
【化】 malic enzyme
【化】 hydroxy-butanedioic acid; malic acid; oxysuccinic acid
【医】 malic acid
enzyme
【化】 enzyme; zyme
【医】 ascus ase; biocatalyst; enzyme; ferment; zymase; zyme; zymin; zymo-
苹果酸酶(Malic Enzyme)是生物体内三羧酸循环和苹果酸-天冬氨酸穿梭系统中的关键酶类,其英文对应词为"Malic Enzyme"(EC 1.1.1.39-40)。该酶催化L-苹果酸氧化脱羧生成丙酮酸,同时将辅酶NAD⁺或NADP⁺还原为NADH/NADPH,其核心反应式可表示为:
$$ require{mhchem} ce{ L{-}Malate + NAD(P)$^+$ -> Pyruvate + CO2 + NAD(P)H + H$^+$ } $$
根据《生物化学》(Lehninger Principles of Biochemistry)的酶分类体系,苹果酸酶可分为三大亚型:①线粒体NAD⁺依赖型(ME1),主要参与能量代谢;②细胞质NADP⁺依赖型(ME2),与脂质生物合成相关;③植物叶绿体特异型(ME3),参与光呼吸过程。
美国国立生物技术信息中心(NCBI)数据库显示,该酶在人类基因组中由ME1(chr6q24)、ME2(chr18q21)和ME3(chr17q25.3)三个基因编码。其四聚体结构包含四个相同的亚基,每个亚基约含570个氨基酸残基,活性中心含有保守的苹果酸结合模体GXGXXG。
在代谢调控方面,《细胞代谢》(Cell Metabolism)期刊的研究指出,苹果酸酶通过产生NADPH参与氧化应激防御,其活性受乙酰化修饰和苹果酸/丙酮酸浓度比调控。临床研究表明,ME2的异常表达与多种肿瘤的Warburg效应相关,这已被收录于人类肿瘤基因组图谱(TCGA)数据库。
苹果酸酶(Malic Enzyme,ME)是一类催化苹果酸代谢的关键酶,其功能与多种生理过程及疾病相关。以下是综合解释:
苹果酸酶主要催化L-苹果酸氧化脱羧生成丙酮酸、二氧化碳和NAD(P)H,同时可逆反应。根据辅酶受体不同分为三类:
苹果酸酶催化的典型反应为: $$ text{L-苹果酸} + text{NAD(P)}^+ rightarrow text{丙酮酸} + text{CO}_2 + text{NAD(P)H} + text{H}^+ $$ 该反应标准吉布斯自由能变化ΔG°′为-0.36千卡,表明反应倾向于正向进行。
研究表明,苹果酸酶异常表达与多种癌症相关。例如,ME2通过转录调控和蛋白质修饰促进肿瘤细胞增殖,并可能成为潜在治疗靶点。
需注意与苹果酸脱氢酶(Malate Dehydrogenase)区别:后者催化苹果酸与草酰乙酸的可逆转化,不涉及脱羧反应。
如需进一步了解具体实验数据或临床研究,可参考、5的学术文献。
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