生化原理动态部分

《生化原理动态部分》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生化原理动态部分（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、生物化学原理生物化学原理 动态部分动态部分生物能学：生物能学：G160180mg%，糖尿病。 糖原的降解：糖原的降解：（磷酸解） 直链部分：-1,4 糖苷键；支链部分：-1,6 糖苷键。解链从非还原端开始，N 个分支点对应 N+1 个非还原端。 糖原降解的酶：酶：非还原端开始，由糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 a（只作用于 -1,4 糖苷键）和糖原脱支酶糖原脱支酶（转移、脱支）催化 糖原生成葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸，葡萄糖-1-磷酸在磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶催化下转变为葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸，进入糖酵解或转变 为游离的葡萄糖。 糖原的合成代谢：糖原的合成代谢：细胞质中进行，需要消耗 A

2、TP 和 UTP，需 3 种酶参与，掺入的葡萄糖为 UDPG。 1、 UDP葡萄糖焦磷酸化酶：活化葡萄糖，1-P-G UDP-葡萄糖； 2、糖原合酶糖原链的延长：从非还原性末端开始，至少含 4 个葡萄糖残基的 -1，4-多聚葡萄糖作为引物，掺 入的 G 为 UDPG，消耗 UTP，只能促成 -1，4-糖苷键； 3、分支酶分支的加入：分支酶断裂 （14）糖苷键之一，并转移非还原末端一段残基（通常大约 7 个）到糖 原分子中更内部的位点，重新结合上去产生 （16）糖苷键。 糖原分解糖原分解糖原合成糖原合成所需酶作用所需酶作用糖原磷酸化酶磷酸解 (14)糖苷键UDP=葡萄糖焦磷酸化酶1-P-G UD

3、P-G糖原脱支酶转移糖基，水解 (16)糖苷键糖原合酶延长糖原链，加 -1,4 糖苷 键磷酸葡萄糖变位酶1-P-G 6-P-G分支酶加 -1,6 糖苷键糖原代谢的调节：糖原代谢的调节：糖原合酶和糖原磷酸化酶分别是糖原合成与分解代谢中的限速酶，它们均受到变构与共价修饰两重调节，还受激素水平的调节。糖的其它代谢途径：糖的其它代谢途径：非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生糖异生，非糖物质主要有生糖氨基酸、有机酸（乳 酸、丙酮酸及三羧酸循环中各种羧酸等）和甘油等，不同物质转变为糖的速度不同。糖异生作用主要在肝脏肝脏中 进行。 糖异生的途径糖异生的途径：大部分反应与糖酵解的逆反应相同，但有两方面不

4、同。 1） 、克服糖酵解的三步不可逆反应：丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸；果糖 1,6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸； 葡萄糖-6-磷酸水解为葡萄糖。 2） 、糖酵解在细胞液中进行，糖异生则分别在线粒体和细胞液中进行。 1、丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）： （a）丙酮酸在丙酮酸羧化酶作用下羧化成草酰乙酸，消耗 1ATP； （b）草酰乙酸经磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化生成 PEP，消耗 1GTP。 2、果糖-1，6-二磷酸 + H2O 果糖-6-磷酸 + Pi 3、葡萄糖-6-磷酸 + H2O 葡萄糖 + Pi糖酵解和葡萄糖异生途径中酶的差异糖酵解和葡萄糖异生途径中酶的差异糖酵解作用葡萄糖异生作用

5、己糖激酶葡萄糖-6-磷酸酶磷酸果糖激酶果糖-1，6-二磷酸酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶Cori 循环（乳酸循环）：循环（乳酸循环）：在激烈运动时，肌肉糖酵解生成大量乳酸，经血液运到肝脏，可再合成肝糖原和葡萄糖。 生理意义在于促进乳酸再利用，更新肝糖原，防止酸中毒。 糖异生的生理意义：糖异生的生理意义：保证在饥饿情况下，血糖浓度的相对恒定；回收乳酸分子中的能量，防止乳酸酸中毒的发生。葡萄糖异生作用的调节：葡萄糖异生作用的调节：活化剂：柠檬酸；抑制剂：F-2,6BP 、AMP。脂类代谢：脂类代谢：甘油三酯、磷脂、糖脂、胆固醇、胆固醇酯 一、脂的消化、吸收和转运： （1）消化：主

