
【化】 malic enzyme
【化】 hydroxy-butanedioic acid; malic acid; oxysuccinic acid
【醫】 malic acid
enzyme
【化】 enzyme; zyme
【醫】 ascus ase; biocatalyst; enzyme; ferment; zymase; zyme; zymin; zymo-
蘋果酸酶(Malic Enzyme)是生物體内三羧酸循環和蘋果酸-天冬氨酸穿梭系統中的關鍵酶類,其英文對應詞為"Malic Enzyme"(EC 1.1.1.39-40)。該酶催化L-蘋果酸氧化脫羧生成丙酮酸,同時将輔酶NAD⁺或NADP⁺還原為NADH/NADPH,其核心反應式可表示為:
$$ require{mhchem} ce{ L{-}Malate + NAD(P)$^+$ -> Pyruvate + CO2 + NAD(P)H + H$^+$ } $$
根據《生物化學》(Lehninger Principles of Biochemistry)的酶分類體系,蘋果酸酶可分為三大亞型:①線粒體NAD⁺依賴型(ME1),主要參與能量代謝;②細胞質NADP⁺依賴型(ME2),與脂質生物合成相關;③植物葉綠體特異型(ME3),參與光呼吸過程。
美國國立生物技術信息中心(NCBI)數據庫顯示,該酶在人類基因組中由ME1(chr6q24)、ME2(chr18q21)和ME3(chr17q25.3)三個基因編碼。其四聚體結構包含四個相同的亞基,每個亞基約含570個氨基酸殘基,活性中心含有保守的蘋果酸結合模體GXGXXG。
在代謝調控方面,《細胞代謝》(Cell Metabolism)期刊的研究指出,蘋果酸酶通過産生NADPH參與氧化應激防禦,其活性受乙酰化修飾和蘋果酸/丙酮酸濃度比調控。臨床研究表明,ME2的異常表達與多種腫瘤的Warburg效應相關,這已被收錄于人類腫瘤基因組圖譜(TCGA)數據庫。
蘋果酸酶(Malic Enzyme,ME)是一類催化蘋果酸代謝的關鍵酶,其功能與多種生理過程及疾病相關。以下是綜合解釋:
蘋果酸酶主要催化L-蘋果酸氧化脫羧生成丙酮酸、二氧化碳和NAD(P)H,同時可逆反應。根據輔酶受體不同分為三類:
蘋果酸酶催化的典型反應為: $$ text{L-蘋果酸} + text{NAD(P)}^+ rightarrow text{丙酮酸} + text{CO}_2 + text{NAD(P)H} + text{H}^+ $$ 該反應标準吉布斯自由能變化ΔG°′為-0.36千卡,表明反應傾向于正向進行。
研究表明,蘋果酸酶異常表達與多種癌症相關。例如,ME2通過轉錄調控和蛋白質修飾促進腫瘤細胞增殖,并可能成為潛在治療靶點。
需注意與蘋果酸脫氫酶(Malate Dehydrogenase)區别:後者催化蘋果酸與草酰乙酸的可逆轉化,不涉及脫羧反應。
如需進一步了解具體實驗數據或臨床研究,可參考、5的學術文獻。
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