生物化学下册期末总结 - 图文

第31章 氨基酸及其衍生物的生物合成

丙氨酸 Ala A 精氨酸 Arg R 天冬氨酸 Asp D 半胱氨酸 Cys C 谷氨酰胺 Gln Q 谷氨酸 Glu/Gln E 组氨酸 His H 异亮氨酸 Ile I 甘氨酸 Gly G 天冬酰胺 Asn N 亮氨酸 Leu L 赖氨酸 Lys K 甲硫氨酸 Met M 苯丙氨酸 Phe F 脯氨酸 Pro P 丝氨酸 Ser S 苏氨酸 Thr T 色氨酸 Trp W 酪氨酸 Tyr Y 缬氨酸 Val V

氨基酸合成碳骨架的来源?三个代谢途径 ①柠檬酸循环 ②糖酵解

③磷酸戊糖途径

20种氨基酸依据碳骨架来源分为哪六族?

谷氨酸族，天冬氨酸族，芳香族氨基酸族，丙酮酸族，丝氨酸族，组氨酸。

氮进入氨基酸分子的三条途径? ①形成氨甲酰磷酸(耗2ATP) 催化酶：氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ

调节物：N-乙酰谷氨酸（由谷氨酸在N-乙酰谷氨酸合成酶的催化下与乙酰-CoA合成。）

②形成谷氨酸(耗NADPH or NADH)

NAD(P)H+H++NH3 α-酮戊二酸----谷氨酸+NAD(P)++H2O

③形成谷氨酰胺(耗1ATP)

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谷氨酸，谷氨酰氨合成酶作用下，形成谷氨酰胺

氨基酸生物合成的调节方式? （一）产物的反馈调节

1. 简单反馈抑制：如由苏氨酸合成异亮氨酸，异亮氨酸抑制苏氨酸脱氨酶。 2. 协同抑制：如谷氨酰胺合成酶受8种物质抑制。

3. 多重抑制：催化PEP与赤藓糖-4-磷酸缩合的醛缩酶由三种同工酶，分别受三种产物的抑制。

4. 连续反馈抑制：产物抑制某中间过程，使其底物积累，抑制前面的反应。如半胱氨酸和甲硫氨酸等合成。

5. 其他：甘氨酸的合成受一碳单位和FH4的调节，丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸不受反馈抑制，与其酮酸保持可逆平衡。

（二）酶量调节：一些酶的合成受产物阻遏，如大肠杆菌的甲硫氨酸合成中的某些酶。阻遏调节速度较慢。

一氧化氮的形成反应及其作用？

NO, 血管内皮细胞产生的血管舒张因子

谷胱甘肽在氨基酸跨膜转运的作用机制? γ-谷氨酰循环 谷胱甘肽 （一）功能：作为还原剂，保护红细胞等不被氧化损伤。一般还原型与氧化型的比值为500。谷胱甘肽与过氧化物反应可解毒。谷胱甘肽还参与氨基酸的转运。

（二）合成：谷氨酸的γ-羧基与半胱氨酸生成肽键，再与甘氨酸反应生成谷胱甘肽。共消耗2个ATP。

谷胱甘肽是由哪几种氨基酸生成的?

2

谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸

谷胱甘肽主要依靠什么维持其还原状态? 半胱氨酸上的巯基为其活性基团

第30章 蛋白质降解和氨基酸分解代谢

（一）氮平衡（nitrogen balance）

*机体内蛋白质代谢的概况可根据氮平衡实验来确定。蛋白质中氮的平均含量约为16％。 三种氮平衡情况

A.氮的总平衡 摄入氮=排出氮，即氮的“收支”平衡 反映正常成人的蛋白质代谢情况

B.氮的正平衡 摄入氮＞排出氮，部分摄入的氮用于 合成体内蛋白质

儿童、孕妇及恢复期病人

C.氮的负平衡 摄入氮＜排出氮，见于蛋白质需要量 不足

饥饿或消耗性疾病患者 *必需氨基酸（essential amino acid）:

人体内有8种氨基酸不能合成。体内需要而又不能自身合成，必须由食物供应： 缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和色氨酸 非必需氨基酸（nonessential amino acid）:

其余12种氨基酸体内可以合成，不一定需由食物供应。 胃蛋白酶的最适PH: 1.5－2.5

对蛋白质肽键作用的特异性较差 肠液中的肠激酶可激活各种胰酶原。 胰酶 最适pH为7.0左右

胰液中的蛋白酶分为两类：

内肽酶---水解蛋白质肽链内部的一些肽键

胰蛋白酶、糜蛋白酶及弹性蛋白酶等，有一定的专一性。 外肽酶--主要有羧基肽酶A和羧基肽酶B

自肽链羧基末端开始，每次水解掉一个AA残基，对不同 AA组成的肽键也有一定专一性。

3

寡肽酶

存在：小肠粘膜细胞的刷状缘及胞液中 例如氨基肽酶及二肽酶

部位：主要在小肠粘膜细胞内进行。

氨基肽酶 二肽酶 寡肽 -----------二肽 ----------------AA

食物中的蛋白质经胃蛋白酶和胰蛋白酶消化后有1/3是氨基酸、2/3是肽。

寡肽的水解主要在小肠粘膜细胞内进行，最后由氨基肽酶和二肽酶作用水解成氨基酸。 各种酶协同作用使蛋白质的消化效率极高。正常成人，食物蛋白质的95％可以水解完全（一些纤维蛋白只能部分水解）。

二、氨基酸的吸收

部位：主要在小肠中进行

4

吸收载体：载体蛋白

部位：肠粘膜细胞膜上 载体蛋白-AA-Na+形成三联体

作用：将AA及Na+转运入细胞，Na+则借钠泵排出细胞外， 并消耗ATP。

有4种类型的载体，分别参与不同氨基酸的吸收： 中性氨基酸载体（主要载体） 碱性氨基酸载体 酸性氨基酸载体

亚氨基酸与甘氨酸载体 三、蛋白质的腐败作用

定义：在消化过程中，有一小部分蛋白质不被消化，也有一小部分消化产物不被吸收。肠道细菌对这部分蛋白质及其消化产物所起的作用，称为～。

实质：是细菌本身的代谢过程，以无氧分解为主。 部位：大肠的下段。

产物：大多数对人体有害，少量FA及维生素K等可被机体利用的物质。 a.胺类（amines）的生成 b.氨（ammonia）的生成

c.其他有害物质的生成（酚类、吲哚、硫化氢等） 四、氨基酸代谢库（metabolic pool）

食物蛋白质经消化而被吸收的AA(外源性AA)与体内组织蛋白质降解产生的AA（内源性AA）混在一起，分布于体内各处，参与代谢，称为～。 AA由于不能自由通过细胞膜，所以在体内分布也是不均匀的。

1. 体内（内源）蛋白质降解

1.1 体内蛋白降解为氨基酸

真核细胞中蛋白质的降解有两条途径：

不依赖ATP的过程，在溶酶体内进行，主要降解细胞外来源的 蛋白质、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白质。

依赖ATP和泛素的过程，在细胞质中进行，主要降解异常蛋白 和短寿命的蛋白质，在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。 1.2 细胞蛋白质降解的机制

1.2.1 溶酶体降解（Lysosomal mechanism） 溶酶体：

含50多种水解酶，其内蛋白酶称为组织蛋白酶。内部pH约5.0 。对蛋白质的降解无选择性

1.2.2 泛肽标记降解（Labelled by ubiquitin）

对蛋白质有选择性降解 消耗ATP 泛肽-连接的降解酶(UCDEN)

