生物化学笔记 针对王镜岩等《生物化学》第三版(12)
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l脂肪酸释放激素(LPH) 有β和γ两种,可促进脂肪水解。生理条件下分泌量很少,分解脂肪的效果不明显。
l内啡肽(EP)类激素:有镇痛作用,在针刺麻醉时脑脊液中的含量增加。
前叶激素按结构可分为三类,生长激素和催乳激素为一类,都是单链蛋白;促甲状腺激素、促黄体生成激素、促卵泡激素都是糖蛋白,其α-亚基结构相似,β-亚基结构不同;促肾上腺皮质激素、脂肪酸释放激素和脑肽类激素都是由一种前体加工而成的。每一类的激素之间结构相近,序列同源,抗体有交叉反应,受体之间也有一定的亲和力。同一类的激素很可能是由同一基因进化而成的。
(2)中叶激素 只有促黑素细胞激素(MSH),分αβ两种,调节动物表皮细胞色素的增加及减少。
(3)后叶激素 包括催产素和加压素,都是九肽。前者使多种平滑肌收缩,具有催产及排乳作用;后者又称抗利尿激素(ADH),使小动脉收缩,可减少排尿,在大量失血时可升高血压。
(四)胰岛素
1.结构 胰岛素是胰岛β细胞分泌的,有AB两条链,分别有21和30个残基。两条链间由两个二硫键连接,A链还有一个链内二硫键。其高级结构是发挥活性所必须的。
2.作用 胰岛素的主要作用是降血糖。一方面可提高组织摄取葡萄糖的能力,另一方面可抑制肝糖原分解,促进肝糖原和肌糖原的合成。此外,胰岛素还抑制脂肪分解,促进蛋白质合成,并增加葡萄糖的有氧分解过程等。因此,胰岛素对靶细胞有着综合性的作用。
3.机制 葡萄糖可自由通过肝细胞,但通过心肌、骨骼肌和脂肪细胞时需要借助于质膜上的糖载体系统。这是这些组织利用糖的限速步骤,胰岛素可加速其转运过程。
胰岛素可促进肝脏中葡萄糖激酶的合成,这个酶是肝脏利用葡萄糖的第一个限速酶。在肌肉中葡萄糖磷酸化由己糖激酶催化,胰岛素可使其活性增加。
糖原合成酶有活化型(I)和非活化型(D)两种,蛋白激酶催化活化型转变为非活化型。肝细胞表面有胰岛素受体,胰岛素可增加肝脏cGMP浓度,促进cAMP分解,从而抑制蛋白激酶,促进糖原合成。
(五)胰高血糖素
1.结构 由胰岛α细胞分泌的多肽激素,由29个残基组成。首先合成的是胰高血糖素原,切去C端8肽后成为有活性的激素。
2.功能 升高血糖。可促进肝糖原分解,加快糖的异生,增加蛋白质和脂类的分解代谢。与肾上腺素不同,它不作用于肌糖原,也不被肾上腺素能阻断剂所抑制。
3.机制 与靶细胞表面受体结合,活化鸟苷酸条件蛋白,后者活化腺苷酸环化酶,使cAMP浓度升高,促进糖原分解。其受体是脂蛋白,而胰岛素受体是糖蛋白。
(六)甲状旁腺素
"甲状旁腺素和降钙素都是由甲状旁腺分泌的多肽激素,都作用于骨基质及肾脏,调节钙磷代谢。前者升高血钙,后者降低血钙。此外,1,25-二羟胆钙化醇也是激素,由肾脏分泌,可促进小肠上皮细胞合成钙离子携带蛋白,增强对钙的吸收。"
二、固醇激素
固醇激素都是环戊烷多氢菲衍生物,区别在于侧链不同。其合成都是由胆固醇转变为孕酮,再生成其他激素。
(一)肾上腺皮质激素
肾上腺皮质中可提取出数十种固醇结晶,其中7种统称肾上腺皮质激素,可矫正因切除肾上腺而出现的致死症状。其他为雄性激素、雌性激素及孕酮等。
皮质激素按生理功能可分为糖皮质激素和盐皮质激素。前者包括皮质醇、可的松和皮质酮,皮质醇最重要。其功能较复杂,主要是升高血糖,大剂量时还有减轻炎症和过敏反应的作用。后者的功能是保钠排钾,调节水盐代谢,以醛固酮的效应最强。
固醇激素可进入细胞,与细胞内受体结合,复合物经活化和移位,进入细胞核,诱导产生特异的蛋白质,发挥作用。
(二)性激素
雌性激素包括雌二醇和孕酮等。前者促进性器官发育,后者起安胎作用。雄性激素包括睾酮和雄酮等,可促进性器官发育。
雄激素和雌激素的结构很相似,可互相转化。在动物体内都有一定比例,保持平衡。
