TCA循环在微生物代谢和发酵生产中的重要性

三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle）是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的柠檬酸，所以叫做三羧酸循环，又称为柠檬酸循环。

三羧酸循环是三大营养素（糖类、脂类、氨基酸）的最终代谢通路，又是糖类、脂类、氨基酸代谢联系的枢纽。因而在微生物代谢和发酵生产中具有十分重要的地位。

三羧酸循环是以乙酰辅酶A开始的。乙酰辅酶A来源于糖酵解途径（EMP或HMP），是兼可途径的中间产物。不论是合成代谢，还是分解代谢，乙酰辅酶A都是最重要的物质。糖、脂肪和蛋白质在分解代谢过程都先生成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A与草酰乙酸结合进入三羧酸循环而彻底氧化。所以三羧酸循环是糖、脂肪和蛋白质分解的共同通路。

三羧酸循环另一重要功能是为其他合成代谢提供小分子前体。α-酮戊二酸和草酰乙酸分别是合成谷氨酸和天冬氨酸的前体；草酰乙酸先转变成丙酮酸再合成丙氨酸；许多氨基酸通过草酰乙酸可异生成糖。所以三羧酸循环是糖、脂肪酸(不能异生成糖)和某些氨基酸相互转变的代谢枢纽。

通过三羧酸循环，微生物将能量物质糖、蛋白质和脂肪彻底氧化，生成CO2和水。

循环中有两次脱羧基反应，通过脱羧作用生成CO₂，是机体内产生CO₂的普遍规律。这也是机体中呼出的CO2的来源。

在产生CO2的同时，三羧酸循环中还有四次脱氢过程，其中三对氢原子以NAD+为受氢体，一对以FAD为受氢体，它们又经线粒体内递氢体系传递，最终与氧结合生成水。在此过程中释放出来的能量使ADP和pi结合生成ATP，为微生物的生长活动提供能量。1个分子葡萄糖经三羧酸循环生成24个ATP，而且逐步释能，并逐步储存于ATP分子中。

能量物质糖、蛋白质和脂肪彻底氧化，生成CO2和水，放出的能量，与这些物质在体外燃烧所放出的能量完全相同。只是在机体内，这些能量完全被生物利用，能量的利用效率更高。

这是三羧酸循环在微生物分解代谢中的重要性。

在合成代谢中，三羧酸循环同样重要。

三羧酸循环的中间产物（如草酰乙酸、α-酮戊二酸、丙酮酸、乙酰CoA等）是合成糖、氨基酸、脂肪等的原料。柠檬酸、苹果酸等本身就是用发酵法生产的重要的食品、医药和化工原料。丙酮酸、a-酮戊二酸、延胡索酸可通过转氨反应生成丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸，从天冬氨酸出发，又可生成赖氨酸、苏氨酸和蛋氨酸。其它氨基酸也大多是从三羧酸循环中的中间产物或周边产物中生成的。由此，又可生成几乎所有种类的蛋白质和酶。

由乙酰辅酶A出发，可生成脂肪酸，并与由丙酮酸（或EMP）而来的甘油结合，生成脂肪。

通过微生物代谢调节和代谢控制，人们已经能够用微生物发酵法，生产上百种产物，其中几乎都与三羧酸循环有关。

提示:glyoxylate cycle