1.3 细胞蛋白质降解的意义 (1) 排除不正常的蛋白质

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1.6 脂肪酸链的加长和去饱和

(一)Elongation(加长)：

反应原理：乙酰-CoA的加成与还原(NADPH), 似β-氧化作用的逆反应。 反应部位：线粒体、（光面）内质网 脂酸碳链的加长

更长碳链的脂酸则是对软脂酸的加工，使其碳链延长。 部位：(肝细胞)内质网或线粒体中 1)内质网脂酸碳链延长酶系

延长过程与软脂酸合成过程相似，但脂酰基连在CoASH上进行反应.多延长至18个C，最长可至24C。

2)线粒体(延长)酶体系

延长过程与β-氧化的逆行相似，由NADPH＋H+供氢，亦以延长至硬脂酸最多，最长可至24C。

(二)Desaturation (去饱和)：

1）单烯脂酸：脂酰-CoA去饱和酶

2）多烯脂酸：必需脂肪酸（哺乳类动物）

人体不饱和脂酸：软油酸（16:1,Δ9）人体自身合成 油酸（18:1,Δ9）

亚油酸（18:2,Δ9,12） 必需脂肪酸 亚麻酸（18:3,Δ9、12、15）

花生四烯酸(20:4,Δ5、8、11、14)

前两种单不饱和脂酸可由人体自身合成。后三种多不饱和脂酸必需从食物摄取。

2. 酯化（Esterification）

——三脂酰甘油和磷脂的合成

——主要合成部位：肝细胞内质网、脂肪细胞 甘油三酯（TAG）合成 合成部

肝、脂肪组织、小肠

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均有合成TAG的脂酰CoA转移酶，位于内质网的胞液侧。 合成原料

甘油-3-P 脂酰-CoA 合成基本过程

1)甘油一酯途径：小肠粘膜细胞(利用消化吸收的甘油一酯和脂肪酸合成甘油三酯) 2)甘油二酯途径：肝细胞和脂肪细胞

脂肪酸--合成脂肪３分子脂酸可为同一种，亦可为 不同的脂肪酸。

甘油来源—1.糖酵解 甘油-3-P 2.体内游离的甘油

肝、肾含有甘油激酶，利用甘油生成３-磷酸甘油； 脂肪组织缺乏甘油激酶，不能利用甘油合成脂肪。 小结

乙酰-CoA是脂肪酸分子所有碳原子的唯一来源，他来自羰的氧化分解或氨基酸的分解。这些过程在线粒体内进行。但脂肪酸的合成的酶存在在细胞溶胶中。借助柠檬酸-丙酮酸循环自线粒体进入细胞溶胶，即乙酰CoA先与草酰乙酸缩合形成柠檬酸，进入细胞溶胶后又裂解形成乙酰。。。和草酰乙酸。

最终产物，软脂酸。再长的则在软脂酸后加多步酶反应完成。 脂肪酸的氧化方式 一般情况：β氧化

α-氧化：植物种子和植物叶子组织 ，在脑和肝细胞中有发现

ω-氧化：机体内存在少量的长链脂肪酸，通过ω-氧化途径进行氧化降解 氧化步骤

饱和偶数碳脂肪酸的氧化 β氧化 1. 脂肪酸的活化（消耗2个高能键） 2. 转运（需肉碱）

3. β-氧化（线粒体基质中，4步）：脱氢--水化--再脱氢--硫解

要点：每个循环生成一个NADH和一个FADH2，放出一个乙酰辅酶A。软脂酸经β-氧化和三羧酸循环，共产生5*7+12*8-2=129个ATP，能量利用率为40%。

氧化场所 线粒体基质

脂酰-CoA进入线粒体的途径

短链脂肪酸可直接进入线粒体，长链脂肪酸需先在肉碱脂酰转移酶I催化下与肉碱生成脂酰肉碱，再通过线粒体内膜的移位酶穿过内膜，由肉碱转移酶II催化重新生成脂酰辅酶A。最后肉碱经移位酶回到细胞质。

偶数碳饱和脂肪酸代谢的能量计算

每个循环生成一个NADH和一个FADH2，放出一个乙酰辅酶A。软脂酸经β-氧化和三羧酸循环，共产生5*7+12*8-2=129个ATP，能量利用率为40%。

酮体的概念、产生和利用 概念

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乙酰辅酶A在肝和肾可生成乙酰乙酸、β-羟基丁酸和丙酮，称为酮体。肝通过酮体将乙酰辅酶A转运到外周组织中作燃料。心和肾上腺皮质主要以酮体作燃料，脑在饥饿时也主要利用酮体。平时血液中酮体较少，有大量乙酰辅酶A必需代谢时酮体增多，可引起代谢性酸中毒，如糖尿病。 产生

部位：肝脏线粒体（能合成但无法利用） 原料：乙酰CoA

1. 两个乙酰辅酶A被硫解酶催化生成乙酰乙酰辅酶A。

2. 乙酰乙酰辅酶A与一分子乙酰辅酶A生成β-羟基-β-甲基戊二酰辅酶A，由HMG辅酶A合成酶催化。

3. HMG辅酶A裂解酶将其裂解为乙酰乙酸和乙酰辅酶A。

4. D-β-羟丁酸脱氢酶催化，用NADH还原生成β羟丁酸，反应可逆，不催化L-型底物。 5. 乙酰乙酸自发或由乙酰乙酸脱羧酶催化脱羧，生成丙酮。 利用

肝脏中产生的酮体必须透过细胞膜进入血液运输到肝外组织分解氧化； 肝外组织具有活性很强的利用酮体的酶。 (1)琥珀酰CoA转硫酶：

心、肾、脑、骨胳肌线粒体 (2)乙酰乙酰硫解酶：

心、肾、脑、骨胳肌线粒体

(3)乙酰乙酰硫激酶(乙酰乙酰CoA合成酶)： 心、肾、脑胞浆

脂肪酸代谢的调控

分解与合成协同受调控：

①脂肪酸进入线粒体的调节(肉碱酰基转移酶I) ②心脏中脂肪酸氧化的调节 ③激素的调节

④机体代谢需要的调节

⑤长期膳食改变调节基因表达

? 脂肪酸合成的原料，碳原子的来源？

-? 原料：乙酰CoA（主要来自葡萄糖分解、碳原子的来源）、ATP、 HCO3、NADPH（主

2＋

要来自磷酸戊糖途径) 、Mn ?

? 脂肪酸合酶复合体的组成？

? 拥有7个活化位置的酵素复合体 ?

? 软脂酸的合成过程？总反应方程式？

?

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? 脂肪酸合成途径与分解途径的比较？

? 相同点：均涉及乙酰辅酶A，反应循环次数 ? 区别：合成在胞质中进行,一般用葡萄糖分解产生的乙酰辅酶A来合成,而分解在线

粒体中进行，是通过对脂肪酸的B氧化进行的.

发生部位 酰基载体 方 向 相同点： 分解 合成反应循环次数 线粒体CoA ACP 细胞质 羧基先离去NAD+, FAD？羧基后形成NADPH 酶组织形式 H受体/供体跨膜转运： 多种酶位于单一肽链上 细胞质→线粒体 线粒体→细胞质运送乙酰-CoA

? ? ? ?

肉碱载体系统 运送脂酰-CoA 柠檬酸转运系统用于脂肪酸合成的NADPH的来源？ 主要来源于磷酸戊糖途径

合成胆固醇的碳原子来源？

胆固醇共有 27 个碳原子，都来自乙酸（也可以说乙酰辅酶 A）

第26章 糖原的分解和生物合成

1.糖原的生物学意义

糖原－动物体内肝脏和肌肉中葡萄糖贮存方式. 肝糖原的作用主要是迅速补充血糖； 肌糖原主要是供给肌肉收缩时能量。 淀粉－植物体内葡萄糖贮存方式.