三、脂肪族激素
脂肪族激素指前列腺素(PG)。它是二十碳酸衍生物,最初发现于精液中。其实它在人体中广泛存在,作用多样。它不是由特定腺体产生的,有些还只能在产生的局部发挥作用,所以有人认为它不属于激素。
前列腺素有16种,其基本结构是前列腺烷酸,有一个环戊烷和两条侧链。根据取代基不同,可分为A-I等9类,其中EFABI是重要的五种。
各种前列腺素结构相似,功能却相差甚远。PGE和PGF对生殖系统有显著作用,PGF2α可用于引产,PGI2对它有拮抗作用。许多组织有前列腺素表面受体,结合后可改变cAMP浓度,但对不同组织作用不同。此外,前列腺素可增加发炎,而阿司匹林可干扰其酶促合成,能减少发炎。
第十章 代谢总论
第一节 概述
一、定义
代谢(metabolism)又称新陈代谢,是生物体内所有化学变化的总称。代谢是生命的基本特征。
代谢包括合成代谢和分解代谢,前者又称同化作用,是指机体从环境中摄取营养物质,把它们转化为自身物质;后者又称异化作用,是指机体将自身物质转化为代谢产物,排出体外。二者是相辅相成的,它们的平衡使生物体既保持自身的稳定,又能不断更新,以适应环境。
二、代谢途径
代谢过程是通过一系列酶促反应完成的。完成某一代谢过程的一组相互衔接的酶促反应称为代谢途径。代谢途径有以下特点:
1.没有完全可逆的代谢途径。物质的合成与分解,有的要完全不同的两条代谢途径(如脂肪酸的代谢);有的要部分地通过单向不可逆反应(如糖代谢)。
2.代谢途径的形式是多样的,有直线型的,有分支型的,也有环形的。
3.代谢途径有确定的细胞定位。酶在细胞内有确定的分布区域,所以每个代谢过程都是在确定的区域进行的。例如,糖酵解在细胞质中进行,三羧酸循环在线粒体基质中进行,氧化磷酸化在线粒体内膜进行。
4.代谢途径是相互沟通的。各个代谢途径之间,可通过共同的中间代谢物而相互交叉,也可通过过渡步骤相互衔接。这样各种代谢途径就联系起来,构成复杂的代谢网络。通过网络,各种物质的代谢可以协调进行,某些物质还可相互转化。
5.代谢途径之间有能量关联。通常合成代谢消耗能量,分解代谢释放能量,二者通过ATP等高能化合物作为能量载体而连接起来。
6.代谢途径的流量可调控。机体在不同的情况下需要不同的代谢速度,以提供适量的能量或代谢物。这是通过控制物质代谢的流量来实现的。因为代谢是酶促过程,所以可通过控制酶的活力与数量来实现。每个代谢途径的流量,都受反应速度最慢的步骤的限制,这个步骤称为限速步骤,或关键步骤,这个酶称为限速酶或关键酶。限速步骤一般是代谢途径或分支的第一步,这样可避免有害中间产物的积累。限速步骤一般是不可逆反应,其逆过程往往由另一种酶催化。限速酶的活性甚至数量,往往受到多种机制的调节,最普遍的是反馈抑制,即代谢终产物的积累对限速酶产生抑制。
第二节 合成代谢
一、阶段性和趋异性
生物分子结构的多层次性决定了合成代谢的阶段性。首先由简单的无机分子(CO2、NH3、H2O等)合成生物小分子(单糖、氨基酸、核苷酸等),再用这些构件合成生物大分子,进而组装成各种生物结构。
趋异性是指随着合成代谢阶段的上升,倾向于产生种类更多的产物。
二、营养依赖性
人类不能从无到有合成所有的生物分子。那些不能自己合成,只能从食物中摄取的物质,称为是必需的。如氨基酸中有10种是必需氨基酸,维生素和某些高不饱和脂肪酸也是必需的。严格说,糖是非必需的。
三、需要能量推动
合成代谢需要消耗能量。合成生物小分子的能量直接来自ATP和NADPH,合成生物大分子直接来自核苷三磷酸。
合成代谢所需的能量主要用于活化前体或构件分子,以及用于还原步骤等。
四、信息来源
生物大分子有两种组装模式:
1.模板指导组装核酸和蛋白质的合成,都以先在的信息分子为模板。如DNA复制、转录以及反转录、翻译都是在模板指导下的聚合过程。所需的信息存在于模板分子的构件序列中,能量来自活化的构件分子或ATP等。生物大分子形成高级结构并构成亚细胞结构是自我组装过程,其信息存在于一级结构中,其能量来自非共价作用力,即组装过程中释放的自由能。
