试述体内草酰乙酸在物质代谢中作用.
草酰乙酸在三羧酸循环中起着催化剂一样的作用,其量决定细胞内三羧酸循环的速度, 草酰乙酸主要来源于糖代谢丙酮酸羧化,故糖代谢障碍时,三羧酸循环及脂的分解代谢将不能顺利进行草酰乙酸是糖异生的重要代谢产物草酰乙酸与氨基酸代谢及核苷酸代谢有关草酰乙酸参与了乙酰CoA从线粒体转运至胞浆的过程,这与糖转变成脂的过程密切相关草酰乙酸参与了胞浆内NADH转运至线粒体的过程草酰乙酸可经转氨基作用合成天冬氨酸草酰乙酸在胞浆中可生成丙酮酸,然后进入线粒体进一步氧化为CO2、水和ATP.
草酰乙酸波长325纳米。草酰乙酸是一种四碳小分子,参与许多的代谢过程包括糖原异生、三羧酸循环、尿素循环和氨基酸的代谢等。草酰乙酸是产生ATP、维持三羧酸循环和电子传递链所必不可少的成分。近来发现,草酰乙酸还具有广泛的药理学作用,适用于许多疾病的治疗。草酰乙酸可在丙酮酸羧化酶的作用下,由丙酮酸与co2生成。也可在转氨酶的作用下,由天冬氨酸生成。草酰乙酸已知也可作为琥珀酸脱氢酶的抑制剂。波长为325纳米。
草酰乙酸(Oxaloacetic acid, OAA, 或称草乙酸,oxalacetic acid)是一种结晶有机化合物,化学式:HO2CC(O)CH2CO2H。其共轭碱为生物体内许多代谢常见的中间物。参与糖质新生、尿素循环、乙醛酸循环、氨基酸合成、脂肪酸合成以及柠檬酸循环等作用。
糖质新生
糖质新生是一条由一连串11个酵素参与的代谢路径,能将非碳水化合物的基质转化为葡萄糖。糖质新生的反应由线粒体的基质开始。在此,丙酮酸受到丙酮酸羧化酶催化形成草酰乙酸。接着,草酰乙酸被NADH还原成苹果酸后再将苹果酸由线粒体移往细胞质。当苹果酸被移至细胞质后,苹果酸会被NAD+氧化回草酰乙酸。接下来草酰乙酸被磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶去羧酸并以GTP为磷酸根的来源磷酸化形成2-磷酸烯醇丙酮酸。最后合成葡萄糖。
尿素循环
尿素循环是利用两个铵分子及一个碳酸氢盐分子合成尿素的代谢途径,通常在肝脏的肝细胞中进行。与尿素循环相关的反应可以经由两种途径制造NADH,其中一种会用到草酰乙酸:在细胞质中,反丁烯二酸会被延胡索酸水合酶催化形成苹果酸。接着,苹果酸经过苹果酸脱氢酶转化为草酰乙酸并制造一分子的NADH。最后,草酰乙酸会经由循环转化出天冬氨酸作为转氨酶,维持氮原子在细胞中的流动性。
乙醛酸循环
乙醛酸循环是柠檬酸循环的一种变型:植物以及微生物利用异柠檬酸裂合酶和苹果酸合酶进行同化作用。乙醛酸循环在中间步骤与柠檬酸循环略有差异,但是草酰乙酸在其中扮演了相同的角色。这意味着草酰乙酸在此循环中同时是初级反应物也是最终产物,事实上草酰乙酸即为此循环的净产物(由循环中的两分子乙酰辅酶A合成)。
合成脂肪酸
首先,乙酰辅酶A被预先转化为柠檬酸由线粒体移往脂肪酸合酶所在的细胞质中。此反应通常会启动柠檬酸循环产生能量,但是当细胞没有能量的需求时,会在细胞质中将柠檬酸再次裂解为乙酰辅酶A以及草酰乙酸,并以乙酰辅酶A为原料合成脂肪酸。而脂肪酸合成的另一部分需要NADPH,这样的还原能力由草酰乙酸返回线粒体穿越内膜时提供:首先草酰乙酸被NADH还原成为苹果酸。接着将苹果酸脱羧形成丙酮酸后进入线粒体,在此借由丙酮酸羧化酶将丙酮酸转化形成草酰乙酸。如此一来,乙酰辅酶A由线粒体移往细胞质的过程会形成一分子的NADH。整体看来,此反应为自发性反应,简化如下:
HCO3−+ ATP + acetyl-CoA → ADP + Pi + malonyl-CoA
合成氨基酸
有六种必需氨基酸和三种非必需氨基酸的合成需要草酰乙酸以及丙酮酸。天冬氨酸以及丙氨酸是由草酰乙酸以及丙酮酸所形成,而天冬氨酸和丙氨酸又可以借由谷氨酸转胺基形成天冬酰胺、甲硫胺酸、赖氨酸以及苏氨酸,如果没有草酰乙酸的参与,将不会有上述几种氨基酸被合成出来。