结构推理
在肌肉和脑组织中,胞液中的还原力是经磷酸甘油穿梭进入到线粒体中的。与苹果酸-天冬氨酸穿梭不同,按惯例计算,来自胞液中的NADH的还原力通过磷酸甘油穿梭仅产生1.5分子的ATP,而不是产生2.5分子的ATP,为什么?这个穿梭系统与苹果酸-天冬氨酸穿梭系统相比有什么优点?
【正确答案】(1)在磷酸甘油穿梭系统中,存在两种磷酸甘油脱氢酶。位于胞液中的酶利用甘油醛脱氢酶产生的NADH使磷酸二羟丙酮还原为3-磷酸甘油,位于线粒体内膜上的酶则利用它结合的FAD使NADH氧化。于是该途径能将胞液中的NADH上的一对电子转移到与膜结合的FAD,生成的FADH2从CoQ部位进入呼吸链。
NADH(胞液)+H++E-FAD(线粒体)→NAD+(胞液)+E-FADH2(线粒体)
来自磷酸甘油穿梭的还原力在CoQ的部位进入电子传递链,这就超越了ATP的第一个合成部位,因此来自胞液中的每个NADH以磷酸甘油穿梭方式进入线粒体后,仅产生1.5分子的ATP。
(2)与苹果酸一天冬氨酸穿梭相反,跨线粒体内膜的还原当量的转移强烈地有利于磷酸甘油穿梭。因为根据它们的标准氧化还原电势(E0),上面的总反应很容易正向进行。所以尽管线粒体中的NADH浓度很高,还原力经磷酸甘油穿梭仍然能够以每1.5个还原当量消耗一分子ATP的代价转移到线粒体中。
【答案解析】