2.酶促组装有些构件序列简单均一的大分子通过酶促组装聚合而成。其信息指令来自酶分子,不需要模板。如糖原、肽聚糖、一些小肽等,都在专一的酶指导和催化下合成。
第三节 分解代谢
一、阶段性和趋同性
生物大分子的分解有三个阶段:水解产生构件分子、氧化分解产生乙酰辅酶A、氧化成二氧化碳和水。在这个过程中,随着结构层次的降低,倾向产生少数共同的分解产物,即具有趋同性。
二、意义
分解代谢的各个阶段都是释放能量的过程。第一阶段放能很少。第二阶段约占三分之一,可推动ATP和NADPH的合成,它们可作为能量载体向体内的耗能过程提供能量。第三阶段通过三羧酸循环和氧化磷酸化释放其余的能量,主要用于ATP的合成。三羧酸循环形成二氧化碳和还原辅酶,后者在氧化磷酸化过程中释放能量,形成ATP和水。
第四节 代谢中的能量与调控
一、代谢与能量
1.有关定律
**热力学第一定律:能量守恒定律
**热力学第二定律:熵定律
**自由能:ΔG=ΔH—TΔS,<0为自发。
自由能表示系统中总能量,对于化学反应与每一组分的化学稳定性有关,变化为负值表示由不稳定的化学能高的状态变成低能状态,是放能反应。
ΔG0是标准自由能变化,各物质的浓度都是1mol/L,其值为2.303RTlogK。生化中常用ΔG0’,即pH=7时的值。
2.ATP及其偶联作用
生物体内的放能和需能反应经常以ATP相偶联。ATP可分解为ADP或AMP。前者如各种激酶,后者如乙酰辅酶A的合成。反应过程中有的由一个酶催化,如谷氨酰胺合成酶,先生成磷酰谷氨酸中间物,它是谷氨酸的活化形式,再与氨反应;有的需多个酶参与,如蔗糖的合成需3个酶,首先生成葡萄糖6磷酸的活化形式;也有的没有ATP直接参与,如苹果酸生成草酰乙酸,是需能反应,利用下一步由草酰乙酸生成柠檬酸时高能硫酯键放能促进其反应。
3.其它高能化合物
UTP参与多糖合成,CTP参与脂类合成,GTP参与蛋白质合成。
烯醇酯、硫酯等也是高能化合物,如磷酸烯醇式丙酮酸、乙酰辅酶A等。高能化合物根据键型可分为磷氧键型、氮磷键型、硫酯键型、甲硫键型等,绝大多数含磷酸基团。
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。磷酸肌酸是易兴奋组织如肌肉、脑、神经等唯一能起暂时储能作用的物质ΔG0’为-10.3千卡/摩尔,是ATP的能量储存库。肌肉中的含量比ATP高3-4倍,可维持ATP水平的恒定。磷酸精氨酸是无脊椎动物肌肉中的储能物质,与磷酸肌酸类似。
二、代谢调节
代谢过程是一系列酶促反应,可通过酶活性和数量进行调节。如别构调节、共价调节、同工酶、诱导酶、多酶体系等调节。此外,神经和激素的调节也起着重要作用。
代谢是动态的。生物体内总是同时进行着分解代谢与合成代谢,分解老化的生物分子并合成新的分子来代替。即使体重保持不变,代谢也在不断地进行。
本 章 名 词 解 释
分解代谢反应(catabolic reaction):降解复杂分子为生物体提供小的构件分子和能量
代谢反应。
合成代谢反应(anablic reaction):合成用于细胞维持和生长所需分子的代谢反应。
反馈抑制(feedback inbition):催化一个代谢途径中前面反应的酶受到同一途径终产物抑制的现象
前馈激活(feed-forward activition):代谢途径中一个酶被该途径中前面产生的代谢物激活的现象。
"标准自由能变化(△GO):相应于在一系列标准条件(温度298K,压力1atm(=101.325KPa),所有溶质的浓度都是不是mol/L)下发生的反应自由能变化。△GO′表示pH7.0条件下的标准自由能变化。"
标准还原电动势(EO′):25℃和pH7.0条件下,还原剂和它的氧化形式在1mol/L浓度下表现出的电动势.
