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回补反应

指数 回补反应

回补反应(Anaplerotic reactions,也称补给反应或添补反应)是指形成代谢途径中间产物的反应。这样的例子可以是三羧酸循环。在该循环为呼吸作用而行使正常作用时,三羧酸循环的中间产物量会保持恒定;然而许多生物合成反应也会使用这些分子作为底物。补给的作用就是将那些为生物合成而被抽出的中间产物补充回来。 三羧酸循环是新陈代谢的中心,在能量产生和生物合成中都起着关键作用。因此,调节线粒体中三羧酸循环的代谢产物对细胞来说就显得非常重要。补给流必须与抽出流相平衡,以保持细胞代谢的稳态。.

目录

  1. 21 关系: 天冬氨酸天冬氨酸氨基转移酶三羧酸循环丙酮酸丙酮酸羧化酶乙酰辅酶A呼吸作用琥珀酰辅酶A磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶線粒體线粒体基质甲基丙二酸单酰辅酶A变位酶草酰乙酸谷氨酸谷氨酸脱氢酶转氨基作用脂肪酸苹果酸苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 (脱羧)

  2. 細胞呼吸

天冬氨酸

天冬氨酸(aspartic acid,可簡寫為Asp或D)是一种α-氨基酸,其化學式為HOOCCH2CH(NH2)COOH。天冬氨酸的L-異構物是20种蛋白胺基酸之一,即蛋白質的构造单位。它的密碼子是GAU和GAC。它与谷氨酸同為酸性氨基酸。天冬氨酸普遍存在于生物合成作用中。.

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天冬氨酸氨基转移酶

天冬氨酸氨基转移酶(Aspartate Transaminase,缩写 AST),也称作谷草转氨酶(SGOT),是一种磷酸吡哆醛蛋白质,也可以作用于L-苯丙氨酸、L-酪氨酸和L-色氨酸()。.

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三羧酸循环

三羧酸循環(tricarboxylic acid cycle) ,亦作檸檬酸循環(citric cycle),是有氧呼吸的第二階段。該循環以循環中一個重要中間體檸檬酸命名,又因爲檸檬酸是一種,該反應又稱爲三羧酸循環。該循環亦因由德國生物化學家克雷布斯(Krebs)發現而稱爲克雷布斯循環(Krebs cycle),克雷布斯亦因此項貢獻獲1953年諾貝爾生理學或醫學獎。丙酮酸在經過丙酮酸脫氫酶系氧化,生成乙酰輔酶A(acetyl-CoA)後,與四碳二元羧酸草酰乙酸化合,生成檸檬酸,進入檸檬酸循環。隨後,經過一系列反應,兩個碳原子轉化爲二氧化碳(CO2)分子,檸檬酸中蘊藏的化學能轉化至還原的輔酶中。檸檬酸循環的終產物仍然是草酰乙酸,這使得該循環能源源不斷地氧化輸入循環的乙酰輔酶A。 一般情況下,檸檬酸循環產生的還原輔酶會連同糖酵解過程產生的還原輔酶一同,在氧化磷酸化過程中氧化,生成大量的ATP。一分子的乙酰輔酶A在被檸檬酸循環代謝後,可產生兩分子的CO2分子、三分子NADH、一分子FADH2,以及一分子GTP。 檸檬酸循環可以代謝糖類、脂質,以及大部分氨基酸,因爲這三類物質都能轉換爲乙酰輔酶A或檸檬酸循環的中間體,從而進入檸檬酸循環之中。另外,檸檬酸循環的許多中間體可供生物體利用。當中間產物不足時,可通過添補反應對中間產物進行補充。生物體最重要的填補反應是在丙酮酸羧化酶催化下,以一分子丙酮酸和一分子二氧化碳分子爲原料,合成一分子草酰乙酸的反應。 檸檬酸循環發生於線粒體基質中,但也會部分地在線粒體內膜或嵴膜上發生。.

