​什么是乙醛酸循环?有什么生物学意义?

2023/11/21 10:04:32 作者:贝克曼

乙醛酸水溶液为无色透明液体。有令人讨厌的味道,是一种强腐蚀性酸,极易潮解,曝露在空气中,可形成浆状。乙醛酸是一种重要的有机合成中间体,其兼具醛和酸的双重特性,可同时发生醛和酸的反应,还可以发生环化或缩合反应。

乙醛酸已广泛应用于香料、医药、农药、造纸、涂料和食品添加剂等轻工产品的合成领域。特别是其下游产品对羟基苯甘氨酸生产技术的突破,使近两年来乙醛酸国内市场需求迅速增长。

什么是乙醛酸循环?

乙醛酸循环(glyoxylate cycle, GAC)是油料植物种子将脂类物质转化为糖的一个重要途径。植物细胞内脂肪酸氧化分解为乙酰CoA之后,在乙醛酸循环体(glyoxysome)内生成琥珀酸、乙醛酸和苹果酸,其中琥珀酸可用于糖的合成。当种子内贮藏的脂肪耗尽,种苗叶片可进行光合作用时,乙醛酸循环停止运转,乙醛酸循环体随即消失。动物和人类细胞中没有乙醛酸循环体,无法将脂肪转变为糖。

乙醛酸

乙醛酸循环要点

反应部位:某些植物和微生物,乙醛酸循环体和线粒体

通用阶段:每个循环2个2C(乙酰CoA),合成1个4C(琥珀酸)

关键酶:异柠檬酸裂解酶、苹果酸合酶

与TCA异同:有部分相同酶(同工酶)和中间产物,在不同的细胞器中(是两条不同代谢途径),乙醛酸循环不能简单看作TCA循环的捷径(植物)。

能量变化:2分子乙酰CoA生成6.5ATP(2NADH,1FADH2)

乙醛酸循环的生物学意义

乙醛酸循环具有非常重要的生物学意义。它是连接糖代谢和脂代谢的桥梁。对于油料植物种子,乙醛酸循环非常重要。在种子萌发时,乙醛酸体中的脂肪酸经过β-氧化产生乙酰CoA,乙酰CoA经过乙醛酸循环产生琥珀酸,琥珀酸进入线粒体,在线粒体中不仅可以经过TCA循环产生能量,而且可以通过TCA循环的中间产物进入氨基酸代谢。合成氨基酸,进而合成蛋白质,同时也可以通过TCA循环产生葡萄糖异生的前体物质,进而合成碳水化合物,为种子萌发提供所需要的各种物质。

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