第十一章 糖类代谢
第一节 概述
一、特点
糖代谢可分为分解与合成两方面,前者包括酵解与三羧酸循环,后者包括糖的异生、糖原与结构多糖的合成等,中间代谢还有磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。
糖代谢受神经、激素和酶的调节。同一生物体内的不同组织,其代谢情况有很大差异。脑组织始终以同一速度分解糖,心肌和骨骼肌在正常情况下降解速度较低,但当心肌缺氧和骨骼肌痉挛时可达到很高的速度。葡萄糖的合成主要在肝脏进行。不同组织的糖代谢情况反映了它们的不同功能。
二、糖的消化和吸收
(一)消化
淀粉是动物的主要糖类来源,直链淀粉由300-400个葡萄糖构成,支链淀粉由上千个葡萄糖构成,每24-30个残基中有一个分支。糖类只有消化成单糖以后才能被吸收。
主要的酶有以下几种:
1.α-淀粉酶 哺乳动物的消化道中较多,是内切酶,随机水解链内α1,4糖苷键,产生α-构型的还原末端。产物主要是糊精及少量麦芽糖、葡萄糖。最适底物是含5个葡萄糖的寡糖。
2.β-淀粉酶 在豆、麦种子中含量较多。是外切酶,作用于非还原端,水解α-1,4糖苷键,放出β-麦芽糖。水解到分支点则停止,支链淀粉只能水解50%。
3.葡萄糖淀粉酶 存在于微生物及哺乳动物消化道内,作用于非还原端,水解α-1,4糖苷键,放出β-葡萄糖。可水解α-1,6键,但速度慢。链长大于5时速度快。
4.其他 α-葡萄糖苷酶水解蔗糖,β-半乳糖苷酶水解乳糖。
二、吸收
D-葡萄糖、半乳糖和果糖可被小肠粘膜上皮细胞吸收,不能消化的二糖、寡糖及多糖不能吸收,由肠细菌分解,以CO2、甲烷、酸及H2形式放出或参加代谢。
三、转运
1.主动转运小肠上皮细胞有协助扩散系统,通过一种载体将葡萄糖(或半乳糖)与钠离子转运进入细胞。此过程由离子梯度提供能量,离子梯度则由Na-K-ATP酶维持。细菌中有些糖与氢离子协同转运,如乳糖。另一种是基团运送,如大肠杆菌先将葡萄糖磷酸化再转运,由磷酸烯醇式丙酮酸供能。果糖通过一种不需要钠的易化扩散转运。需要钠的转运可被根皮苷抑制,不需要钠的易化扩散被细胞松驰素抑制。
2.葡萄糖进入红细胞、肌肉和脂肪组织是通过被动转运。其膜上有专一受体。红细胞受体可转运多种D-糖,葡萄糖的Km最小,L型不转运。此受体是蛋白质,其转运速度决定肌肉和脂肪组织利用葡萄糖的速度。心肌缺氧和肌肉做工时转运加速,胰岛素也可促进转运,可能是通过改变膜结构。
第二节 糖酵解
一、定义
1.酵解是酶将葡萄糖降解成丙酮酸并生成ATP的过程。它是动植物及微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。有氧时丙酮酸进入线粒体,经三羧酸循环彻底氧化生成CO2和水,酵解生成的NADH则经呼吸链氧化产生ATP和水。缺氧时NADH把丙酮酸还原生成乳酸。
2.发酵也是葡萄糖或有机物降解产生ATP的过程,其中有机物既是电子供体,又是电子受体。根据产物不同,可分为乙醇发酵、乳酸发酵、乙酸、丙酸、丙酮、丁醇、丁酸、琥珀酸、丁二醇等。
二、途径
共10步,前5步是准备阶段,葡萄糖分解为三碳糖,消耗2分子ATP;后5步是放能阶段,三碳糖生成丙酮酸,共产生4分子ATP。总过程需10种酶,都在细胞质中,多数需要Mg2+。酵解过程中所有的中间物都是磷酸化的,可防止从细胞膜漏出、保存能量,并有利于与酶结合。
1.磷酸化葡萄糖被ATP磷酸化,产生6-磷酸葡萄糖。
反应放能,在生理条件下不可逆(K大于300)。由己糖激酶或葡萄糖激酶催化,需要Mg2+或Mn2+。己糖激酶可作用于D-葡萄糖、果糖和甘露糖,是糖酵解过程中的第一个调节酶,受6-磷酸葡萄糖的别构抑制。有三种同工酶。葡萄糖激酶存在于肝脏中,只作用于葡萄糖,不受6-磷酸葡萄糖的别构抑制肌肉的己糖激酶Km=0.1mM,肝脏的葡萄糖激酶Km=10mM,平时细胞中的葡萄糖浓度时5mM,只有进后葡萄糖激酶才活跃,合成糖原,降低血糖浓度,葡萄糖激酶是诱导酶,胰岛素可诱导它的合成。6-磷酸葡萄糖也可由糖原合成,由糖原磷酸化酶催化,生成1-磷酸葡萄糖,在磷酸葡萄糖变位酶的催化下生成6-磷酸葡萄糖。此途径少消耗1个ATP。6-磷酸葡萄糖由葡萄糖6-磷酸酶催化水解,此酶存在于肝脏和肾脏中,肌肉中没有。
