aconitase是什么意思，aconitase的意思翻译、用法、同义词、例句

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Aconitase（顺乌头酸酶）是一种关键的含铁硫簇酶，主要存在于真核生物的线粒体基质以及原核生物的细胞质中。它在细胞能量代谢的核心途径——三羧酸循环（TCA循环，或称柠檬酸循环）中扮演着不可或缺的角色，同时也参与细胞内的铁代谢调节。

1. 在三羧酸循环中的核心功能：

   • Aconitase 催化三羧酸循环中的第二步反应，即可逆地将柠檬酸（Citrate）异构化为异柠檬酸（Isocitrate）。
   • 这个反应实际上包含两步连续的脱水/水合反应：首先将柠檬酸脱水生成顺乌头酸（cis-Aconitate）中间体，紧接着再将顺乌头酸水合生成异柠檬酸。
   • 因此，aconitase 的名称直接来源于其催化的中间产物顺乌头酸。
   • 该酶确保了柠檬酸能够高效地转化为异柠檬酸，后者是后续产生 NADH（关键还原当量）和 CO₂ 的重要步骤（由异柠檬酸脱氢酶催化）的前体物质。

2. 分子结构与催化机制：

   • Aconitase 是一种含铁硫（[4Fe-4S]）簇的蛋白质。这个铁硫簇不仅作为酶的结构组成部分，还直接参与催化反应。
   • 在活性形式下，[4Fe-4S]^{2+} 簇中的一个铁离子（通常是不与蛋白质配位的那个）与底物（柠檬酸或顺乌头酸）的羧基和羟基配位，通过脱水/水合机制促进异构化反应。这个铁离子是催化活性所必需的。
   • 酶的活性高度依赖于其铁硫簇的完整性和氧化还原状态。

3. 在铁代谢调节中的作用（线粒体Aconitase / IRP1）：

   • 在哺乳动物细胞中，存在两种主要的 aconitase 同工酶：线粒体型（主要在 TCA 循环中起作用）和胞浆型。
   • 胞浆型 aconitase（也称为铁调节蛋白 1，IRP1）具有双重功能：
     • 当细胞铁供应充足时，它组装完整的 [4Fe-4S] 簇，发挥标准的 aconitase 酶活性（催化胞浆中柠檬酸与异柠檬酸的转化，尽管其生理意义尚不如线粒体型明确）。
     • 当细胞铁供应不足时，其铁硫簇失去一个铁原子，转变为不稳定的 [3Fe-4S] 形式，失去 aconitase 酶活性。此时，脱辅基的 IRP1 蛋白获得高亲和力，能够结合到特定 mRNA（如铁蛋白 Ferritin mRNA 和转铁蛋白受体 Transferrin Receptor 1 mRNA）上的铁响应元件（IRE），从而调控这些参与铁储存和摄取的蛋白质的翻译，以维持细胞铁稳态。

4. 生物学与医学意义：

   • 能量代谢核心：作为 TCA 循环的关键酶，aconitase 的活性直接影响细胞通过氧化磷酸化产生 ATP 的效率。
   • 铁硫簇生物合成的指示剂：Aconitase 是细胞中铁硫簇生物合成和组装是否正常的重要指示蛋白，其活性状态反映了细胞铁硫簇的完整性。
   • 氧化应激敏感靶点：Aconitase 的铁硫簇对活性氧（ROS）高度敏感。ROS 可以破坏其铁硫簇，导致酶失活。因此，aconitase 活性常被用作衡量细胞氧化应激水平的生物标志物。
   • 疾病关联：Aconitase 功能障碍或表达异常与多种疾病有关联，包括神经退行性疾病（如弗里德赖希共济失调，部分与线粒体铁硫簇组装缺陷有关）、某些癌症（代谢重编程）和铁代谢紊乱疾病。

参考文献来源：

1. UniProtKB - P21399 (ACON_HUMAN). UniProt Consortium. (详细描述了人线粒体乌头酸酶的结构、功能、催化机制和亚细胞定位). 链接: https://www.uniprot.org/uniprot/P21399
2. Berg JM, Tymoczko JL, Gatto GJ, Stryer L. (2015). Biochemistry (8th ed.). W. H. Freeman. (经典生物化学教材，阐述三羧酸循环及aconitase在其中的作用).
3. Rouault TA. (2015). Mammalian iron-sulphur proteins: novel insights into biogenesis and function. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 16(7), 411–424. (权威综述，深入探讨包括aconitase在内的铁硫蛋白的生物合成、功能及其在铁代谢调控中的作用，特别是IRP1). 链接: https://doi.org/10.1038/nrm4009
4. Philpott CC, Ryu MS. (2014). Special delivery: distributing iron in the cytosol of mammalian cells. Frontiers in Pharmacology, 5, 173. (聚焦胞浆铁代谢，包括IRP1/aconitase在铁稳态调控中的核心作用). 链接: https://doi.org/10.3389/fphar.2014.00173
5. Gardner PR, Raineri I, Epstein LB, White CW. (1995). Superoxide radical and iron modulate aconitase activity in mammalian cells. Journal of Biological Chemistry, 270(22), 13399–13405. (经典研究论文，揭示了活性氧对aconitase活性的调节及其作为氧化应激指标的意义). 链接: https://doi.org/10.1074/jbc.270.22.13399

网络扩展资料

aconitase（乌头酸酶）是一种重要的代谢酶，其功能和特点如下：

1. 基本定义
   aconitase中文译为顺乌头酸酶或乌头酸酶，主要参与细胞内的三羧酸循环（TCA循环）。它属于铁硫蛋白家族，依赖铁硫簇（[4Fe-4S]）发挥催化作用。

2. 催化功能
   该酶催化柠檬酸与异柠檬酸之间的可逆异构化反应，具体步骤为：柠檬酸 → 顺乌头酸（中间产物） → 异柠檬酸。这一反应是三羧酸循环中连接糖、脂肪和蛋白质代谢的关键环节。

3. 生物医学意义

   • 对氧化应激敏感：研究发现，活性氧（ROS）会破坏其铁硫簇结构，导致酶活性丧失，进而影响细胞能量代谢。
   • 存在形式：包括线粒体型（参与TCA循环）和胞质型（调控铁代谢）两种亚型。

4. 其他特性
   部分文献提到其具有可溶性特征，这可能与其在细胞质中的功能相关。

如需更详细的作用机制或结构信息，可参考生物化学教材或专业数据库（如UniProt）。

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