6、要小肠中进行，胆汁盐乳化形成微团微团，胰脂肪酶和辅脂肪酶降解脂，胰磷脂酶催化磷脂的水解； （2）吸收：小肠粘膜细胞吸收，吸收形式有三种：完全水解、部分水解和完全不水解。经淋巴系统进入血液循环；（3）运送：血浆脂蛋白，由血脂与载脂蛋白结合而成，溶于水，运行于血，按密度可分为四种。 乳糜微粒 CM：小肠合成，转运外源性脂类到肝内； 极低密度脂蛋白 VLDL：肝脏合成，转运内源性脂类到肝外； 低密度脂蛋白 LDL：血管中合成，转运内源性胆固醇和磷脂至肝外； 高密度脂蛋白 HDL：肝/肠/血浆中合成，和 LDL 作用反，收集肝外胆固醇和磷脂到肝内。 （4）脂肪的动员：食物中的脂肪（外源性脂肪）经消化吸

7、收（为碳链长短与饱和度的改造过程）后，贮存于脂肪 组织（内源性脂肪） ，脂库中贮存的脂肪经脂肪酶或磷脂酶的水解而释放出脂肪酸，并转移到肝脏的过程称为 动员动员，过度的脂肪动员可能形成脂肪肝。 二、脂肪酸氧化： 肝和肌肉是脂肪酸氧化最活跃的组织，其最主要的氧化形式是 氧化氧化，脂肪酸的分解发生在原核生物的细胞 质及真核生物的线粒体基质中。 1、脂肪酸的活化：细胞液中进行，活化形式是脂酰 CoA，由脂酰 CoA 合成酶催化，消耗 1ATP 中的两个高能键。2、脂酰 CoA 转运入线粒体：催化脂肪酸 -氧化的酶系在线粒体基质中，但长链脂酰 CoA 不能自由通过线粒体内 膜，要进入线粒体基质就需要载体

8、转运，这一载体就是肉碱肉碱，肉碱脂酰转移酶催化。 3、 -氧化氧化：脂酰 CoA 在线粒体的基质中进行氧化分解。每进行一次 -氧化，需要经过脱氢、水化、再脱氢和硫解 四步反应，同时释放出 1 分子乙酰 CoA，反应产物是比原来减少了 2 个碳的新的脂酰 CoA，如此反复进行，直至 脂酰 CoA 全部变成乙酰 CoA。 脱氢脱氢：脂酰 CoA 在脂酰 CoA 脱氢酶的催化下，在 -和 -碳原子上各脱去一个氢原子，生成反式 ,-烯脂酰 CoA，氢受体是 FAD。水化水化：在烯脂酰 CoA 水合酶催化下，,-烯脂酰 CoA 水化，生成 L(+)-羟脂酰 CoA。RCH2CC HH CO SCoARC

9、H2CHCHCO SCoAOHH2OCoA再脱氢再脱氢：在 -羟脂酰 CoA 脱氢酶催化下，脱氢生成 -酮脂酰 CoA，反应的氢受体为 NAD+，此脱氢酶具有立体专立体专 一性一性，只催化 L(+)-羟脂酰 CoA 的脱氢。RCH2CHCHCOSCoAOHRCH2CCHCOSCoAOCoANAD+NADH + H+硫解硫解：由 酮硫解酶催化，酮酯酰 CoA 在 和 碳原子之间断裂，加上一分子 CoA 生成乙酰 CoA 和一 个少两个碳原子的脂酰 CoA。 RCH2CCHCOSCoAO RCH2COSCoACH3COSCoACoASH+ -氧化产生的能量：氧化产生的能量： 如软脂酸（含 16 碳

10、）经过 7 次 -氧化，可以生成 8 个乙酰 CoA，每一次 -氧化，还将生成 1 分子 FADH2 和 1 分子 NADHH+。乙酰 COA彻底氧化 12ATP，128=96ATP，7FADH2 27=14ATP，7NADH+7H+ 37=21ATP，共 961421131ATP，活化消耗了 2 个高能键，所以应为 131-2=129ATP。 三、酮体的代谢：主要在肝脏线粒体中进行。 当脂肪酸降解过量时，细胞内缺少足够的草酰乙酸将所有的乙酰 CoA 带入 TCA 循环，乙酰 CoA 还有另一条代 谢途径，即进入肝脏合成酮体酮体，包括：乙酰乙酸乙酰乙酸（30） 、-羟丁酸羟丁酸（70） 、丙酮

11、丙酮（微量） 。 1、酮体的氧化：肝脏中缺少分解酮体的酶，酮体是水溶性物质，在肝脏生成后迅速透过肝线粒体膜和细胞膜进 入血液，转运至肝外组织利用（脑、骨胳肌） 。分解：转化成乙酰 CoA，进入 TCA 循环彻底氧化。 2、酮体生成的意义：酮体是肝脏正常的中间代谢产物，是肝脏输出能源的一种形式，长期饥饿及糖供给不足时， 酮体可代替葡萄糖成为主要能源，为肝外组织特别是脑组织，提供有用的能源；但饥饿、高脂低糖饮食、糖尿 病会使酮体代谢加强，造成、酮症酸中毒、酮血症、酮尿症。 四、脂肪酸的合成：肝脏和脂肪组织的细胞液中，乙酰 CoA 在脂肪酸合酶系作用下，消耗 ATP 和 NADPH，重复 4 步进行