2.异构由6-磷酸葡萄糖生成6-磷酸果糖
反应中间物是酶结合的烯醇化合物,反应是可逆的,由浓度控制。由磷酸葡萄糖异构酶催化,受磷酸戊糖支路的中间物竞争抑制,如6-磷酸葡萄糖酸。戊糖支路通过这种方式抑制酵解和有氧氧化,pH降低使抑制加强,减少酵解,以免组织过酸。
3.磷酸化 6-磷酸果糖被ATP磷酸化,生成1,6-二磷酸果糖
由磷酸果糖激酶催化,是酵解的限速步骤。是别构酶,四聚体,调节物很多,ATP、柠檬酸、磷酸肌酸、脂肪酸、DPG是负调节物;果糖1,6-二磷酸、AMP、ADP、磷酸、环AMP等是正调节物。PFK有三种同工酶,A在心肌和骨骼肌中,对磷酸肌酸、柠檬酸和磷酸敏感;B在肝和红细胞中,对DPG敏感;C在脑中,对ATP和磷酸敏感。各种效应物在不同组织中浓度不同,更重要的是其浓度变化幅度不同,如大鼠在运动和休息时ATP含量仅差0.8ug/g肌肉,不能改变PFK活力,而磷酸肌酸浓度变化大,效应也大。
4.裂解生成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮
由醛缩酶催化,有三种同工酶,A在肌肉中,B在肝中,C在脑中。平衡有利于逆反应,由浓度推动反应进行。生成西弗碱中间物。
5.异构 DHAP生成磷酸甘油醛
DHAP要转变成磷酸甘油醛才能继续氧化,此反应由磷酸丙糖异构酶催化,平衡时磷酸甘油醛占10%,由于磷酸甘油醛不断消耗而进行。受磷酸和磷酸缩水甘油竞争抑制。以上反应共消耗2分子ATP,产生2分子3-磷酸甘油醛,原来葡萄糖的3,2,1位和4,5,6位变成1,2,3位。
6.氧化 G-3-P+NAD++H3PO4=1,3-DPG+NADH+H+
由磷酸甘油醛脱氢酶催化,产物是混合酸酐,含高能键(11.8千卡)。反应可分为两部分,放能的氧化反应偶联推动吸能的磷酸化反应。酶是四聚体,含巯基,被碘乙酸强烈抑制。砷酸盐与磷酸竞争,可产生3-磷酸甘油酸,但没有磷酸化,是解偶联剂。NAD之间有负协同效应,ATP和磷酸肌酸是非竞争抑制剂,磷酸可促进酶活。
肌肉收缩开始的几秒,磷酸肌酸从20mM下降到10-5mM,使酶活升高;随着乳酸的积累,ATP抑制增强,酶活下降。
7.放能 1,3-DPG+ADP=3-磷酸甘油酸+ATP
由磷酸甘油酸激酶催化,需Mg。是底物水平磷酸化,抵消了消耗的ATP。
8.变位 3-磷酸甘油酸变成2-磷酸甘油酸
由磷酸甘油酸变位酶催化,需镁离子。DPG是辅因子,可由1,3-二磷酸甘油酸变位而来。机理是DPG的3位磷酸转移到底物的2位。DPG无高能键,可被磷酸酶水解成3-磷酸甘油酸。红细胞中有15-50%的1,3-DPG转化为DPG,以调节运氧能力。在氧分压较高的肺泡,亲和力不变,而在组织中亲和力降低,可增加氧的释放。
9.脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸PEP
由烯醇酶催化,需镁或锰离子。反应可逆,分子内能量重新分布,产生一个高能键。F—可络合镁离子,抑制酶活,有磷酸盐时更强,可用来抑制酵解。
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。是别构酶,F-1,6-2P活化,脂肪酸、乙酰辅酶A、ATP和丙氨酸抑制酶活。有三种同工酶,L型存在于肝脏中,被二磷酸果糖激活,脂肪酸、乙酰辅酶A、ATP和丙氨酸抑制;A型存在于脂肪、肾和红细胞,被二磷酸果糖激活,ATP和丙氨酸抑制;M型存在于肌肉中,被磷酸肌酸抑制。丙酮酸激酶受激素影响,胰岛素可增加其合成。
三、能量变化
C6H12O6+2Pi+2ADP+2NAD+=2C3H4O3+2ATP+2NADH+2H++2H2O
有氧时2个NADH经呼吸链可产生6个ATP,共产生8个ATP;无氧时生成乳酸,只有2个ATP。在骨骼肌和脑组织中,NADH进入线粒体要经过甘油磷酸穿梭系统,在细胞质中由3-磷酸甘油脱氢酶催化,将磷酸二羟丙酮还原生成3-磷酸甘油,进入线粒体后再氧化生成磷酸二羟丙酮,返回细胞质。因为其辅酶是FAD,所以生成FADH2,只产生2个ATP。这样其还原当量(2H++2e)被带入线粒体,生成FADH2,进入呼吸链,结果共生成6个ATP。
