【正文】 。 在這種情況下，為確保檸檬酸循環(huán)的暢通，必須要有相應(yīng)補(bǔ)充該循環(huán)中間物的途徑，即所謂 回補(bǔ)途徑(anaplerosis)。 該反應(yīng)需要 ATP提供能量，并需要生物素和 Mg2＋： 丙酮酸 ＋ CO2 ＋ ATP ＋ H2O → 草酰乙酸 ＋ ADP ＋ Pi 丙酮酸羧化酶是調(diào)節(jié)酶。 丙酮酸羧化酶在糖的異生作用中也是一種很重要的酶。 在植物和細(xì)菌中，有一種磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，這個(gè)酶在動(dòng)物體內(nèi)不存在。 （三）蘋果酸酶催化丙酮酸羧化為蘋果酸 具有回補(bǔ)功能的另一種反應(yīng)由蘋果酸酶 (malic enzyme)催化。 蘋果酸酶的輔酶是 NADP＋ ，所以上述反應(yīng)的逆反應(yīng)可以產(chǎn)生 NADPH。③ .蘋果酸酶催化丙酮酸羧化為蘋果酸 ① ② ③ 六 乙醛酸途徑 植物 (尤其是尚不能完成光合作用的幼苗 )以及某些細(xì)菌和藻類能夠利用乙酸作為它們唯一的碳源去合成它們自身的含碳化合物。 后者是特化的過氧化物酶體(peroxisome)。 （ 3） 檸檬酸轉(zhuǎn)變成異檸檬酸。因此，乙醛酸途徑導(dǎo)致乙酰 CoA凈轉(zhuǎn)變成乙醛酸，而不是象檸檬酸循環(huán)那樣將乙酰 CoA轉(zhuǎn)變成兩分子的 CO2。 在胞液蘋果酸脫氫酶的催化下，氧化成草酰乙酸。 乙醛酸途徑導(dǎo)致乙酰 CoA凈轉(zhuǎn)變成乙醛酸，而不是象檸檬酸循環(huán)那樣將乙酰 CoA轉(zhuǎn)變成兩分子的 CO2。 乙醛酸循環(huán)體 第三節(jié) 檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié) 檸檬酸循環(huán)的活性與細(xì)胞的需要密切相關(guān)。 一 .丙酮酸脫氫酶復(fù)合物活性的調(diào)節(jié) 丙酮酸氧化脫羧生成乙酰 CoA的反應(yīng)是葡萄糖在有氧下進(jìn)入檸檬酸循環(huán)的關(guān)鍵步驟。 ATP能抑制丙酮酸脫氫酶的活性；乙酰 CoA能抑制二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰基酶的活性； NADH抑制二氫硫辛酰脫氫酶的活性。當(dāng)細(xì)胞需要能量時(shí)，其代謝信號是 [AMP]/[ATP] 以及[ NAD＋ ]/[NADH] 的水平升高，該酶復(fù)合物被激活，導(dǎo)致丙酮酸進(jìn)入檸檬酸循環(huán)的速度升高。在這種情況下， ATP以及乙酰 CoA和 NADH作為 丙酮酸脫氫酶激酶 的激活劑刺激它的活性。 當(dāng)游離的 Ca2＋ 濃度升高時(shí)，這個(gè)酶便可以被激活。促進(jìn)乙酰 CoA的合成。 二 . 檸檬酸循環(huán)的活性控制 檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶以及 α 酮戊二酸脫氫酶復(fù)合物催化的反應(yīng)遠(yuǎn)未達(dá)到平衡，即這三種酶催化的反應(yīng)是高度放能的，也是不可逆的。因此，乙酰 CoA和草酰乙酸的濃度限制著檸檬酸形成的速度。體外研究表明，異檸檬酸脫氫酶的活性強(qiáng)烈地被它的產(chǎn)物 NADH所抑制。 NADH和琥珀酰 CoA兩者都能抑制該酶的活性。 Ca2＋ 可以作為一種效應(yīng)物激活異檸檬酸脫氫酶和 α 酮戊二酸脫氫酶復(fù)合物的活性。 細(xì)胞內(nèi)的 ATP和 NADH的水平很高時(shí)，檸檬酸循環(huán)的速度就受到限制。 結(jié)束了 習(xí)題： 1 丙酮酸進(jìn)入檸檬酸循環(huán)之前，發(fā)生什么化學(xué)反應(yīng)？催化該反應(yīng)的是什么酶，該酶有什么特點(diǎn)？ 2 檸檬酸循環(huán)的主要步驟及主要產(chǎn)物有哪些？檸檬酸循環(huán)的關(guān)鍵酶有哪些？ 3 說明檸檬酸循環(huán)的生物學(xué)意義和檸檬酸循環(huán)的活性控制。 