Question

计算1分子谷氨酸彻底氧化成CO2、H2O和尿素，可产生多少分子ATP?

Answer 1

【答案】：1分子谷氨酸彻底氧化成CO₂、H₂O和尿素的能量计算过程如下：
(1)谷氨酸+NAD⁺→α-酮戊二酸+NH₃+NADH+H⁺(谷氨酸脱氢酶)，该反应产生1分子NADH+H⁺：
(2)1分子NH₃经过尿素循环需要消耗2分子ATP；
(3)α-酮戊二酸+NAD⁺+HS-CoA→琥珀酰-CoA+NADH+H⁺+CO₂(α-酮戊二酸脱氢酶复合体)，该反应产生1分子NADH+H⁺；
(4)琥珀酰-CoA+GDP+Pi→琥珀酸+GTP(琥珀酰-CoA合成酶)，该反应产生1分子GTP相当于1分子ATP；
(5)琥珀酸+FAD→延胡索酸+FADH₂(琥珀酸脱氢酶)，该反应产生1分子FADH₂；
(6)苹果酸+NAD⁺→草酰乙酸+NADH+H⁺(苹果酸脱氢酶)，该反应产生1分子NADH+H⁺；
(7)草酰乙酸+GTP→磷酸烯醇式丙酮酸+CO₂+GDP(磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶)，该反应消耗1分子GTP，相当于1分子ATP；
(8)磷酸烯醇式丙酮酸+ADP+Pi→丙酮酸+ATP(丙酮酸激酶)，该反应产生1分子ATP；
(9)丙酮酸+NAD⁺+HS-CoA→乙酰-CoA+NADH+H⁺+CO₂(丙酮酸脱氢酶复合体)，该反应产生1分子NADH+H⁺；
(10)1分子乙酰-CoA经三羧酸循环产生10分子ATP。
综上所述，1分子谷氨酸彻底氧化成CO₂、H₂O和尿素，产生的能量为(已知NADH呼吸链的磷氧比为2.5，FADH₂呼吸链的磷氧比为1.5)：
2.5×4+1.5×1-2-1+1×3+10=21.5分子ATP