其他组织如肝脏和心肌等,通过苹果酸穿梭系统,在苹果酸脱氢酶作用下还原草酰乙酸,生成苹果酸,进入线粒体后再氧化生成草酰乙酸。不过草酰乙酸不能通过线粒体膜,必需经谷草转氨酶催化生成天冬氨酸和α-酮戊二酸才能返回细胞质。线粒体中苹果酸脱氢酶的辅酶是NAD,所以可生成3个ATP。
四、丙酮酸的去向
1.生成乙酰辅酶A:有氧时丙酮酸进入线粒体,脱羧生成乙酰辅酶A,通过三羧酸循环彻底氧化成水和CO2。
2.生成乳酸:乳酸菌及肌肉供氧不足时,丙酮酸接受3磷酸甘油醛脱氢时产生的NADH上的H,在乳酸脱氢酶催化下还原生成乳酸。LDH有5种同工酶,A4在骨骼肌,B4在心肌。A4以高速催化丙酮酸的还原,使骨骼肌可在缺氧时运动;H4速度慢并受丙酮酸抑制,所以心肌在正常情况下并不生成乳酸,而是将血液中的乳酸氧化生成丙酮酸,进入三羧酸循环。骨骼肌产生的大量乳酸还可由肝脏氧化生成丙酮酸,再通过糖的异生转变为葡萄糖,供骨骼肌利用,称为乳酸循环或Coli氏循环。
3.生成乙醇:在酵母菌中,由丙酮酸脱羧酶催化生成乙醛,再由乙醇脱氢酶催化还原生成乙醇。
五、其他单糖
1.果糖:可由己糖激酶催化形成6-磷酸果糖而进入酵解。己糖激酶对葡萄糖的亲和力比果糖大12倍,只有在脂肪组织中,果糖含量比葡萄糖高,才由此途径进入酵解。肝脏中有果糖激酶,可生成1-磷酸果糖,再被1-磷酸果糖醛缩酶裂解生成甘油醛和磷酸二羟丙酮,甘油醛由三碳糖激酶磷酸化生成3-磷酸甘油醛,进入酵解。
2.半乳糖:在半乳糖激酶催化下生成1-磷酸半乳糖(需镁离子),再在1-磷酸半乳糖尿苷酰转移酶催化下与UDP-葡萄糖生成UDP-半乳糖和1-磷酸葡萄糖,UDP-半乳糖被UDP-半乳糖4-差向酶催化生成UDP-葡萄糖。反应是可逆的,半乳糖摄入不足时可用于合成半乳糖。
3.甘露糖:由己糖激酶催化生成6-磷酸甘露糖,被磷酸甘露糖异构酶催化生成6-磷酸果糖,进入酵解。
第三节 三羧酸循环
一、丙酮酸脱氢酶复合体
(一)反应过程:5步,第一步不可逆。
1.脱羧,生成羟乙基TPP,由E1催化。
2.羟乙基被氧化成乙酰基,转移给硫辛酰胺。由E2催化。
3.形成乙酰辅酶A。由E2催化。
4.氧化硫辛酸,生成FADH2。由E3催化。
5.氧化FADH2,生成NADH。
复合体有60条肽链组成,直径30nm,E1和E2各24个,E3有12个。其中硫辛酰胺构成转动长臂,在电荷的推动下携带中间产物移动。
(二)活性调控
此反应处于代谢途径的分支点,收到严密调控:
1.产物抑制:乙酰辅酶A抑制E2,NADH抑制E3。可被辅酶A和NAD+逆转。
2.核苷酸反馈调节:E1受GTP抑制,被AMP活化。
3.共价调节:E1上的特殊丝氨酸被磷酸化时无活性,水解后恢复活性。丙酮酸抑制磷酸化作用,钙和胰岛素增加去磷酸化作用,ATP、乙酰辅酶A、NADH增加磷酸化作用。
二、三羧酸循环的途径:8步。曾经怀疑第一个组分是其他三羧酸,故名三羧酸循环。也叫Krebs循环。
1.辅酶A与草酰乙酸缩合,生成柠檬酸
由柠檬酸缩合酶催化,高能硫酯键水解推动反应进行。受ATP、NADH、琥珀酰辅酶A和长链脂肪酰辅酶A抑制。ATP可增加对乙酰辅酶A的Km。氟乙酰辅酶A可形成氟柠檬酸,抑制下一步反应的酶,称为致死合成,可用于杀虫剂。
2.柠檬酸异构化,生成异柠檬酸
由顺乌头酸酶催化,先脱水,再加水。是含铁的非铁卟啉蛋白。需铁及巯基化合物(谷胱甘肽或Cys等)维持其活性。
3.氧化脱羧,生成α-酮戊二酸
第一次氧化,由异柠檬酸脱氢酶催化,生成NADH或NADPH。中间物是草酰琥珀酸。是第二个调节酶,能量高时抑制。生理条件下不可逆,是限速步骤。细胞质中有另一种异柠檬酸脱氢酶,需NADPH,不是别构酶。其反应可逆,与NADPH还原当量有关。
4.氧化脱羧,生成琥珀酰辅酶A
第二次氧化脱羧,由α-酮戊二酸脱氢酶体系催化,生成NADH。其中E1为α-酮戊二酸脱氢酶,E2为琥珀酰转移酶,E3与丙酮酸脱氢酶体系相同。机制类似,但无共价调节。
5.分解,生成琥珀酸和GTP
是唯一一个底物水平磷酸化,由琥珀酰辅酶A合成酶(琥珀酰硫激酶)催化。GTP可用于蛋白质合成,也可生成ATP。需镁离子。
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芸芸视频考研生物化学复习笔记