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丙酮酸

丙酮酸(pyruvic acid,化學式:CH3COCOOH)是一種α-酮酸,其燃点为82 °C,在生物化學代謝途徑中扮演重要角色。丙酮酸的羧酸鹽陰離子(carboxylate anion)被稱之為丙酮酸鹽(pyruvate,這個字在中文裡也經常簡單地稱作丙酮酸)。.

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丙酮酸羧化酶

丙酮酸羧化酶,属于连接酶类的酶,催化(根据不同的物种)丙酮酸的可逆羧基化,形成草酰乙酸。.

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乙酰辅酶A

乙酰辅酶A(acetyl-CoA)是活化了的乙酸,由乙酰基(CH3CO-)与辅酶A的巯基以高能的硫酯键相连。乙醯輔酶A是脂肪酸的β-氧化及糖酵解后产生的丙酮酸脱羧後的产物。 在三羧酸循环的第一步,乙酰基转移到草酰乙酸中,生成柠檬酸,--。.

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呼吸作用

呼吸作用,又称為细胞呼吸(Cellular respiration),是生物体细胞把有机物氧化分解並转化能量的化學过程,也稱為釋放作用。无论是否自养,细胞内完成生命活动所需的能量,都是来自呼吸作用。真核細胞中,粒線體是與呼吸作用最有關聯的胞器,呼吸作用的幾個關鍵性步驟都在其中進行。 呼吸作用是一種酶促氧化反应。雖名為氧化反應,不論有否氧气参与,都可称作呼吸作用(這是因為在化學上,有電子轉移的反應過程,皆可稱為氧化)。有氧气参与時的呼吸作用,稱之為有氧呼吸;没氧气参与的反應,則称为无氧呼吸。 呼吸作用的目的,是透過釋放食物裡之能量,以製造三磷酸腺苷,即細胞最主要的直接能量供應者。呼吸作用的氢與氧的燃燒,但兩者間最大分別是:呼吸作用透過一連串的反應步驟,一般的一次性釋放。在呼吸作用中,三大营养物质:碳水化合物、蛋白质和脂質的基本组成单位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,被分解成更小的分子,透過數個步驟,将能量转移到还原性氢(化合价为0的氢)中。最後經過一連串的電子傳遞鏈,氢被氧化生成水;原本貯存在其中的能量,則转移到ATP分子上,供生命活动使用。.

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琥珀酰辅酶A

琥珀酰辅酶A(Succinyl-Coenzyme A)是一个琥珀酸与辅酶A的组合物。.

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磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶

磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶(Phosphoenolpyruvate carboxykinase,或称为烯醇丙氨酸磷酸羧激酶或磷酸烯醇丙酮酸羧激酶,简称为PEPCK,)是以一条单一肽链构成,相对分子质量为740千道尔顿的一种激酶。在磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶的催化下,草酰乙酸被转变为磷酸烯醇式丙酮酸和二氧化碳。该反应消耗一分子的鸟苷三磷酸以提供磷酰基。在糖异生作用中,此酶与丙酮酸羧化酶一起构成了从丙酮酸转化为磷酸烯醇丙酮酸的迂回步骤。.