1.1 高血糖对人体的主要危害

（1）产生高渗性,导致尿量显著增多，可致机体脱水，甚至发生高渗性非酮症糖尿病性昏迷，危及生命。

（2）随着大量液体排出，体内电解质也随之排出，引起水、电解质紊乱，极易并发各种急性病症。

（3）血糖增高，不断刺激胰岛β-细胞分泌胰岛素，而且长期的刺激可使β-细胞功能衰竭，而加重糖尿病病情。 （4）长期高血糖使脏器/组织病变,常见如:毛细血管管壁增厚，管腔变细，红细胞不易通过，组织细胞缺氧；肾小球硬化, 肾乳头坏死；神经细胞变性，神经纤维发生节段性脱髓鞘病变；

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心、脑、下肢等多处动脉硬化等。

1.2 糖原比脂类更适为中转性贮存物质

高效能:G是机体主要能源物质；糖原分解直接产生G-1-P无需进行生物转化即可分解代谢 被迅速动用:多分支, 迅速分解释放G能灵敏地维持血糖水平（动物不能将脂肪酸转变为葡萄糖前体）

1.3 糖原的结构特点

树枝状的多聚葡萄糖 分子量100～1000万

含有多个非还原性末端（合成与分解均由此端开始延伸或降解） 直链内葡萄糖单位以α1，4-糖苷键（占总糖苷键93%）连接；支链之间以α1，6-糖苷键（7％）连接成分支。 2 糖原的降解

2.1 参与糖原降解的酶类

酶 名 称 酶催化反应

①糖原磷酸化酶(辅酶PLP) 直链糖基降解 ②糖原脱支酶（糖基转移酶） 去分支糖基 ③磷酸葡萄糖变位酶 G-1-P→G-6-P

④葡萄糖-6-磷酸酶（骨骼肌细胞缺乏此酶)G-6-P→G

2.2.1 化学反应式

糖原(G)n + Pi -------------- G-1-P + 糖原(G)n-1

磷酸解是正磷酸作为一个基团加到游离出来的葡萄糖分子半缩醛羟基(C1)上

磷酸解在体外是可逆反应,但是在细胞内,因[Pi]/[G-1-P]比值远大于100,所以,反应趋向于发生磷酸解.

磷酸解产物已经磷酸化,不用再消耗ATP产生磷酸葡萄糖,为糖酵解提供方便.

糖原的水解采用磷酸解而不是水解，具有重要的生物学意义。磷酸解是降解下的葡萄糖扥子带上磷酸基团，葡萄糖-1-磷酸不需要能量提供可容易的转变为G-6-P，从而进入糖酵解等葡萄糖的讲解途径。如果不是磷酸解而是水解，则所得的水解产物为葡萄糖。后者需要消耗1ATP分子才能转变为G-6-P进入糖酵解途径。

磷酸解作用对肌肉细胞还有另外的优越性：在生理条件下，磷酸解的G-1-P以解离形式存在，而不致扩散到细胞外。而非磷酸化的葡萄糖可以扩散到胞外。

2.2.2 糖原磷酸解的反应机制

PLP通过氢键结合转运无机磷酸基团 HPO42- , 该磷酸基团贡献其H+给α-1,4糖苷键上的富电子O,导致电子云转移,糖苷键破裂, 产生葡萄糖正碳离子过渡态, 然后接受磷酸基团的转移形成磷酸酯键,生成G-1-P产物.

磷酸吡哆醛(V-B6,PLP) 与糖原磷酸酶中的Lys残基,通过希夫碱形式而连接，可以传递溶液中Pi基团.

2.2.3 糖原磷酸化酶的分子结构

糖原磷酸化酶:调节糖原分解的关键酶（共价修饰+别构调节）

糖原分解激素（胰高血糖素，肾上腺素）作用于细胞膜受体后，促进cAMP产生，引起信号传导通路酶的逐级磷酸化，最终使糖原磷酸化酶发生磷酸化，催化糖原磷酸解发生。 酶的共价修饰调节

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? SD序列

? mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。 ? 翻译的基本过程及肽链合成的方向 肽链的合成是由氨基端向羧基端进行的。

一、氨基酸的活化

（一）氨酰-tRNA的形成 （二）起始氨酰-tRNA的形成

二、肽键的合成（起始、延伸、终止） 1、起始复合物的形成 2、进位 3、转肽 4、移位

5、识别终止密码子 6、水解 7、释放

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共价修饰调节：生物体的一些酶（尤其是一些限速酶），在细胞内其它酶的作用下，其

结构中某些特殊基团发生可逆的共价键生成或断裂（例如磷酸化或去磷酸化作用），从而引起酶活性的激活或抑制，快速改变该酶活性，调节某一代谢途径路，称为共价修饰调节。 最常见的共价修饰是磷酸化修饰。通过蛋白激酶(PK）的催化，被修饰酶分子中丝氨酸或酪氨酸侧链上的羟基进行磷酸化，也可通过各种磷酸酶（如：磷蛋白磷酸酶 PP1）将此类磷酸基团去除，从而形成可逆的共价修饰。磷酸化修饰是体内重要的快速调节酶活性的方式之一。

酶的别构调节:激活或抑制

酶的别构调节: 酶分子中存在活性中心（催化亚基）和别构中心（调节亚基）, 当调节物分子结合于别构中心时,引起酶的构象发生改变, 从而导致酶的活性相应改变.这种酶活调节方式称为酶的别构调节.

与别构中心特异性结合引起酶构象改变和酶活性改变的调节物质称为别构效应物；具有别构调节机制的酶成为别构酶.

别构调节与共价修饰调节均属于酶的快速调节。

酶的别构抑制: 酶分子与其底物有较高亲和性, 与效应物结合后, 引起酶构象发生改变, 失去与底物的亲和力, 导致酶活性降低或丧失.

酶的别构激活: 酶分子与底物亲和力低, 与效应物结合后,引起酶构象发生改变, 导致酶对底物的亲和力大大提高,增加酶催化活性.

4 糖原代谢的调控

糖原合成的关键酶是糖原合酶 糖原分解的关键酶是糖原磷酸化酶

酶有两种类型，即：活性形式和无活性形式 受同一调节系统控制，即：激素-cAMP-蛋白激酶

4.3 膜表面受体介导的信号转导

亲水性化学信号分子（包括神经递质、蛋白激素、生长因子等）不能直接进入细胞，只能通过膜表面的特异受体传递信号，使靶细胞产生效应。

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膜表面受体主要有三类：①离子通道型受体构象改变使通透性改变

，②G蛋白耦联型受体构象改变使G蛋白启动效应器，致系列酶活性改变 ，③酶耦联的受体构象改变使连接的酶活性直接改变 。后两类存在于大多数细胞。

信号转导的早期表现为激酶级联（kinase cascade）事件，即为一系列蛋白质的逐级磷酸化，籍此使信号逐级传送和放大。 G蛋白耦联型受体

当α亚基与GDP结合时处于关闭状态 与GTP结合时处于开启状态 糖原降解中的几个问题

1）为什么选择糖原而非脂类作为贮能物质？

糖原可迅速分解形成葡萄糖释放至血液中，而脂类转化为糖类比较困难，不能应付机体的意外需要。

糖原可以转化为脂类和蛋白质。

糖原水解直接产生高效地产生葡萄糖，而脂类不行。 2）磷酸解与水解的区别

磷酸解使降解下的葡萄糖分子带上磷酸基团，葡萄糖-1-磷酸不需要能量提供可容易的转变为G-6-P，从而进入糖酵解等葡萄糖的降解途径。如果不是磷酸解而是水解，则所得的水解产物为葡萄糖。后者需要消耗1ATP分子才能转变为G-6-P进入糖酵解途径。

磷酸解作用对肌肉细胞还有另外的优越性：在生理条件下，磷酸解的G-1-P以解离形式存在，而不致扩散到细胞外。而非磷酸化的葡萄糖可以扩散到胞外。 3）糖原磷酸解从哪一端进行？ 非还原性末端

4）磷酸解的优越性是什么？

磷酸解产物已经磷酸化,不用再消耗ATP产生磷酸葡萄糖,为糖酵解提供方便.磷酸解使糖原带电荷，这样就不能穿过膜，使他保留在细胞中。还有磷酸基的能量较高，方便以后的反应。