第一篇生物大分子的结构与 功能 第一章氨基酸和蛋白质 一、组成蛋白质的20 种氨基酸的分类 1、非极性氨基酸 包括:甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮 氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸 2、极性氨基酸 极性中性氨基酸:色氨酸、酪氨酸、丝氨酸、半 胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸 酸性氨基酸:天冬氨酸、 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-27生物化学工程复习资料加强版,考研复习总结资料
生化工程 Biochemical Engineering 绪 论 第一节 生化工程的诞生与发展 一、概述 1.概念: 生化工程或生物化工全称是生物化学工程(Biochemical Engineering)是为生物技术服务的 化学工程。 它是利用化学工程原理和方法对实验室所取得的生物技术成果加以开发,使 之成为生物反应过程的一门学科,是生物化学与工程学 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-25强化农学生物化学辅导讲义
一、生物化学概述 (一)生物化学研究的基本内容生物化学是研究生物的化学组成和生命过程中各种化学变化的科学,是研究生命的化学本质的科学。生物化学的研究内容包括以下三个方面: 1.研究生命的化学组成:生物大分子的结构 2.研究生命的新陈代谢:生物大分子的合成降解及代谢途径的调控 3.研究生命体的自我复制 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-25南开大学2019年微生物学、生物化学与分子生物学接受调剂生
一、接收专业与范围:接收调剂专业:微生物学;生物化学与分子生物学;接收调剂生第一志愿报考学院:生命科学学院(理学专业);接收调剂生需满足的分数线:政治>=50英语>=50专业课一>=80专业课二>=80总分>=310。二、调剂报名:申请调剂的考生请于3月19日下午到生命科学学院研究生办公室领取《调剂 ...考研调剂信息 本站小编 FreeKaoyan 2019-03-20生物化学(第三版)课后习题详细解答
生物化学(第三版)课后习题详细解答 第三章 氨基酸 提要 -氨基酸是蛋白质的构件分子,当用酸、碱或蛋白酶水解蛋白质时可获得它们。蛋白质中的氨基酸都是L型的。但碱水解得到的氨基酸是D型和L型的消旋混合物。 参与蛋白质组成的基本氨基酸只有20种。此外还有若干种氨基酸在某些蛋白质中存在,但它们都是在蛋白质 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-17西安交通大学833生物化学基础考研真题_重点节选
一、西安交通大学833生物化学基础考研真题节选图片 题目一 题目二 二、西安交通大学833生物化学基础考研真题考察重点知识节选 单糖的结构 大多数单糖都是手性化合物。单搪构型是指分子中离M墓碳最远的那个手性碳原子的构型。 1.对映异构体:一个不对称碳原子的取代基在空间里的两种取向是物体与镜像的关系.不 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-16吉林大学338生物化学考研真题_重点节选
一、吉林大学338 生物化学考研真题节选图片 题目一 题目二 二、 吉林大学338 生物化学考研真题考察重点知识节选 光面内质网(SER):无核枯体颗粒附着的内质网,呈分枝小管状或泡状。其功能主要是合成磷脂和胆固醉。 此外在不同类型细胞中的光面内质网还担负其它复杂的功能(如在肝细胞中起解毒的作用,在肌细胞 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-16中国农业大学专业辅导班复习资料(生物化学)
中国农业大学专业辅导班复习资料(生物化学) 第一章,蛋白质 1.蛋白质的生物学功能是什么? 2.蛋白质的元素组成特点及其应用如何? 3.氨基酸的分类有哪几种方法?按侧链R基团分类的理由是什么? 4.蛋白质的分子组成有什么特点? 5.何为蛋白质氨基酸?何为非蛋白质氨基酸? 6.氨基酸有什么 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-13中国农业大学食品专业研究生考试生物化学总复习题
