磷酸烯醇丙酮酸(英語:Phosphoenolpyruvate或Phosphoenolpyruvic acid;縮寫PEP)是生物細(xì)胞中的常見生化分子,是糖解作用與糖質(zhì)新生作用的中間產(chǎn)物。

中文名

磷酸烯醇丙酮酸

外文名

Phosphoenolpyruvate

學(xué)科

生物學(xué)

糖解作用

在糖解作用中,此分子是2-磷酸甘油酸在烯醇化酶(enolase)的催化下生成,是一個(gè)高能磷酸分子。接下來磷酸烯醇丙酮酸將會(huì)進(jìn)入糖解作用的第10個(gè),也是最后一個(gè)步驟中。

在糖解作用的最后步驟里,磷酸烯醇丙酮酸將會(huì)經(jīng)由丙酮酸激酶(Pyruvate kinase)的催化,使原本接在氧原子上的磷酸根轉(zhuǎn)移到ADP上,進(jìn)而生成ATP以及丙酮酸。這個(gè)反應(yīng)會(huì)放出大量的能量,是一個(gè)難逆的反應(yīng),其標(biāo)準(zhǔn)自由能變化是31.4 kJ/mol(在pH=7、濃度55.5M的水中)。此外,這個(gè)反應(yīng)也需要鉀離子與鎂離子(或其他二價(jià)陽離子)的參與。

糖質(zhì)新生

由于糖解作用的最后步驟是個(gè)難逆反應(yīng),因此在糖質(zhì)新生的過程中,需要一個(gè)替代途徑,才能將丙酮酸還原成磷酸烯醇丙酮酸。首先丙酮酸必需要先在丙酮酸羧化酶(Pyruvate carboxylase)的催化之下,消耗ATP分子并轉(zhuǎn)變成草酰乙酸(Oxaloacetate)。

之后草酰乙酸又會(huì)經(jīng)由磷酸烯醇丙酮酸羧基激酶(Phosphoenolpyruvate carboxykinase)的催化,生成磷酸烯醇丙酮酸,在這個(gè)反應(yīng)中,會(huì)消耗掉ATP,并生成ADP與二氧化碳。

與前后反應(yīng)不同的是,以上的兩個(gè)反應(yīng)是在線粒體中進(jìn)行。而且除了直接轉(zhuǎn)變之外,草醋酸還可以利用另一個(gè)需要更多步驟的途徑,來生成磷酸烯醇丙酮酸。此外,從磷酸烯醇丙酮酸的生成直到果糖-1,6-雙磷酸產(chǎn)生為止,中間的糖質(zhì)新生過程皆是糖解作用的逆反應(yīng)。

二氧化碳固定

在C4植物中,磷酸烯醇丙酮酸在磷酸烯醇丙酮酸羧化酶的作用下與二氧化碳反應(yīng)生成草酰乙酸。

參考資料David L. Nelson & Michael M. cox. Lehinger. Principles of Biochemistry. 4th edition. Freeman. ISBN 0-7167-4339-6.Lubert Stryer原著;曾國輝編譯?!洞髮W(xué)生物化學(xué)》。藝軒圖書出版。ISBN 957-616-120-7。