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線粒體

--(mitochondrion)是一种存在于大多数真核细胞中的由两层膜包被的细胞器,直径在0.5到10微米左右。除了溶组织内阿米巴、篮氏贾第鞭毛虫以及几种微孢子虫外,大多数真核细胞或多或少都拥有线粒体,但它们各自拥有的线粒体在大小、数量及外观等方面上都有所不同。这种细胞器拥有自身的遗传物质和遗传体系,但因其基因组大小有限,所以线粒体是一种半自主细胞器。线粒体是细胞内氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷(ATP)的主要场所,为细胞的活动提供了化学能量,所以有“細胞的發電站”(the powerhouse of the cell)之称。除了为细胞供能外,线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程,并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。 英文中的“线粒体”(mitochondrion,复数形式为“mitochondria”)一词是由希腊语中的“线”(“μίτος”或“mitos”)和“颗粒”(“χονδρίον”或“chondrion”)组合而成的。在“线粒体”这一名称出现前后,“粒体”“球状体”等众多名字曾先后或同时被使用。这些现在已不再继续使用的名称包括:blepharoblast、condriokont、chondriomite、chondrioplast、chondriosome、chondrioshere、filum、fuchsinophilic granule、interstitial body、körner、fädenkörner、mitogel、parabasal body、plasmasome、plastochondria、plastome、sphereoplast和vermicle等(按首字母在英文字母表中的顺序排列),其中“chondriosome”(可译为“颗粒体”)直至1982年仍见诸欧洲各国的科学文献。.

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线粒体基质

線粒體基质是線粒體中由線粒體内膜包裹的内部空间,其中充满无定形液体,含有参与三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸降解等生化反应的酶类。其中,苹果酸脱氢酶是线粒体基质的标志酶。线粒體基质中的某些酶系组成网状结构,与线粒體内膜内侧有一定的连接,利于上述酶促反应所形成的NADH转移至内膜的电子传递链中。除各种可溶性酶外,線粒體基质还含有线粒体自身的DNA(即线粒體DNA)和核糖体(粒線體核糖体)。 线粒體基质中每1μL的水溶解了约1.25mg的蛋白质,而细胞质基质中每1μL的水溶解了约0.26mg蛋白质,所以线粒體体基质较细胞质基质黏稠。虽然已知线粒体内膜含有可调节水分子转运的水通道蛋白,线粒体维持内膜两侧的渗透平衡的方式仍不明晰。.

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甲基丙二酸单酰辅酶A变位酶

基丙二酸单酰辅酶A变位酶(Methylmalonyl Coenzyme-A mutase,MCM,亦简称甲基丙二酰辅酶A变位酶)是一种在代谢途径上将甲基丙二酸单酰辅酶A转换为琥珀酰辅酶A的酶,同时需要维生素B12的帮助。.

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草酰乙酸

草醯乙酸(Oxaloacetic acid, OAA, 或稱草乙酸,oxalacetic acid)是一種結晶有機化合物,化學式:HO2CC(O)CH2CO2H。其共軛鹼為生物體內許多代謝常見的中間物。參與糖質新生、尿素循環、乙醛酸循環、胺基酸合成、脂肪酸合成以及檸檬酸循環等作用。.

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谷氨酸

谷氨酸(英語:Glutamic acid)是α-氨基戊二酸是组成生物体内各种蛋白质的20種氨基酸之一。.

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谷氨酸脱氢酶

谷氨酸脱氢酶是变构酶的一种,该酶通过氧化脱氢、转氨、联合脱氢和非氧化脱氢,等反应在体内产生。其中以联合脱氢最为重要,它催化可逆反应。.

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转氨基作用

转氨基作用(Transamination) 指的是一种胺基酸(amino acid)的α-氨基转移到一种α-酮酸上的过程。 此為胺基從一碳骨架轉移至另一個碳骨架的反應,胺基酸因轉移了胺基變成了酮酸;而酮酸因獲得胺基而變成了胺基酸。其实可以看成是氨基酸的氨基与α-酮酸的酮基进行了交换。结果是生成了一种非必需氨基酸和一种新的α-酮酸。由胺基轉移酶(aminotransferase)或是由转氨酶(transaminase)和其辅酶磷酸吡哆醛(PLP)催化,而磷酸吡哆醛是维生素B6(Vitamin B6)的衍生物。转氨基作用是氨基酸脱氨基作用的一种途径,这样生物体内就可以自我合成某些氨基酸了。人体内最重要的转氨酶为谷丙转氨酶和谷草转氨酶。它们是肝炎诊断和预后的指标之一。 体内大部分氨基酸都可以参与转氨基作用,例外:赖氨酸,脯氨酸和羟脯氨酸。鸟氨酸(Ornithine)的δ-氨基也可通过转氨基作用被脱掉。举例: α-酮戊二酸 + 丙氨酸.