5）糖原磷酸化酶的调节机制？

变构调节——葡萄糖（ATP?）是变构抑制剂，AMP是激活剂 共价修饰——磷酸化是激活作用，PPi去磷酸化是抑制作用

第25章 戊糖磷酸途径和糖异生

1 氧化阶段

①脱氢 ②水解 ③氧化脱羧 总反应：

葡萄糖-6-磷酸＋2NADP+＋H2O------核酮糖-5-磷酸＋2NADPH＋2H+＋CO2

G 生成三种产物：

－1分子磷酸戊糖（可有3种异构体） －2分子NAPDH+H+ －1分子CO2

催化酶：Glu-6-P脱氢酶，内酯酶，辅酶：NADP/NADPH

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1.2.2非氧化阶段

①同分异构化 核糖-5-磷酸----核酮糖-5-磷酸差向异构酶-----木酮糖－５－P， ②转酮反应及转醛反应生成酵解途径的中间产物(C3,C4,C6,C7) ③最终又可以形成葡萄糖-6-磷酸 非氧化阶段小结

通过基团转移产生不同碳原子数的单糖：

－核糖最终可以转变为6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛二者都可进入糖酵解途径； －中间有4-磷酸赤藓糖和7-磷酸景天糖生成； －基团转移反应分别由转醛酶和转酮酶催化 两种酶的受体都是醛糖

1.3 戊糖磷酸途径的调控 限速反应：第一步反应

限速酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶

6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性的快速调节：

－NADPH是此酶的强抑制剂NADP/NADPH=0.014细胞对[NADP]变化敏感 NADP/NADPH比值↓抑制此途径 NADP/NADPH比值↑激活此途径

戊糖磷酸途径是细胞产生NADPH的主要途径。

NADPH:脂肪酸和胆固醇合成、脱氧核糖核苷酸的合成、维持谷胱苷肽处于还原态 提供磷酸核糖作为核酸和核苷酸合成的原料。

戊糖磷酸途径是细胞内不同结构糖分子的重要来源，并为各种单糖的互相转变提供条件。

高能递氢递电子体：NADH——产生ATP-供能

NADPH——提供还原力-还原性合成(负氢离子供体）

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二、葡糖异生作用

糖异生：

－非糖物质（乳酸、氨基酸、甘油）转变为葡萄糖或糖原的过程。 糖异生的器官： －主要是肝脏；

－肾，糖异生能力是肝的1/10（长期饥饿时肾糖异生能力加强）。 －糖异生与糖酵解多数反应途径是共有的。 (可逆反应）

－糖酵解的三个不可逆反应由另外的反应和酶催化。（短支路） 己糖激酶 PFK-1

丙酮酸激酶

2.1.2 糖异生对酵解不可逆反应采取的措施

① 6-磷酸葡萄糖在葡萄糖6-磷酸酶的催化下水解成葡萄糖。绕开己糖激酶 ②果糖-1，6-二磷酸经果糖二磷酸酶的催化水解成6-磷酸果糖

③丙酮酸----草酰乙酸---磷酸烯醇式丙酮酸（丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶） 丙酮酸羧化酶

糖异生的关键酶，仅存在于线粒体，故丙酮酸必须进入线粒体才能羧化成草酰乙酸。 辅酶是生物素，反应分两步进行： 首先，二氧化碳与生物素结合；

其次，生物素将二氧化碳转移给丙酮酸生成草酰乙酸。 2.4 乳酸的再利用－可立氏循环

葡萄糖肌肉中经糖酵解途径生成的乳酸，通过血液送回肝脏，在肝脏细胞中经糖异生途径转变为葡萄糖，再随血流供应肌肉或脑对葡萄糖的需要。

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小结：

1、戊糖磷酸途径及其生物学意义？

戊糖磷酸途径是细胞产生NADPH的主要途径。

戊糖磷酸途径是细胞内不同结构糖分子的重要来源，并为各种单糖的互相转变提供条件。

2、NADH与NADPH的区别？

NADH——产生ATP-供能 NADPH——提供还原力-还原性合成(负氢离子供体） 3、NADPH为机体哪些反应提供还原力？ 核糖核苷酸-------脱氧核糖核苷酸

脂肪合成：乙酰CoA + ATP + NADPH + H+------- 脂酸+NADP++ CoA-SH + H2O + ADP + Pi GSSG -------2 GSH （还原型谷胱甘肽） 2GSH＋H2O2——GS-SG＋2H2O

4、糖异生三个迂回过程？

① 6-磷酸葡萄糖在葡萄糖6-磷酸酶的催化下水解成葡萄糖。 ②果糖-1，6-二磷酸经果糖二磷酸酶的催化水解成6-磷酸果糖 ③丙酮酸---草酰乙酸----磷酸烯醇式丙酮酸 （丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶）

5、糖异生途径及其与糖酵解的关系？

糖异生与糖酵解多数反应途径是共有的。 (可逆反应） －糖酵解的三个不可逆反应由另外的反应和酶催化。（短支路） 6、乳酸的可立氏循环？

7、葡萄糖进出细胞转运方式？

葡萄糖运载蛋白（Glucose transporter， GLUT） －多种类型的葡萄糖运载蛋白（GLUT1-5等） －通过构象变化跨膜转运葡萄糖 －顺浓度梯度下降形式的运载方式

第24章 生物氧化——电子传递和氧化磷酸化

生物氧化: 有机分子在细胞内彻底氧化成CO2和H2O，并释放能量的过程（体内氧化）。

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——又称细胞呼吸、组织呼吸。

生物氧化释放的能量：

主要（40％以上）用于ADP的磷酸化生成ATP，供生命活动之需; 其余以热能形式散发用于维持体温。 分子之间的电子传递的四种形式 ① 电子直接转移（金属离子） ② H原子（一个电子加一个质子） ③ 氢负离子（两个电子） ④ 与氧共价结合(碳氢化合物)

辅酶Q（CoQ, UQ, 泛醌）

一种脂溶性醌类化合物，可以在生物膜内移动 含有一个较长的侧链（R），疏水性强（人的CoQ由10个异戊二烯单位组成，故称为CoQ10） 可以接受或脱去电子和质子参加氧化还原反应; 将电子从复合体I或II转移到复合体III。

CoQ: 呼吸链递氢递电子体。需要两个电子和两个质子，通过两步反应才能彻底还原。处于电子传递链的中心地位。

电子来自上一个复合体复合体1,2的Fe-S中心，而（一般理解为）质子则来自线粒体基质。 质子泵 NADP--Q还原酶复合体1。.复合体3，复合体4

<生物氧化>小结

1. 电子传递链组成、呼吸链种类、电子传递顺序、电子传递体种类和特性？ 呼吸链（respiratory chain）：

代谢物脱下的氢原子由高能递氢体携带，通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水并伴随大量ATP产生。这一电子/质子传递链及过程称为呼吸链, 又叫电子传递链。

伴随着电子/质子传递的氧化还原反应过程而发生的ATP产生, 称为氧化磷酸化作用。 呼吸链由按一定顺序排列在线粒体内膜上的递氢体和递电子体组成。 NADH氧化呼吸链：

NADH + H+ + ? O2 NAD + H2O ⊿G0’ = -220.07 kJ/mol 复合物I （NADH-CoQ 还原酶，含FMN，Fe-S）

CoQ（泛醌）

复合物III（CoQ-细胞色素c还原酶，含Cytb562、 Cytb566，Fe-S，Cytc1） 细胞色素c

复合物IV （细胞色素c氧化酶，Cyta,a3，含CuA、 CuB） FADH2氧化呼吸链：

FDAH2 + ? O2 = FAD + H2O ⊿G0’ = -181.58 kJ/mol

复合物II（琥珀酸-Q 还原酶，含FAD、Fe-S，

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Cytb560） CoQ

复合物III（同 NADH 呼吸链） Cytc

复合物IV （同 NADH 呼吸链）

呼吸链的组成

复合体Ⅰ：NADH-Q还原酶 将电子从NADH传给CoQ 复合体Ⅱ：琥珀酸-Q还原酶将电子从FADH2传给CoQ

复合体Ⅲ：细胞色素还原酶 将电子从 CoQ 传给细胞色素c

-

复合体Ⅳ：细胞色素氧化酶 传递电子使O2还原形成活性O 复合体V：ATP合酶

辅酶Q（泛醌，CoQ，呼吸链中具有中心作用） 细胞色素c（cyt c）

电子传递体种类和特性？

黄素蛋白（FP）→辅酶I→铁硫蛋白→辅酶Q→细胞色素 （电子传递顺序） 递氢体或电子传递体都有氧化还原特性，所以可以传递氢原子和电子。

氧化磷酸化与底物磷酸化的区别？

氧化磷酸化作用：伴随着生物氧化作用而进行的磷酸化，是将反应过程释放的自由能转化生成高能ATP的过程。电子从一个底物传递给分子氧的氧化与酶催化的由ADP和Pi生成ATP的磷酸化相偶联的过程（氧化与磷酸化偶联）。