NAD＋ 和 NADH還作為幾種脫氫酶的效應(yīng)物；NADH的高水平還意味著細(xì)胞含有豐富的 (經(jīng)呼吸鏈 )合成 ATP的電子源。當(dāng)大腸桿菌的這個(gè)酶的活性部位 (而不是別構(gòu)部位 )的 Ser殘基被磷酸化時(shí)，該酶則失去活性，而當(dāng)去磷酸化時(shí)則恢復(fù)活性。這種聯(lián)鎖效應(yīng)有利于檸檬酸循環(huán) . ATP可視為檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化的末端產(chǎn)物 ,它可以別構(gòu)抑制檸檬酸合酶和異檸檬酸脫氫酶的活性，而 ATP則是這兩種酶的別構(gòu)抑制劑。 NADH也是 α 酮戊二酸脫氫酶復(fù)合物催化產(chǎn)物。 檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶以及α 酮戊二酸脫氫酶復(fù)合物三種酶催化的反應(yīng)是高度放能的，也是不可逆的。 檸檬酸循環(huán)的第一步反應(yīng)是由檸檬酸合酶催化，對檸檬酸合酶活性的控制是檸檬酸循環(huán)最關(guān)鍵的控制部位。在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的該酶不經(jīng)這種共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 。因此，游離的 Ca2＋濃度的變化可以作為代謝變化的一種重要的信息。 當(dāng)細(xì)胞需要能量 (即 ATP水平降低 )時(shí)，無活性的磷酸化的丙酮酸脫氫酶便在丙酮酸脫氫酶磷酸酶的催化下，脫去磷酸基而恢復(fù)其活性。有兩種輔助性的酶與丙酮酸脫氫酶復(fù)合物結(jié)合在一起，它們對丙酮酸脫氫酶復(fù)合物的活性的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)起很重要的作用。 丙酮酸脫氫酶的活性強(qiáng)烈地取決于線粒體內(nèi)的[ATP]/[AMP] 、 [乙酰 CoA]/[CoA] 以及[NADH]/[ NAD＋ ]的比值。 丙酮酸脫氫酶復(fù)合物的活性可受到兩種不同的方式控制，即別構(gòu)調(diào)節(jié)和共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。為了保證中間物和能量的產(chǎn)生與細(xì)胞的需要相協(xié)調(diào)、避免能量和中間物的浪費(fèi)性過度產(chǎn)生，檸檬酸循環(huán)必須有效地受到控制。這些生物具有將乙酸或乙酰 CoA轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜岬拿赶到y(tǒng)，該酶系統(tǒng)稱為乙醛酸循環(huán)，該途徑涉及線粒體和乙醛酸循環(huán)體兩個(gè)細(xì)胞器， 乙醛酸循環(huán)體是特化的過氧化物酶體。由于有這兩種酶的存在，因此，萌發(fā)的植物種子能將它們貯存在的三酰甘油氧化產(chǎn)生的乙酰 CoA轉(zhuǎn)變成葡萄糖。 這個(gè)酶能催化乙醛酸與另一分子的乙酰 CoA縮合成蘋果酸。 琥珀酸可被轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體內(nèi)，進(jìn)入檸檬酸循環(huán)，重新生成草酰乙酸。 乙醛酸途徑的過程是： （ 1） 線粒體內(nèi)的草酰乙酸轉(zhuǎn)變成天冬氨酸，天冬氨酸被轉(zhuǎn)運(yùn)到乙醛酸循環(huán)體中，并再次轉(zhuǎn)變成草酰乙酸。這一酶系統(tǒng)稱為乙醛酸途徑或乙醛酸循環(huán)。 檸檬酸循環(huán)中間物的回補(bǔ) :① .丙酮酸羧化成草酰乙酸 。該反應(yīng)發(fā)生在胞液中，生成的蘋果酸可以通過專一性載體進(jìn)入到線粒體。這個(gè)酶不需要生物素， 也不需要 ATP。 它能催化磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成草酰乙酸，并產(chǎn)生 GTP。 在乙酰 CoA缺乏的情況下，丙