
【化】 succinic thiokinase; succinyl CoA synthetase
琥珀酸硫激酶(Succinate thiokinase),又称琥珀酰辅酶A合成酶(Succinyl-CoA synthetase),是生物体内三羧酸循环(TCA循环)中的关键酶之一。该酶催化琥珀酰辅酶A(Succinyl-CoA)与无机磷酸(Pi)反应生成琥珀酸(Succinate)和辅酶A(CoA-SH),同时通过底物水平磷酸化作用将GDP磷酸化为GTP(或ADP磷酸化为ATP,具体取决于生物种类)。
催化机制
酶通过两步反应实现能量转化:首先琥珀酰辅酶A的硫酯键断裂,释放的能量驱动核苷二磷酸(GDP/ADP)与磷酸结合,生成高能的三磷酸核苷(GTP/ATP)。反应式为:
$$ text{Succinyl-CoA} + text{GDP/ADP} + text{Pi} rightleftharpoons text{Succinate} + text{CoA} + text{GTP/ATP} $$
结构与功能域
琥珀酸硫激酶通常由α和β亚基组成异源二聚体,其中β亚基负责结合底物并催化磷酸化反应,α亚基参与辅酶A的结合与释放。哺乳动物中的酶优先利用ADP生成ATP,而大肠杆菌等原核生物则使用GDP生成GTP。
生理意义
作为三羧酸循环中唯一直接生成高能磷酸键的步骤,该酶连接了分解代谢与能量代谢,其活性直接影响细胞ATP供应。此外,生成的琥珀酸可进入后续代谢途径,参与血红素合成和电子传递链。
琥珀酸硫激酶(琥珀酰CoA合成酶)是三羧酸循环中的关键酶,催化琥珀酰辅酶A转化为琥珀酸,并伴随能量转化。以下是详细解释:
功能与反应机制
该酶催化琥珀酰CoA水解为琥珀酸,同时将硫酯键水解释放的能量用于合成GTP(哺乳动物)或ATP(植物/部分细菌)。这是三羧酸循环中唯一的底物磷酸化反应,直接生成高能磷酸化合物。
能量转化特点
生物学意义
作为三羧酸循环的第五步反应,该步骤连接了代谢中间产物与能量生成,生成的FADH₂(由后续琥珀酸脱氢酶催化)进一步参与电子传递链。
命名与分类
该酶存在别名“琥珀酰CoA合成酶”,不同文献可能采用不同表述,但功能一致。
注:不同生物中能量载体存在差异,哺乳动物主要生成GTP,植物和部分细菌则以ATP为主。
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