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异柠檬酸脱氢酶
生物科学
101
陈伟
学号：
2
摘要
：异柠檬酸脱氢酶在三羧酸循环中将异柠檬酸转化为
α
-
酮戊二酸。对生物
的生物体的能量代谢、生物合成以及抗氧化胁迫起
重要作用
.
关键词
：异柠檬酸脱氢酶
，三羧酸循环，限速酶
一、简介
异柠檬酸脱氢酶
(isocit
rate dehydrogenase , IDH)
在三羧酸
( TCA)
循环
中催化异柠檬酸生成
α
-
酮戊二酸
,
将
NAD+
或
NADP +
还原成
NADH
或
NADPH.
根
据空间结构特点
,
NADP-
依赖性
IDH
可分为同源二聚体
IDH
和单体
IDH ,
它们对
生物体的能量代谢、生物合成以及抗氧化胁迫起重要作用
.
当碳源贫乏时
,
NADP-
依赖性
IDH
的可逆磷酸化对
TCA
循环和乙醛酸旁路碳通量
(carbon flux)
的分配起关键性调控作用
.
因此目前
IDH
是研究蛋白质的结构
与功能关系、
酶的
催化与调节机制、蛋白质功能进化的最好模型
之一
.
异柠檬酸脱氢酶在生物体
内有两种形式，即以
NAD
为电子受体的
NAD-
依赖型异
柠檬酸脱氢酶和以
NADP
为电子受体的
NADP-
依赖
型异柠檬酸脱氢酶广泛存在于真
核生物各个细胞器
（如叶绿体、
线粒体、
过氧化物酶体以及胞质）
和原
核细胞中，
并表现出高活性，
但它是一个小分子蛋白，
不具有别构酶的性质，
没有明显的调
节作用，<
/p>
在真核生物中主要不是用于产能，
而是在其它代谢中发挥作用。<
/p>
NAD-IDH
则普遍被认为仅仅存在于真核生物线粒体中，但由
于在嗜酸硫细菌中也发现了
NAD-
IDH
，因此它的分布也变得非常广泛。真核生物中的
NAD-
IDH
主要参与三羧
酸循环，被认为是三羧酸循环的限速酶，
负责催化异柠檬酸氧化脱羧成
α
-
酮戊
二酸，
并将氧化型
NAD
还原成
NADH.
尽管真核生物
NAD-IDH
是一个线粒体酶，
但其
< br>基因却存在于细胞核染色体上，因此它是一个核编码的线粒体酶
N2O
。由于三羧
酸循环在能量代谢中的重要作用，
近年
来国内外对其开展了大量深入的研究，
包
括酶的结构、酶学性质
、基因克隆、蛋白的组装与转运、功能等各个方面，使人
们对
N
AD-IDH
有了更多新的了解。
二、性质
①
现已从多种生物中分离纯化了
NAD-IDH
酶，并分析了酶的动力学性质，认为
NAD-IDH
是一个别构酶，
与异柠檬酸的关系呈
S
形曲线，
而与
NAD
的
关系则呈双曲
线；
NADH
是竞争性抑
制剂，
NADPH
是非竞争性抑制剂，
Mg
2+
、
Mn
2+
都是激活剂。尽
管不同来源的
NAD-IDH
普遍表现这些酶学性质，
但通过对真菌、
高等动植物以及
人
NAD-IDH
的研究，发现影响酶活性的因素在不同物种中存在非常明显的差异，
使
NAD-IDH
的酶学性质变得非常复杂。哺乳动物的
NAD-IDH
能够被钙离子激活，
而在无脊椎动物、
植物、
酵母中不存在这种现象；
研究者推测在哺乳动物
NAD-IDH