全國中小學科展

突破能量屏障:探討原始固碳路徑中異檸檬酸脫氫酶的角色

科展類別

臺灣國際科展作品

屆次

2025年

科別

生物化學

學校名稱

臺中市立臺中女子高級中等學校

指導老師

黃介辰

作者

吳書葶

關鍵字

逆三羧酸循環(rTCA cycle)、異檸檬酸脫氫酶(ICD、IDH)

摘要或動機

  原始生命的形成被推論是由化學分子透過自發性化學反應組成簡單的代謝路徑,再由這些路徑組合成為複雜的代謝網絡,最終形成原始的生命。由於自營性的代謝路徑可將無機性的CO₂固定為有機物可謂形成生命的前提,因此推論在自營性微生物所擁有的一種生物固碳路徑,可將CO₂固定進入三羧酸循環的「逆向三羧酸循環」被認為是原始細胞最初形成的代謝路徑之一。然而,以化學反應的自由能考量,自2-Oxoglutarate到Isocitrate 此固碳反應並非自發性反應,並由異檸檬酸脫氫酶催化。異檸檬酸脫氫酶在逆三羧酸循環中是決定固碳反應速率的關鍵酵素之一,在當今正向三羧酸循環中亦具重要的調節細胞能量代謝的功能。有鑑於此,本研究探討源自古老地球環境的嗜熱自營菌Aquifex aeolicus 中異檸檬酸脫氫酶的酵素性質,並期待本研究成果對生命起源的探究及發展新穎固碳技術能有所助益。

080006.pdf

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