底物水平磷酸化：伴随底物氧化还原反应，在被氧化的底物上发生磷酸化作用，形成高能磷酸化合物。是直接将代谢物分子中的能量转移到ADP生成ATP的过程。

ATP合酶的组成和功能？质子流通过ATP合酶释放ATP的机制？

ATP合酶——线粒体内膜门把型颗粒（复合体V)ATP合酶为多亚基复合体，形成质子通道和ATP合成两个功能区域的实验证明 组成：由F0和F1构成的复合体。 F1有5种亚基，有ATP合酶的活性；

Fo有三种亚基，镶嵌在线粒体的内膜上，作为质子通道。 F1 与Fo之间的连接有寡霉素敏感性付与蛋白和偶合因子。 ATP合酶作用机制(“结合变化机制”Paul Boyer, 1979)

质子跨过线粒体内膜进入基质，引起3个催化部位发生构象变化。

功能：是一种ATP驱动的质子运输体，当质子顺电化学梯度流动时催化ATP的合成；当没有氢离子梯度通过质子通道F0时，F1的作用是催化ATP的水解。 Open:一分子的ADP和Pi结合在开部位。 Loose：松弛状态，合成前

Tight：在紧缩部位ADP和Pi缩合形成ATP。 ATP从开部位被释放出来。

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细胞浆内NADH进入线粒体的两种穿梭途径？

细胞质里代谢途径产生的NADH并不直接进入线粒体，而是将H 传递给相应的甘油-3-磷酸或苹果酸，进入线粒体基质；然后在基质中，H再被传回给递氢体，最终进入氧化呼吸链。 细胞质NADH进入线粒体可以通过两种机制： 甘油-3-磷酸穿梭途径（存在于脑和骨骼肌）

苹果酸-天冬氨酸穿梭途径（存在于肝脏、心肌）

什么是磷氧比？测定P/O比有何意义？

磷氧比（P/O)：当电子在呼吸链传递消耗氧的同时，有无机磷酸（Pi）的消耗。物质氧化过程中每消耗1摩尔氧原子所消耗无机磷或ADP的摩尔数即称为P/O比。它反映了O2的消耗与ATP生成的定量关系。 影响氧化磷酸化的机制有哪些？

解偶联剂：使电子传递过程（即氧化还原反应）与磷酸化过程（ATP产生）脱离的化合物。 特点: 只抑制ATP产生，不抑制电子传递

结果：电子传递中释放的自由能只能转化为热能释放。

呼吸链（电子传递）抑制剂: 能够阻断呼吸链中某个电子传递步骤的一类化合物，它们导致最后的ATP合成受阻。

氧化磷酸化抑制剂: 对电子传递与磷酸化均能抑制的一类化合物，但并不直接抑制电子传递链上载体的作用。这类试剂直接干扰ATP合成，引起膜外质子堆积而导致电子传递受阻。 离子载体抑制剂：通过增加线粒体内膜对一价阳离子透性，破坏膜内外质子浓差，从而抑制氧化磷酸化。 糖的各中间代谢产物当其彻底氧化为CO2和H2O时产生多少ATP分子? 一份子葡萄糖生成10个NADH和2个FADH2 葡萄糖彻底氧化放出30个ATP

褐色脂肪的产热机制？

当细胞中游离脂肪酸增多时，激活产热素，使产热素激素蛋白打开质子通道，让质子回流进入基质，破坏膜两侧质子浓差，使氧化磷酸化解偶联，此即褐色脂肪的非战栗性产热机制.

氧化呼吸链中，底物的电子传递方向如何？

电负性较强的流向电负性更强的。黄素蛋白（FP）→辅酶I→铁硫蛋白→辅酶Q→细胞色素 化学渗透学说认为, 递氢体所携带的能量伴随电子传递释放, 直接转化为什么能量形式? 化学渗透学说则认为：化学反应释放的自由能成为推动H+逆浓差转移的动力，由线粒体基质侧泵出到膜间隙，形成膜内外的H+浓差。

柠檬酸循环

一. 柠檬酸循环的准备过程——丙酮酸脱羧形成乙酰CoA ⑴ 乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸 关键限速酶 柠檬酸合酶

⑵ 柠檬酸异构化生成异柠檬酸

⑶ 异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸 TCA中第一次氧化还原(脱羧脱氢)反应

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⑷ α-酮戊二酸氧化脱羧 生成琥珀酰辅酶A 第二次脱羧脱氢 ⑸ 琥珀酰CoA转变为琥珀酸（底物水平磷酸化）

⑹ 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸 琥珀酸脱氢酶TCA途径中唯一嵌入线粒体内膜的酶 ⑺ 延胡索酸水化生成苹果酸 ⑻ 苹果酸脱氢生成草酰乙酸

TCA循环结算：

加入一分子乙酰CoA A.两次脱羧--2分子CO2 B.四次氧化还原转移4对H (3NADH2+1FADH2)

C.产生1分子GTP(ATP) D.自由能变化(P108)

一个丙酮酸产生12.5个ATP.一个葡萄糖产生30个ATP

2.4 柠檬酸循环的回补反应

三羧酸循环中的任何一种中间产物被抽走,都会影响三羧酸循环的正常运转,如果缺少草酰乙酸,乙酰CoA就不能形成柠檬酸而进入三羧酸循环,所以草酰乙酸必须不断地得以补充.这种补充反应就称为回补反应.

柠檬酸，丙酮酸，苹果酸，天冬氨酸，线粒体内可转化为草酰乙酸。

机体糖供不足时，可能引起TCA运转障碍，这时苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸，再进一步生成乙酰CoA进入TCA氧化分解。

⑴ 有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。

⑵ ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。细胞能荷比值升高时，所有关键酶均被抑制。 ⑶ 氧化磷酸化速率即[NADH]/[NAD]也影响柠檬酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。

⑷ 柠檬酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。 四.柠檬酸循环的生理意义

（1）供能（为氧化磷酸化提供大量还原型递氢体） （2） TCA Cycle不仅是糖分解代谢的重要途径， 而且也是脂类化合物和蛋白质最终彻底分解氧化的重要途径。（通过形成共同中间代谢产物） （3）为生物合成提供中间物，具有生物合成意义。

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（4）TCA 循环是CO2的重要来源之一。

生命物质分解代谢最终共同途径和实现相互转化中枢

柠檬酸循环的双重作用： 柠檬酸循环既是绝大多数生物体分解代谢途径，是准备提供大量能量的代谢系统，同时又为生物合成提供大量前体来源，因此具有分解与合成代谢的双重作用。

1.柠檬酸循环的酶催化反应:碳架变化? 递氢?直接贮能? 发生场所? 关键步骤? 阻断剂?

乙酰CoA + 草酰乙酸?柠檬酸 + CoA-SH 2C+4C=6C .6C-2CO2=4C

递氢?

FADH2、NADH 发生场所? 在线粒体基质中 关键步骤? 1.辅酶A与草酰乙酸缩合，生成柠檬酸 关键限速酶 柠檬酸合酶 2.柠檬酸异构化，生成异柠檬酸

3.氧化脱羧，生成α-酮戊二酸TCA中第一次氧化还原(脱羧脱氢)反应 4.氧化脱羧，生成琥珀酰辅酶A第二次脱羧脱氢 5.分解，生成琥珀酸和GTP底物水平磷酸化

6.脱氢，生成延胡索酸 琥珀酸脱氢酶TCA途径中唯一嵌入线粒体内膜的酶 7.水化，生成苹果酸 8.脱氢，生成草酰乙酸

阻断剂?

