有機物互變的聯絡機構，因糖和甘油在體內代謝可生成α-酮戊二酸及草醯乙酸等三羧酸循環的中間產物，這些中間產物可以轉變成為某些胺基酸；而有些胺基酸又可通過不同途徑變成α-酮戊二酸和草醯乙酸，再經糖異生的途徑生成糖或轉變成甘油，因此三羧酸循環不僅是三種主要的有機物分解代謝的最終共同途徑，而且也是它們互變的聯絡機構。

三氯乙酸

(TCA)

三氯乙酸，有機化合物，又名三氯醋酸 ，無色結晶，有刺激性氣味，易潮解 ，溶於水、乙醇、乙醚 ，主要用於有機合成和制醫藥、化學試劑、殺蟲劑。

分子式：C2HCl3O2；Cl3CCOOH。

分子量 ：163.40

蒸汽壓 ：1.3kPa/51℃

閃點：>110℃

熔 點： 57.5℃

沸點：197.5℃

溶解性： 溶於水、乙醇、乙醚

密 度 ：相對密度(水=1)1.63

穩定性： 穩定

危險標記： 20(酸性腐蝕品)

對環境的影響

1.健康危害

侵入途徑：吸入、食入、經皮吸收。

健康危害：吸入本品粉塵對呼吸道有刺激作用，可引起咳嗽、胸痛和中樞神經系統抑制。眼直接接觸可造成嚴重損害，重者可導致失明。皮膚接觸可致化學性灼傷。口服灼傷口腔和消化道，出現劇烈腹痛、嘔吐和虛脫。

2.毒理學資料及環境行為

毒性：屬低毒類。

急性毒性：LD503300mg/kg(大鼠經口)；5640mg/kg(小鼠經口)。

危險特性：不易燃燒。受高熱分解產生有毒的腐蝕性氣體。具有較強的腐蝕性。

燃燒(分解)產物：一氧化碳、二氧化碳、氯化氫。

3.現場應急監測方法:

4.實驗室監測方法:

液-液萃取氣相色譜法《水和廢水標準檢驗法》(20版)

5.環境標準:

前蘇聯 車間空氣中有害物質的最高容許濃度 ：5mg/m3

美國(1976)農灌水標準：0.2mg/L

應急處理處置方法

（1）泄漏應急處理

隔離泄漏污染區，周圍設警告標誌，建議應急處理人員戴好防毒面具，穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物，將地面灑上蘇打灰，然後用大量水沖洗，經稀釋的洗水放入廢水系統。如大量泄漏，收集回收或無害處理後廢棄。

（2）防護措施

呼吸系統防護：空氣中濃度超標時，應該佩帶防毒口罩。必要時佩帶自給式呼吸器

眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡

防護服：穿工作服(防腐材料製作)

手防護：戴橡皮手套

其它：工作後，淋浴更衣。注意個人清潔衛生

（3）急救措施

皮膚接觸：脫去污染的衣著，立即用水沖洗至少15分鐘。若有灼傷，就醫治療

眼睛接觸：立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘，就醫

吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。必要時進行人工呼吸，就醫

食入：誤服者立即漱口，給飲牛奶或蛋清，就醫

滅火方法：霧狀水、泡沫、二氧化碳、砂土

生化性質

TCA與蛋白質之間主要有以下幾個方面的作用:①在酸性條件下與蛋白質形成不溶性鹽.②作為蛋白質變性劑使蛋白質構象發生改變，暴露出較多的疏水性基團，使之聚集沉澱.③隨著蛋白質分子量的增大，其結構複雜性與緻密性越大，TCA可能滲入分子內部而使之較難被完全除去，在電泳前樣品加熱處理時可能使蛋白質結構發生酸水解而形成碎片，而且隨時間的延長這一作用愈加明顯；

在電泳時使用TCA對蛋白質樣品的濃縮或除鹽時，對於分子質量大的蛋白質，要慎重選擇TCA.對小分子量蛋白質的濃縮，採用TCA時也有兩點需要注意:一是用TCA沉澱後，儘量用丙酮徹底抽提TCA;二是樣品處理後要儘快進行電泳分析，以免發生聚集及斷裂，造成結果分析的不準確。

其他釋義

總成本評估（TCA）

總成本評估（ TCA-----Total cost assessment），通常側重研究影響用戶最基本成本的特定工藝流程

亞馬孫合作條約組織

Tratado de Cooperacion Amazonica(TCA)亞馬孫合作條約組織

拉丁美洲亞馬孫河流域地區各國的區域性國際合作組織。1977年 3月巴西向亞馬孫地區有關國家正式提出建立地區一體化組織的建議。1977年11月至次年5月,巴西、秘魯、玻利維亞、厄瓜多、哥倫比亞、蓋亞那、蘇利南、委內瑞拉等8國先後3次舉行籌備會議。1978年7月3日，8國外長在巴西利亞簽署《亞馬孫合作條約》，1980年8月正式生效。

該組織的宗旨是：加強各成員國的合作以促進各國的協調發展；推動拉美一體化。合作條約規定,締約國獨自使用和利用各自領土內的自然資源是其固有權利。各成員國應採取聯合行動，促進亞馬孫地區的環境保護和合理使用自然資源，促進衛生保健、交通、通訊、邊境貿易、旅遊事業的發展，並進而在經濟、社會發展方面進行科技合作。其最高權力機構是外長會議，不定期召開。其下設亞馬孫合作理事會，由各成員國高級外交代表組成，每年開會一次，審定和安排各項合作計畫。理事會下設秘書處。此外，各成員國還建立了常設的全國委員會，負責在本國貫徹有關決議。

齒面接觸分析（TCA）

Tooth Contact Analysis，簡稱TCA。以齒輪嚙合原理為理論基礎，以電子計算機為工具，根據實際調整數據，確定大輪和小輪的實際齒面方程，分析它們在不同的安裝形式下的齒輪接觸情況，進而確定小輪控制數據。這種用電子計算機來進行齒面接觸修正的方法稱為齒面接觸分析，簡稱TCA 。

TCA僅僅是一種純數學方法，它沒有考慮工具機誤差、加工誤差、安裝誤差、熱處理變形等實際問題，不能完全替代實際接觸區的調試工作。Gleason的科研人員在TCA之後又發展了邊緣接觸分析（ECA, Edge Contact Analysis），載入齒面接觸分析（LTCA, Loaded Tooth Contact Analysis）。

其他釋義中英文對照

TelemetryChannelAssembly--遙測信道組件。

TrafficConditioningAgreement--流量調節協定。

TCA 最接近時間。

TCA 三醋酸纖維素。

TCA (Telecommunications Association)電信協會。

Tratado de Cooperacion Amazonica(TCA)亞馬孫合作條約組織。

Total cost assessment 全成本評估