丙酮酸羧化酶

用途

丙酮酸羧化酶pyruvate carboxylase，存在于线粒体中，是催化下列不可逆反应的酶。

EC6．4．1．1．丙酮酸＋CO2＋ATP＋H2O→草酰乙酸＋ADP＋Pi，ΔGo′＝-0.5kcal．

广泛存在于动物、霉菌和酵母中，但在植物体和大部分细菌中却不含此酶。

在三羧酸循环中，它是供给草酰乙酸的主要补充反应。

为一种变构酶，有乙酰CoA时，其活性存在，同时含有生物素作为和CO2反应的酶的辅酶。分子量约65万，有很多亚基。最适pH为4.8。

性质

从小牛肝脏分离出来的丙酮酸羧化酶分子量为655000，并含有锰(Ⅱ)和镁(Ⅱ)离子，但比例并不恒定，说明两种金属离子在酶分子中可以互相替代。

由老鼠肝脏、火鸡和鸡肝脏得到的丙酮酸羧化酶只含锰(Ⅱ)离子，但如果在鸡的饮食中缺乏锰元素时，则可得到只含镁的酶。丙酮酸羧化酶需要生物素和乙酰辅酶A作为它的辅酶。丙酮酸羧化酶可以催化二氧化碳固定在丙酮酸上，生成草酰乙酸。

生化

丙酮酸羧化酶(PC,EC6.4.1.1)是一种生物素依赖性多功能酶,位于丙酮酸代谢途径中的一个分支点上,是TCA胞质还原途径中的关键酶,在中间代谢途径中具有重要的作用,它催化丙酮酸转化为草酰乙酸,期间伴随ATP的分解,催化生成的草酰乙酸主要参与糖异生途径,TCA还原途径,同时需要参与回补TCA循环。

各种丝状真菌如根霉属(Rhizopus),在液体培养基中能够积累富马酸、L-苹果酸或者草酰乙酸等有机酸,最重要原因之一就是细胞质中PC的存在,并且具有较强的活力;而在哺乳动物细胞、植物细胞以及大部分的真核细胞胞质中不存在PC,它们的PC只存在于线粒体中,因此正常情况下这些细胞不会积累有机酸,只有当哺乳动物细胞在病理状态下,突变体的真核细胞才可能会积累富马酸、L-苹果酸和草酰乙酸;对于丝状真菌而言,细胞在正常生长情况下,由于其胞质中TCA还原途径的存在,也可以积累这些有机酸。