抑制剂 : ATP, NADH, 琥珀酰CoA，酯酰CoA 氟乙酰CoA——氟柠檬酸（致死性合成） 不可逆结合顺-乌头酸酶，抑制TCA。 丙酮酰CoA——乙酰CoA类似物

2.柠檬酸循环的生理意义?

（1）供能（为氧化磷酸化提供大量还原型递氢体）

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（2）不仅是糖分解代谢的重要途径， 而且也是脂类化合物和蛋白质最终彻底分解氧化的重要途径。（通过形成共同中间代谢产物）糖、脂肪和蛋白质分解的共同通路。

（3）为生物合成提供中间物，具有生物合成意义。糖、脂肪和氨基酸代谢的联系通路 （4）TCA 循环是CO2的重要来源之一。

3.乙酰CoA与草酰乙酸在TCA中的作用? (P111) 乙酰CoA是柠檬酸循环的二氧化碳的碳源。乙酰CoA和草酰乙酸反应生成6碳三羧酸-柠檬酸，由此开始柠檬酸循环。经过两次氧化脱羧，形成4C琥珀酸-COA，其高能硫脂键和GDP及PI发生底物水平磷酸化作用产生一个高能GTP,琥珀酸经过三部反应又形成草酰乙酸，完成了柠檬酸循环。草酰乙酸是再生的底物。

乙酰CoA作为底物 草酰乙酸仅起载体作用，反应前后无改变。

4.琥珀酸脱氢酶有何特殊性?

TCA途径中唯一嵌入线粒体内膜的酶

与氧化磷酸化从结构上关联(参与两条代谢途径） 高度立体专一性

Fe-S 蛋白质（将在生物氧化章中详述）

FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）为辅酶,与酶蛋白共价连接

5.丙酮酸进入线粒体如何受到调控?

丙酮酸脱氢酶复合体的调控

①产物竞争性抑制（NADH、乙酰CoA ）

②磷酸化和去磷酸化的共价修饰调控（主要调节E1）

6.脂肪酸分解可产生大量乙酰CoA,因此,脂肪酸也容易转化成糖吗?

植物和绝大多数微生物都有乙醛酸途径，该途径能将脂肪酸的代谢产物乙酰辅酶A转化形成草酰乙酸，进而通过糖异生形成葡萄糖，而动物细胞内没有该途径。

乙酰CoA可由糖氧化分解或由脂肪酸、酮体和蛋白分解生成，生成乙酰CoA的反应均发生在线粒体中，而糖的合成部位是细胞质，因此乙酰CoA必须由线粒体转运至细胞质。但是乙酰CoA不能自由通过线粒体膜，需要通过一个称为柠檬酸—丙酮酸循环（citrate pyruvate cycle）来完成乙酰CoA由线粒体到胞浆的转移。

丙酮酸进入线粒体后产生几个高能中间代谢产物？

Chapter 3糖酵解(Glycolysis)

糖酵解作用：在无氧/缺氧条件下，葡萄糖进行分解形成2分子的丙酮酸并提供能量,这一过程称为糖酵解作用。糖酵解发生在细胞液中。

糖酵解在细胞质中进行。不论有氧还是无氧条件均能发生。

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葡萄糖 + 2Pi+ 2ADP + 2NAD+ --------> 2丙酮酸 + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O

C架变化 （1x6C 2 x 3C)

H去路 （递氢体NAD/NADH+H+） 与磷酸基团转移相关的能量分子

（ 两个中间代谢产物与ATP之间关系？） 关键步骤及其调控

（三个限速酶及其调节机制）

第一阶段

第一阶段：葡萄糖 + 2 ATP → 2×甘油醛-3-磷酸 1.葡萄糖磷酸化

已糖激酶 糖酵解途径第一个限速酶.调节某一代谢途径中关键反应（亦称限速反应）的酶，称为关键酶或限速酶。

激酶：能够在ATP和任何一种底物之间起催化作用， 转移磷酸基团的一类酶。

已糖激酶：是催化从ATP转移磷酸基团至各种六碳糖（G、F）上去的酶。特异性较低酶符合诱导契合假说.

葡萄糖激酶: 特异性催化ATP磷酸基团转移至葡萄糖

分子的酶. 在细胞葡萄糖浓度很高时起作用, 在糖原合成中发挥重要作用 激酶都需离子要Mg2+作为辅助因子 限速酶/关键酶特点 催化不可逆反应 催化效率低

受代谢物或激素等因素的调节

常常是在整条途径中催化初始反应的酶

酶活性的改变可影响整个反应体系（代谢途径）的速度和方向

2.葡萄糖6-磷酸异构化转变为果糖6-磷酸 磷酸葡萄糖异构酶

酶专一性极高，戊糖磷酸途径中间代谢产物对其有强烈的竞争性抑制。P70

⑶果糖6-磷酸再磷酸化 生成果糖1,6-二磷酸 磷酸果糖激酶（PFK）糖酵解过程的第二个限速酶

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四亚基变构酶。糖酵解三个限速酶中催化效率最低的酶,是糖酵解作用最重要的限速酶。 变构激活剂：AMP、ADP、果糖1,6-二磷酸、果糖2,6-二磷酸 变构抑制剂：ATP、柠檬酸、长链脂肪酸、 [H+] ⑷ 磷酸丙糖的生成 醛缩酶

⑸ 磷酸丙糖的互变 丙糖磷酸异构酶 二羟丙酮磷酸 不可继续酵解的三碳糖 甘油醛3-磷酸 可继续酵解的三碳糖

生理状况下,磷酸甘油醛不断被消耗, 磷酸二羟丙酮因此不断地被异构化，转变成为磷酸甘油醛，进入后续反应

第二阶段--放能阶段

⑹甘油醛3-磷酸氧化 甘油醛3-磷酸脱氢酶 糖酵解中唯一的脱氢反应 3-磷酸甘油醛---1,3-二磷酸甘油酸

⑺ 1,3-二磷酸甘油酸转移磷酸基团 磷酸甘油酸激酶 糖酵解途径中第一次底物水平磷酸化 1,3-二磷酸甘油酸-- 3-磷酸甘油酸

底物水平磷酸化：直接利用代谢中间物氧化释放或转移能量产生ATP的磷酸化类型称为底物磷酸化。即ATP的形成是直接由ADP接受一个代谢中间物（此处为1,3-二磷酸甘油酸）上高能磷酸基团的转移而产生。

⑻ 3-磷酸甘油酸变位 磷酸甘油酸变位酶

3-磷酸甘油酸分子中的磷酸基团与磷酸甘油酸变位酶中的磷酸基团发生交换，形成过渡中间产物2,3-2P-甘油酸（2,3-BPG）

⑼ 2-磷酸甘油酸脱水形成高能化合物 烯醇化酶+(Mg2+/Mn2+ ) 氟化物能与Mg2+络合而 强烈抑制此酶活性

2-磷酸甘油酸---- 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）高能磷脂键

⑽ 磷酸烯醇式丙酮酸转移高能磷酸基团生成丙酮酸产生ATP 糖酵解过程的第三个关键酶 第二次底物水平磷酸化反应 变构激活剂： 1，6-2P-F，Pi

变构抑制剂： ATP，长链脂酸，乙酰-CoA，丙氨酸

三 糖酵解生理意义

1.主要在于它可在无氧条件下迅速提供少量的能量以应激.如:肌肉收缩、人到高原。 2.是某些细胞在不缺氧条件下的能量来源。

3.是糖的有氧氧化的前过程，亦是糖异生作用大部分逆过程.非糖物质可以逆着糖酵解的途径异生成糖,但必需绕过不可逆反应。 4.糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径.其中间产物是许多重要物质合成的原料。 （简记为：供能;前期途径;提供碳架）

1. 从糖酵解过程中己糖激酶的催化特性，可以认识到酶的那些基本功能？ 1). 反应过程，可以分解为哪两个吸能与放能反应？ 2). 己糖激酶的催化作用 3). 己糖激酶的偶联作用

2. 糖酵解途径有哪些关键步骤调节？

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3. 底物水平磷酸化与偶联/解偶联的概念?

