[转载]丙酮酸如何进线粒体
2017-05-09 16:45阅读:
线粒体的内膜(inner
membrane)含100种以上的多肽,蛋白质和脂类的比例高于3:1。线粒体内膜通透性很低,仅允许不带电荷的小分子物质通过,大分子和离子通过内膜时需要特殊的转运系统。丙酮酸通过线粒体内膜是利用H+梯度协同运输的。线粒体内膜的这个载体是一种特殊的顺氢离子浓度的质子泵,它把所释放的能量与ATP合成偶联起来,将氢离子、ATP、丙酮酸等送过膜去。不过要说清楚,这里是在线粒体的内膜上,外膜对于1000D以下的分子是通透的,丙酮酸只有90D
。
丙酮酸在有氧状态下,进入线粒体中,丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA进入三羧酸循环,进而氧化生成CO2和H2O,同时NADH+H+等可经呼吸链传递,伴随氧化磷酸化过程生成H2O和ATP。
催化氧化脱羧的酶是丙酮酸脱氢酶系(pyruvate
dehydrogenase
system),此多酶复合体由丙酮酸脱氢酶(E1),二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)和二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)按一定比例组成,其组合比例随生物的不同而不同。参与反应的辅酶有硫胺素焦磷酸酯(TPP)、硫辛酸、FAD+、NAD+及CoA。其中硫辛酸是带有二硫键的八碳羧酸,通过转乙酰酶的赖氨酸ε-氨基相连,形成与酶结合的硫辛酰胺而成为酶的柔性长臂,可将乙酰基从酶复从丙酮酸到乙酰CoA是糖有氧氧化中关键的不可逆反应,催化这个反应的丙酮酸脱氢酶系受到很多因素的影响,反应中的产物,乙酰CoA和NADH++H+可以分别抑制酶系中的二氢硫辛酸乙酰转移酶和二氢硫辛酸脱氢酶的活性,丙酮酸脱羧酶(pyruvate
decarboxylase,PDC)活性受ADP和胰岛素的激活,受ATP的抑制。
这种方式就是我们说的协同运输,
协同运输(cotransport
)是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度,而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。
线粒体的外膜 (out
membrane)含40%的脂类和60%的蛋白质,具有孔蛋白(porin)构成的亲水通道,允许分子量为5KD以下的分子通过,1KD以下的分子可自由通过。丙酮酸的相对分子质量只有90D,能够自由通过线粒体外膜。