磷酸烯醇丙酸(英語:Phosphoenolpyruvate或Phosphoenolpyruvic acid;縮寫PEP)是生物細胞中的常見生化分子,是糖解作用與糖質(zhì)新生作用的中間產(chǎn)物。
糖解作用
在糖解作用中,此分子是2-3-磷酸甘油酸在烯醇化酶(enolase)的催化下生成,是一個高能磷酸分子。接下來磷酸烯醇丙酮酸將會進入糖解作用的第10個,也是最后一個步驟中。
在糖解作用的最后步驟里,磷酸烯醇丙酮酸將會經(jīng)由丙酮酸激酶(Pyruvate 激酶)的催化,使原本接在氧原子上的磷酸鹽轉(zhuǎn)移到ADP上,進而生成ATP以及丙酮酸。這個反應(yīng)會放出大量的能量,是一個難逆的反應(yīng),其標(biāo)準(zhǔn)自由能變化是31.4 kJ/摩爾(在pH=7、濃度55.5M的水中)。此外,這個反應(yīng)也需要鉀離子與鎂離子(或其他二價陽離子)的參與。
糖質(zhì)新生
由于糖解作用的最后步驟是個難逆反應(yīng),因此在糖質(zhì)新生的過程中,需要一個替代途徑,才能將丙酮酸還原成磷酸烯醇丙酮酸。首先丙酮酸必需要先在丙酮酸羧化酶(Pyruvate carboxylase)的催化之下,消耗ATP分子并轉(zhuǎn)變成草乙酸(Oxaloacetate)。
之后草酰乙酸又會經(jīng)由磷酸烯醇丙酮酸羧基激酶(Phosphoenolpyruvate carboxykinase)的催化,生成磷酸烯醇丙酮酸,在這個反應(yīng)中,會消耗掉ATP,并生成ADP與二氧化碳。
與前后反應(yīng)不同的是,以上的兩個反應(yīng)是在線粒體中進行。而且除了直接轉(zhuǎn)變之外,草醋酸還可以利用另一個需要更多步驟的途徑,來生成磷酸烯醇丙酮酸。此外,從磷酸烯醇丙酮酸的生成直到果糖-1,6-雙磷酸產(chǎn)生為止,中間的糖質(zhì)新生過程皆是糖解作用的逆反應(yīng)。
二氧化碳固定
在C4植物中,磷酸烯醇丙酮酸在磷酸烯醇丙酮酸羧化酶的作用下與二氧化碳反應(yīng)生成草酰乙酸。
參考資料David L. Nelson & Michael M. cox. Lehinger. Principles of 生物化學(xué) 4th edition. Freeman. ISBN 0-7167-4339-6.Lubert Stryer原著;曾國輝編譯?!洞髮W(xué)生物化學(xué)》。藝軒圖書出版。ISBN 957-616-120-7。
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