4. 酶的诱导契合学说?酶的别构调节与共价修饰调节？ 5. 反应自发方向判断的判据？

1. 从糖酵解过程中己糖激酶的催化特性，可以认识到酶的那些基本功能？ 1). 反应方程，可以分解为哪两个吸能放能反应？

吸能反应:

葡萄糖分解为三碳糖，消耗2分子ATP 放能反应:

三碳糖生成丙酮酸，共产生4分子ATP

2). 己糖激酶的催化作用

己糖 + ATP = 6-磷酸己糖 + ADP 已糖激酶的催化机制符合典型的酶诱导契合假说. 3). 己糖激酶的偶联作用

葡萄糖结合后, 酶的构象改变, 催化磷酸化反应进行. 4). 限速酶/关键酶特点 催化不可逆反应 催化效率低

受代谢物或激素的调节

常是在整条途径中催化初始反应的酶

活性的改变可影响整个反应体系（代谢途径）的速度和方向 2. 糖酵解途径有哪些关键步骤调节？

细胞对酵解速度的调控是为了满足细胞对能量及碳骨架的需求。

在代谢途径中，催化不可逆反应的酶所处的部位是控制代谢反应的有力部位。 糖酵解中有三步反应不可逆，分别由己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶催化，因此这三种酶对酵解速度起调节作用:

1.磷酸化葡萄糖被ATP磷酸化，产生6-磷酸葡萄糖。

3.磷酸化 6-磷酸果糖被ATP磷酸化，生成1，6-二磷酸果糖

10.放能生成丙酮酸和ATP, 由丙酮酸激酶催化，需镁离子，不可逆。

3. 底物水平磷酸化与解偶联的概念?

底物水平磷酸化：伴随底物氧化还原反应，在被氧化的底物上发生磷酸化作用，形成高能磷酸化合物。是直接将代谢物分子中的能量转移到ADP生成ATP的过程。

解偶联剂： 能使化学变化（氧化过程）与ATP产生（磷酸化过程）解除偶联的化合物。 解偶联：使电子传递和ATP形成分离，只抑制后者，不抑制前者。电子传递失去控制，产生的自由能变成热能，能量得不到储存。 4. 酶的诱导契合学说?

诱导契合学说:底物与酶活性部位结合，会引起酶发生构象变化，使两者相互契合，从而发挥催化功能。

已糖激酶符合典型的酶诱导契合假说. 5. 反应自发方向判断的判据？ 焓判据、熵判据、复合判据

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代谢总论Introduction of Metabolism

新陈代谢（Metabolism）

生物体与外界环境之间以及生物体内部的物质和能量过程叫做新陈代谢。

新陈代谢是生命活动的重要特征,它具有酶催化、动态性、网络性、可调控等等特征性 代谢中间产物（metabolic intermediates）代谢过程中连续转变的酶促反应产物

一些不同代谢途径可产生或共享相同的中间代谢产物，这些重要的中间代谢产物因此而将不同代谢途径联系起来，并形成代谢调节的物质基础，成为代谢网络中的“节点” 能量代谢: 伴随物质代谢过程中的化学能转化.

分解代谢或异化作用（ Catabolism ） ：生物大分子 小分子+ 逐级释放能量 合成代谢或同化作用（ Anabolism ）：

小分子通过系列反应步骤转化为大的化合物或简单构件分子以特定聚合形式组装成为生物大分子的过程.

例如：乙酰CoA（2C 软脂酸（16C） NADPH2 NADP+

小分子元件+还原力（e,H+)+能量供给 高能化合物：水解时，1 Mole → 20.92 kJ > 高能磷酸键（成键与断键贮备或释放能量） (1) ATP (GTP\\UTP\\CTP)

> 以高能质子和电子形式,传递自由能,提供还原力 (2) NAD、NADP （烟酰胺辅酶，VB3） (3) FMN、FAD （黄素辅酶，VB2） > 高能硫酯键及其它 (4) CoA

1. 生命现象的重要特征有哪些？

新陈代谢、组成作用（同化作用）、分解作用（异化作用）、生长发育、遗传变异

2. 新陈代谢的概念及其主要功能？

概念：生物体与外界环境之间的物质和能量交换以及生物体内物质和能量的转变过程叫做新陈代谢。

机体分解代谢的三个阶段：大分子→构件分子；构件分子→少数共同中间产物；柠檬酸循环和生物氧化彻底分解释放ATP。

功能：摄取--分解--合成--转换---提供能量、自身结构性物质、生物功能性物质

3. 重要的能量分子有哪些？各自的主要作用？

(1) ATP (GTP\\UTP\\CTP)

> 高能磷酸键

(2) NAD、NADP （烟酰胺辅酶，VB3） (3) FMN、FAD （黄素辅酶，VB2）

> 以氢原子和电子形式,传递自由能,提供还原力

(4) CoA

> 高能硫酯键

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4. 机体代谢途径的调节分为那几个水平？

分子水平的代谢调节——对酶的调节 细胞水平的代谢调节 ? 糖酵解：细胞质中

? 三羧酸循环与氧化呼吸链：线粒体中 ? 光合作用：叶绿体中

? 脂肪酸氧化分解：胞质中活化后入线粒体中分解 ? 脂肪酸的生物合成：细胞质中 整体水平: 内分泌、激素和神经

5. 分子水平的代谢调节本质？ 酶的调节（数量与活性）

000

1.ΔG、 ΔG 、ΔG’、 ΔGf的概念

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2.ΔG、 ΔG之间的关系，ΔG 、ΔG’之间的关系，ΔG 、ΔGf之间的关系，ΔG’与K’eq之间的关系。

3.利用ΔG如何判定化学反应的进程？ （1.2.3.忽略之）

? 状态(State)：由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的存在形式称为体系的

状态。是系统全部物理性质和化学性质的综合体现。 ? 标准状态:

(1) 298 K (25 ℃)

(2) 反应物和产物的初始浓度为1 mol/L (3) 气体分压为101.3 kPa (1 atm) (4) [H+] = 1 mol/L , or pH＝0.

上述条件下反应前后的自由能变化称为标准自由能变化，用ΔG0 表示。 ? 生物化学标准状态: pH＝7，其他条件与上述相同，用ΔG0’表示反应前后的自由能变化。 ? 标准自由能变化：任意条件下，体系的自有能变化是标准状态自由能变化及温度、物

质浓度的修正总和：aA + bB → cC + dD

ΔG＝ ΔG0 ＋ RT ln([C]c×[D]d) / ( [A]a× [B]b)

? 标准生成自由能：由处于标准状态的最稳定单质合成标准状态当量的某化合物时，其

标准自由能的变化值。用 ΔG0f表示，为物质常数。 ? 化学反应方向：

ΔG<0， 反应过程释放自由能，能自发进行 ΔG＝0，反应过程可逆

ΔG>0， 不能自发进行反应，需要提供能量

4.高能磷酸化合物的类型，磷酸原概念。

高能磷酸化合物：生物体内具有高能键的化合物。

? 高能化合物：水解时释放21kJ以上自由能的化合物(一般而言)

? 磷酸化合物在生物机体内的换能过程中占重要地位。分子中的酸酐键为高能化学

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键。

? 高能键与键能

高能键水解破裂时释放出大量的自由能。 键能是指成键时需要的能量。

高能磷酸化合物类型： 1.氧磷键型（-O～P-） 2.氮磷键型(-N～P-) 3.硫酯键型：CoA

4.甲硫键型：Ｓ－腺苷甲硫氨酸 磷酸原概念：

磷酸肌酸和磷酸精氨酸可通过磷酸基团的转移作为储能物质，称为磷酸原。 磷酸肌酸 磷酸精氨酸 聚偏磷酸

6. 能荷的生物学意义

许多反应受能量状态的调节，能量状态可用能荷表示。正常细胞的能荷约为0.9，过高则抑制分解代谢和氧化磷酸化。所以ATP和ADP是糖酵解、三羧酸循环等途径的变构调节物。

P44 2, 4

1. 新陈代谢要点?