12、碳链延长反应，首先生成软脂酸 16:0，经过加工生成各种脂肪酸。 1、软脂酸的合成： 乙酰 CoA 的转移：线粒体内细胞液，穿越线粒体内膜，经由三羧酸运送体系柠檬酸丙酮酸循环，制备部 分 NADPH。还原力的准备：反应中所需的 NADPH+H+约有 40%来自戊糖磷酸途径，其余的 60%可由 EMP 中生成的 NADH+H+间接转化提供。总反应：NADH + H+ + NADP+ + 草酰乙酸 丙酮酸 + CO2 + NADPH + H+ + NAD+ 丙二酰 CoA 的生成：关键酶为乙酰 CoA 羧化酶（生物素）脂肪酸合酶系：原料乙酰 CoA 和丙二酰 CoA 准备好后，即在脂肪酸合酶系脂肪

13、酸合酶系的催化下开始合成脂肪酸。脂肪酸 合酶系是一个由 6 种不同功能的酶与酰基载体蛋白 ACP 聚合成的复合体，即以 ACP 为核心，在它周围有次序的排 列着合成脂肪酸的各种酶，随着 ACP 的转动，依次发生脂肪酸合成的各步反应，每一步反应的产物正好是上一步 反应的底物，效率极高。 启动启动：乙酰辅酶 A 加载到脂肪酸合成酶上；装载装载：丙二酸辅酶 A 加载到脂肪酸合成酶上；碳链延长碳链延长（重复 4 步 反应）：缩合、还原、脱水、还原；水解水解：释放出软脂酸。 反应式：8 乙酰 CoA 软脂酸8CoA，每加一个二碳单位，需 2(NADPH+H+)、1ATP，共消耗 14(NADPH+H+)

14、、 7ATP。饱和脂肪酸的合成与饱和脂肪酸的合成与 -氧化的比较氧化的比较区别要点从头合成-氧化细胞内进行部位细胞质线粒体酰基载体ACP-SH COA-SH转运机制三羧酸转运机制肉碱载体系统二碳单位参与或断裂形式丙二酸单酰 ACP乙酰 COA电子供体或受体NADPH+H+FAD,NAD-羟酰基中间物的立体构型不同D 型L 型对 HCO3-和柠檬酸的需求需要不需要所需酶7 种4 种能量需求或放出消耗 7ATP 及 14NADPH+H+产生 129ATP2、脂肪酸碳链的延长和去饱和：脂肪酰 CoA 去饱和酶。 3、脂肪酸代谢的调节：脂酰 CoA 的转运：肉碱脂酰转移酶催化；脂肪酸合成的控制：限速酶

15、为乙酰 CoA 羧化 酶。 五、磷脂的代谢： 磷脂是生物膜的主要成份。分解代谢产物的去路：甘油磷酸二羟丙酮EMP、TCA 循环；脂肪酸 -氧 化；氨基醇氨基酸或参加磷脂的再合成。磷脂的生物合成：CTP 是必需的活化因子。 六、胆固醇的合成代谢： 来源：食物和生物合成；合成场所：肝脏细胞的内质网和细胞液；关键酶：羟甲基戊二酰 CoA 还原酶；合成 原料：乙酰 CoA；合成 1 分子胆固醇需消耗 18 分子乙酰 CoA、36 分子 ATP 和 16 分子 NADPH。 合成过程：胆固醇合成过程比较复杂，有近 30 步反应，整个过程可根据为 5 个阶段。 关键步骤： 1、羟甲基戊二酰 CoA（HMG

16、CoA）的生成：3 乙酰 CoA HMGCoA； 2、二羟甲基戊酸的生成：HMGCoA 在 HMG CoA 还原酶催化下，消耗 2（NADPH+H+）生成甲羟戊酸(MVA)，不可 逆； 3、4、5、胆固醇的生成：细胞液中，MVA 先经磷酸化、脱羧、脱羟基、再缩合生成含 30C 的鲨烯，经固醇载体 蛋白运送到内质网，生成 30C 羊毛固醇，后者再经氧化还原等多步反应最后失去了 3 个 C，合成 27C 的胆固醇。 胆固醇代谢的调控：胆固醇代谢的调控： 限速酶限速酶为 HMGCoA 还原酶还原酶，受外源胆固醇含量的影响。肝以外细胞胆固醇的合成自血浆中的低密度蛋白 LDL 开始。氨基酸代谢：氨基酸代谢：组织更新（四大物质、激素等） 、分解代谢（脱氨：-酮酸、脱羧：一级