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脂肪酸

脂肪酸(Fatty acid)是一类羧酸化合物,由碳氫组成的烃类基团连结-zh-hant:羧基;zh-hans:羧酸;-所構成。 三个长链脂肪酸与甘油形成三酸甘油酯(Triacylglycerols),為脂肪的主要成分,歸於脂類。.

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酶(Enzyme( ))是一类大分子生物催化劑。酶能加快化學反應的速度(即具有催化作用)。由酶催化的反應中,反應物稱爲底物,生成的物質稱爲產物。幾乎所有細胞內的代謝過程都離不開酶。酶能大大加快這些過程中各化學反應進行的速率,使代謝產生的物質和能量能滿足生物體的需求。細胞中酶的類型對可在該細胞中發生的代謝途徑的類型起決定作用。對酶進行研究的學科稱爲「酶學」(enzymology)。 目前已知酶可以催化超過5000種生化反應。大部分酶是蛋白質,有少部分酶是具有催化活性的RNA分子,这些酶被称为核酶。酶的特異性是由其獨特的三級結構決定的。 和所有的催化劑一樣,酶通過降低反應活化能加快化學反應的速率。一些酶可以將底物轉化爲產物的速率提高數百萬倍。一個比較極端的例子是。該酶可以使在無催化劑條件下需要進行數百萬年的化學反應在幾毫秒內完成。從化學原理上講,酶和其它所有催化劑一樣,反應不會使其物質量發生變化。酶亦不能改變化學平衡,這一點和其它催化劑也是一樣的。酶和其它催化劑的不同之處在於,它們的專一性要強得多。一些分子可以影響酶的活性。如酶抑制劑能降低酶的活性,酶激活劑能提高酶的活性。許多藥物及毒物是酶的抑制劑。當超出適宜的溫度和pH值後,酶的活性會顯著下降。 酶在工业和人们的日常生活中的应用也非常广泛。例如,药厂用特定的合成酶来合成抗生素;洗衣粉中添加酶能加速附着在衣物上的蛋白质、淀粉或脂肪漬的分解;嫩肉粉中加入木瓜蛋白酶能將蛋白質分解爲稍小的分子,使肉的口感更嫩滑。.

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苹果酸

苹果酸即2-羟基丁二酸,是一个二羧酸,化学式为C4H6O5。分子中含有一个不对称碳原子,因此有两种旋光异构体和一种外消旋体。它是三羧酸循环的中间物之一,由反丁烯二酸水合生成,继续氧化得到草酰乙酸。存在于苹果、葡萄、山楂等果实中,苹果酸首先从苹果汁中分离出来,是苹果汁酸味的来源,并因此得名。它也用作食品添加剂。.

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苹果酸脱氢酶

苹果酸脱氢酶(Malate dehydrogenase,)是一种在三羧酸循环中催化L-苹果酸转变为草酰乙酸(使用NAD+)的酶。苹果酸脱氢酶不应与苹果酸酶相混淆,后者催化苹果酸变为丙酮酸,产生的是NADP+。.

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苹果酸脱氢酶 (脱羧)

苹果酸脱氢酶 (脱羧)(malate dehydrogenase (decarboxylating),EC )是一种以NAD+或NADP+为受体、作用于供体CH-OH基团上的氧化还原酶。这种酶能催化以下酶促反应: 苹果酸脱氢酶 (脱羧)主要参与丙酮酸的代谢过程以及固碳作用(Carbon fixation)。苹果酸脱氢酶 (脱羧)是C4和CAM植物固定二氧化碳过程中使用的三种脱羧酶之一(其余两种分别为苹果酸脱氢酶 (草酰乙酸脱羧) (NADP+)磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶)。.

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另见

細胞呼吸