生物体与外界环境之间的物质和能量交换以及生物体内物质和能量的转变过程叫做新陈代谢。

具有酶催化；动态性；网络性；可调控等等特征性。

2. 都是递能物质, ATP与辅酶I(NAD) 的生理功能差别是什么?

ATP:储能，直接功能物质，能量货币，磷酸化&磷酸解中提供磷酸基团 辅酶I：携带电子、氢的载体、参与糖酵解

嘌呤环和嘧啶环元素的来源？

嘌呤环的元素来源：N1由天冬氨酸提供，C2由N10-甲酰FH4提供、C8由N5，N10-37

甲炔FH4提供，N3、N9由谷氨酰胺提供，C4、C5、N7由甘氨酸提供，C6由CO2提供。

嘧啶环的元素来源： 1位氮，4、5、6位碳皆来自天冬氨酸，2位碳，3位氮来自

于氨基甲酰磷酸，谷氨酰胺和CO2生成谷氨酸和氨基甲酰磷酸，故嘧啶环上的3位氮实际上是来自于谷氨酰胺，而不是谷氨酸

嘌呤核苷酸合成的第一个核苷酸产物？ IMP次黄嘌呤核苷酸

嘌呤和嘧啶核苷酸的从头合成途径和补救途径？

嘌呤核糖核苷酸的从头合成途径：利用磷酸核糖、一些氨基酸、一碳单位及CO2

等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸。

从头合成途径（主要反应步骤分为两个阶段：首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），然后IMP(次黄嘌呤核苷酸)再转变成腺嘌呤核苷酸（GMP）与鸟嘌呤核苷酸（GMP）。）

嘌呤核糖核苷酸补救途径：利用体内游离的嘌呤碱或嘌呤核苷，经过比较简单的反

应过程合成嘌呤核苷酸。

① 碱基+1-磷酸核糖→核苷+Pi 核苷+ATP→核苷酸+ADP

2.嘌呤与PRPP在磷酸核糖转移酶催化下生成核苷酸。有腺嘌呤磷酸核糖转移酶和次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶。(嘌呤核苷酸补救合成的生理意义：节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗；体内某些组织器官，例如脑、骨髓等由于缺乏从头合成嘌呤核苷酸的酶体系，而只能进行嘌呤核苷酸的补救合成。)

别嘌呤醇治疗痛风病机理？

别嘌呤醇是黄嘌呤结构类似物，与黄嘌呤竞争，与黄嘌呤氧化酶氧化形成别嘌呤，别嘌呤与黄嘌呤相似，能牢固结合黄嘌呤氧化酶的活性中心，抑制酶活性。

嘌呤环和嘧啶环代谢终产物？ 嘌呤环：AMP、GMP

嘧啶环：CTP（胞苷三磷酸）

从dUMP到dTMP的甲基化由何物质提供甲基？受何抑制？

N5，N10-亚甲基THFA提供甲基。

5-Fu在体内转变成氟脱氧尿苷酸F-dUMP，为dUMP和dTMP类似物，可抑制催化dUMP甲基化合成dTMP的胸苷合成酶；氨甲喋呤和氨基喋呤为DHFA的类似物，可抑制催化DHFA还原成THFA的二氢叶酸还原酶，使N5，N10-亚甲基THFA不能回复，从而使dUMP甲基化无法进行。

5-Fu及氨甲喋呤等可封闭dTMP合成。

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? 半保留复制

DNA复制的一种方式。每条链都可用作合成互补链的模板，合成出两分子的双链DNA，每个分子都是由一条亲代链和一条新合成的链组成。

? 半不连续复制、冈崎片段

半不连续复制：双链DNA合成时5'→3'端是连续合成，而3'→5'端则是不连续合成。

复制叉由5’向3’方向连续复制，称为前导链；另一条链复制叉由3’向5’移动，而DNA复制方向不变，形成许多不连续片段，称为冈崎片段，最后连接成完整的DNA，称为滞后链。

? 前导链、滞后链（方向） ? 前导链5'→3'端 ? 滞后链3'→5'端 ?

? 不同DNA聚合酶的几种活性

? 大肠杆菌三种主要DNA聚合酶的比较 3'→5'外切酶活性 5'→3'外切酶活性 5'→3'聚合酶活性 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ － ＋? ? ? ? ?

复制需要引物、底物

引物：RNA 底物：A T G C

复制的过程包括哪几个阶段 （一）双链的解开

（二）RNA引物的合成 （三）DNA链的延长

（四）切除引物，填补缺口，连接相邻的DNA片断 （五）切除和修复尿嘧啶和错配碱基。

? 模板链与编码链的区别

模板链：可作为模板转录为RNA的那条链该链与转录的RNA碱基互补（A-U，G-C）。在转录过程中,RNA聚合酶与模板链结合，并沿着模板链的3′→5′方向移动，按照5′→3′方向催化RNA的合成。

编码链：双链DNA中，不能进行转录的那一条DNA链，该链的核苷酸序列与转录生成的RNA的序列一致（在RNA中是以U取代了DNA中的T）。

? RNA聚合酶的结构、种类及作用

种类：RNA聚合酶Ⅰ存在于核仁中，转录rRNA顺序。RNA聚合酶Ⅱ存在于核质中，转录大多数基因，需要“TATA”框。RNA聚合酶Ⅲ存在于核质中，转录很少几种基

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因如tRNA基因如5SrRNA基因。

结构：催化转录的RNA聚合酶α2ββ’δ、细菌的RNA聚合酶β'βα2σω RNA聚合酶（RNA polymerase）的作用是转录RNA。

启动子的概念 对遗传转录起发动作用的基因

启动子是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度。

顺式作用元件、反式作用因子

顺式作用元件：真核生物DNA中转录调控有关的核苷酸序列，包括增强子、沉默子等。对自身基因进行转录调控的特异DNA序列——顺式作用元件

顺式作用元件并不能直接发挥作用，要与反式作用因子（trans-acting factors）相互作用来调控转录，反式作用因子是一些特殊的蛋白质因子。

由某一基因表达后，对另一基因进行转录调控的因子——反式作用因子

转录与复制的比较 模板 原料 碱基配对 聚合酶 引物 产物 特点 产物加工后修饰 复制 两股链均作为模板 4种dNTP A=T , C≡G DNA聚合酶 需要 子代DNA 半保留复制 无 转录 模板链作为模板 4种NTP A=U，C≡G，T=A RNA聚合酶 不需要 转录初始产物是三种RNA前体 不对称转录 真核生物：加工后修饰

? 真核生物mRNA转录后加工包括几方面

1、5’端加帽（在细胞核内完成）

——5’端鸟苷三磷酸被甲基化(供体：SAM) 作用：a. 翻译过程中起识别作用

b. 避免mRNA受核酸外切酶降解

2、3’端加polyA(多聚腺苷酸)尾（在细胞核内完成）

——3’端由polyA(多聚腺苷酸)聚合酶催化加上polyA(多聚腺苷酸) (供体：ATP) 加尾信号：AAUAAA保守序列

? 密码子的五种特性 1.无标点2.一般不重叠3.简并性4.摆动性5.通用性 ?

? 起始密码子、终止密码子

UAG,UAA,UGA不编码氨基酸，作为终止密码子，只能被肽链释放因子识别。AUG是起始密码子。

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? SD序列

? mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。 ? 翻译的基本过程及肽链合成的方向 肽链的合成是由氨基端向羧基端进行的。

一、氨基酸的活化

（一）氨酰-tRNA的形成 （二）起始氨酰-tRNA的形成

二、肽键的合成（起始、延伸、终止） 1、起始复合物的形成 2、进位 3、转肽 4、移位

5、识别终止密码子 6、水解 7、释放

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