问答题
用捣碎的肌肉组织进行的早期实验表明,柠檬酸循环是需氧途径,通过此循环代谢的物质最终氧化成CO2,而且加入循环中间物消耗的氧气比预期的多。例如,肌肉匀浆中加入1μmol的延胡索酸,消耗约25μmol的氧气,但HOOC—CH==CH—COOH(延胡索酸)+3O2→4CO2+2H2O氧化反应显示,实际上只需要3μmol氧气就能完全氧化1μmol的延胡索酸。把琥珀酸、苹果酸和草酰乙酸加入肌肉匀浆液中时也有类似的现象。试解释在有足够的丙酮酸存在下,为什么这些循环中间物的加入会导致消耗的氧气比预期的多。
【正确答案】在柠檬酸循环过程中,O2的消耗是必不可少的,因为在丙酮酸转化为CO2的过程中生成的NADH和FADH2需要氧化,当柠檬酸循环的速度增加时,O2的消耗速率也增加,因为柠檬酸循环为环式,因而增加柠檬酸循环中间物极大地刺激了O2的消耗。
延胡索酸并不是被氧化成4个CO2(该过程需要3个O2),而是进入柠檬酸循环生成一分子草酰乙酸。草酰乙酸在柠檬酸合酶催化下可与一分子乙酰CoA缩合生成一分子柠檬酸,从柠檬酸开始又可再生一分子延胡索酸,所以没有净消耗,而是起着催化剂的作用,加快了柠檬酸循环,这当然比它直接氧化消耗的氧多得多。其他循环中间物如琥珀酸、苹果酸和草酰乙酸进入柠檬酸循环,也是通过增加循环中间物的浓度,加速了整个柠檬酸循环的速度,因此极大地刺激了O2的消耗。
【答案解析】