一,概念题(每题2分,共14分) 糖有氧氧化 脂肪酸-氧化 鸟氨酸循环 酮体 限制性内切酶 中心法则 联合脱氨基 氮的正平衡 糖异生 DNA的变性 共价调节 Tm值 核糖体 引发体 冈崎片断 二,填空题(每空1分,共50分) 1.糖酵解有 步脱氢反应和 步底物磷酸化反应。 2.18C的饱和脂肪酸 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-13中国农业大学食品学院研究生考试生物化学名词解释
生物化学名词解释 第一章 氨基酸和蛋白质 氨基酸(amino acid):是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物,氨基一般连在-碳上。 必需氨基酸(essential amino acid):指人(或其它脊椎动物)(赖氨酸,苏氨酸等)自己不能合成,需要从食物中获得的氨基酸。 非必需氨基酸(nonessential amino acid):指 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-13中国农业大学生物学院生物化学总复习题
生物化学习题 名词解释 糖原;半纤维素;琼脂糖;糖蛋白;糖肽键;糖苷;氨基酸pI;桑格反应;艾德曼反应;HPLC;阳离子交换剂;分配系数;肽键;多肽链;艾德曼降解;-螺旋;-折叠片;-转角;二面角;Ramachandran 构象图;蛋白质一级结构;二级结构;超二级结构;三级结构;结构域;亚基;四级结 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-13中国农业大学生物化学考研复习习题含答案
中国农业大学生物化学习题集 第一章 蛋白质化学 一、单项选择题 1.测得某一蛋白质样品的氮含量为0.40g,此样品约含蛋白质多少? A.2.00g B.2.50g C.6.40g D.3.00g E.6.25g 2.下列含有两个羧基的氨基酸是: A.精氨酸 B.赖氨酸 C.甘氨酸 D.色氨酸 E.谷氨酸 3.维持蛋白质二级结构 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-13中科院水生所2012生物化学硕士考试专业课试题
中国科学院研究生院水生生物研究所 2012年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题 生物化学 一、名词解释(共30分,每小题3分) 1. 超分子复合物 (supermolecular complexe): 2. 多巴胺(dopamine): 3. 旋光活性(optical activity): 4. 两性离子(zwitterions): 5. 加压素(vasopressin): 6. 免疫印迹( ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-13中山大学医学院生物化学本科考试试卷
以下内容为生化期末考试复习材料,根据95-08历年考试大题关键词涉及相关知识点频率排序。★数量仅代表出现次数,与重要性无关。 1. 胆汁酸、肝肠循环相关,胆红素代谢 ★★★★★★★★★ 胆汁酸(bile acids):存在于胆汁中一大类胆烷酸总称,以钠盐或钾盐的形式存在,即胆汁酸盐,简称胆盐。有游离型 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-12中山大学医学院生物化学复习重点知识点归纳总结
绪 论 掌握:生物化学、生物大分子和分子生物学的概念。 【复习思考题】 1. 何谓生物化学? 2. 当代生物化学研究的主要内容有哪些? 蛋白质的结构与功能 掌握:蛋白质元素组成及其特点;蛋白质基本组成单位--氨基酸的种类、基本结构及主要特点;蛋白质的分子结构;蛋白质结构与功能的关系;蛋白质的主要理化性质及 ...专业课考研资料 本站小编 免费考研网 2019-03-12
