奇数脂肪酸β氧化产生的ATP数目的计算 |
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首先应该清楚奇数脂肪酸β-氧化的代谢过程,然后再依据代谢过程来计算产生的ATP数。 一.代谢过程(这里以17C的脂肪酸为例,饱不饱合产生的ATP一样多,只是代谢过程中多了去除双键的步骤) 17C的脂肪酸进行β氧化,次数为(17-3)/2=7次,产物是7个乙酰辅酶A,一个丙酰-CoA2. 乙酰-CoA的进一步代谢就是直接进入柠檬酸循环,完全氧化。 丙酰-CoA则稍显复杂,先转化为琥珀酰-CoA,并由此进入柠檬酸循环,完成柠檬酸循环,产物是草酰乙酸。 到这如果题目要求完全氧化是没有结束的,因为草酰乙酸在柠檬酸循环中并没有被消耗,是会再生的。所以后续应该是草酰乙酸的完全氧化。 草酰乙酸的完全氧化:先转化为丙酮酸,然后丙酮酸再脱氢生成乙酰-CoA,最终进入柠檬酸循环完全氧化。这里转化为丙酮酸有两种方式(我知道的,其他的可能也有) 方式一:草酰乙酸是在线粒体基质中,是可以直接由谷草转氨酶转化为丙酮酸,丙酮酸再脱氢生成乙酰-CoA,最终进入柠檬酸循环完全氧化。 方式二:也可以先通过苹果酸途径转移到细胞质基质中,生成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),PEP再生成丙酮酸(这个过程是糖异生途径其中的一步),然后丙酮酸再脱氢生成乙酰-CoA,最终进入柠檬酸循环完全氧化。 比较方便的是这两种将草酰乙酸转换为丙酮酸的方式均不消耗ATP(方式二的两步一个生成1分子ATP,一步消耗1分子ATP) 到这整个17C脂肪酸就完全氧化了。下面开始计算产生的ATP 二. 产能计算计算前我们先把代谢过程中的反应方程式列出来,这样更好清晰,方便计算 1.β氧化相关的反应方程式: 脂肪酸的活化:Fatty acid (17C)+CoA+ ATP→Fatty acyl–CoA+AMP+2Pi(消耗两个“高能磷酸键”,-2ATP) 脱乙酰-CoA:Fatty acyl–CoA+7CoA+7FAD+7NAD+ +7H2O→7acetyl-CoA+Propionyl-CoA+7FADH2+7NADH+7H+(氧化磷酸化生成7*2.5+7*1.5=28 ATP) 丙酰-CoA生成琥珀酰-CoA:Propionyl-CoA+HCO3-+ATP→ Succinyl-CoA +ADP+Pi(-1ATP) 2.柠檬酸循环相关反应方程式:乙酰CoA的完全氧化:Acetyl-CoA+3NAD+ +FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+3H++CoA-SH(氧化磷酸化生成3*2.5+1*1.5+1=10 ATP) 琥珀酰-CoA生成草酰乙酸: Succinyl-CoA +GDP+ Pi→ Succinate +GTP +CoA-SH Succinate+FAD→Fumarate+FADH2 Fumarate+H2O→L-Malate L-Malate+ NAD+→Oxaloacetate+ NADH+H+(合计生成1+1*1.5+1*2.5=5 ATP) 3.丙酮酸脱氢: Pyruvate +CoA-SH+NAD+→Acetyl-CoA+CO2+NADH+H+(1*2.5=2.5 ATP) 根据上面的代谢途径计算总的ATP:(-2)+28+7*10+(-1)+5+2.5+1*10=112.5 ATP 如果只算到草酰乙酸,那就是(-2)+28+7*10+(-1)+5=100 ATP 以上仅个人看法,如有错误还请大家批评指正。 |
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