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三羧酸循环中的酶

【提问】三羧酸循环中的酶有苹果酸脱氢酶吗,我觉得好象不对,请老师帮忙

【回答】答复: 柠檬酸循环(citric acid cycle):也称为三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle),Krebs循环。是用于乙酰CoA中的乙酰基氧化成的酶促反应的循环系统,该循环的第一步是由乙酰CoA经草酰乙酸缩合形成柠檬酸。

乙酰coa进入由一连串反应构成的循环体系,被氧化生成h2o和co2。由于这个循环反应开始于乙酰coa与草酰乙酸(oxaloacetate)缩合生成的含有三个羧基的柠檬酸,因此称之为三羧酸循环或柠檬酸循环(citric acid cycle)。其详细过程如下:

(1)乙酰coa进入三羧酸循环

乙酰coa具有硫酯键,乙酰基有足够能量与草酰乙酸的羧基进行醛醇型缩合。首先从ch3co基上除去一个h+,生成的阴离子对草酰乙酸的羰基碳进行亲核攻击,生成柠檬酰coa中间体,然后高能硫酯键水解放出游离的柠檬酸,使反应不可逆地向右进行。该反应由柠檬酸合成酶(citrate synthetase)催化,是很强的放能反应。

由草酰乙酸和乙酰coa合成柠檬酸是三羧酸循环的重要调节点,柠檬酸合成酶是一个变构酶,atp是柠檬酸合成酶的变构抑制剂,此外,α-酮戊二酸、nadh能变构抑制其活性,长链脂酰coa也可抑制它的活性,amp可对抗atp的抑制而起激活作用。

(2)异柠檬酸形成

柠檬酸的叔醇基不易氧化,转变成异柠檬酸而使叔醇变成仲醇,就易于氧化,此反应由顺乌头酸酶催化,为一可逆反应。

(3)第一次氧化脱酸

在异柠檬酸脱氢酶作用下,异柠檬酸的仲醇氧化成羰基,生成草酰琥珀酸(oxalosuccinate)的中间产物,后者在同一酶表面,快速脱羧生成α-酮戊二酸(αketoglutarate)、nadh和co2,此反应为β-氧化脱羧,此酶需要mn2+作为激活剂。

此反应是不可逆的,是三羧酸循环中的限速步骤,adp是异柠檬酸脱氢酶的激活剂,而atp,nadh是此酶的抑制剂。

(4)第二次氧化脱羧

在α-酮戊二酸脱氢酶系作用下,α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰coa、nadh+h+和co2,反应过程完全类似于丙酮酸脱氢酶系催化的氧化脱羧,属于α氧化脱羧,氧化产生的能量中一部分储存于琥珀酰coa的高能硫酯键中。

α-酮戊二酸脱氢酶系也由三个酶(α-酮戊二酸脱羧酶、硫辛酸琥珀酰基转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶)和五个辅酶(tpp、硫辛酸、hscoa、nad+、fad)组成。

此反应也是不可逆的。α-酮戊二酸脱氢酶复合体受atp、gtp、naph和琥珀酰coa抑制,但其不受磷酸化/去磷酸化的调控。

(5)底物磷酸化生成atp

在琥珀酸硫激酶(succinate thiokinase)的作用下,琥珀酰coa的硫酯键水解,释放的自由能用于合成gtp,在细菌和高等生物可直接生成atp,在哺乳动物中,先生成gtp,再生成atp,此时,琥珀酰coa生成琥珀酸和辅酶a。

(6)琥珀酸脱氢

琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase)催化琥珀酸氧化成为延胡索酸。该酶结合在线粒体内膜上,而其他三羧酸循环的酶则都是存在线粒体基质中的,这酶含有铁硫中心和共价结合的fad,来自琥珀酸的电子通过fad和铁硫中心,然后进入电子传递链到o2,丙二酸是琥珀酸的类似物,是琥珀酸脱氢酶强有力的竞争性抑制物,所以可以阻断三羧酸循环。

(7)延胡索酸的水化

延胡索酸酶仅对延胡索酸的反式双键起作用,而对顺丁烯二酸(马来酸)则无催化作用,因而是高度立体特异性的。

(8)草酰乙酸再生

在苹果酸脱氢酶(malic dehydrogenase)作用下,苹果酸仲醇基脱氢氧化成羰基,生成草酰乙酸(oxalocetate),nad+是脱氢酶的辅酶,接受氢成为nadh+h+(

★问题所属科目:公卫执业医师---生物化学

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