课件生化纲要下

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1、第十章 生物氧化第一节 概述一、 生物氧化的概念和特点二、 自由能的变化1. 高能化合物定义：一般将含有20.9kJ/mol以上能量的磷酸化合物称为高能磷酸化合物，含有高能的键称为高能键。高能键常以“”符号表示。A. 高能磷酸化合物B. 高能非磷酸化合物第二节 线粒体氧化呼吸链：一、 电子传递链的成员1. NAD（NADH）单递氢体，双电子载体，非蛋白组分。2. 黄素蛋白FAD或FMN为辅基，双递氢体3. 铁硫蛋白：分子中含有非血红素铁和对酸不稳定的硫。其分子中的铁离子与硫原子构成一种特殊的正四面体结构，称为铁硫中心或铁硫簇，铁硫蛋白是单电子传递体。4. 泛醌（CoQ）是存在于线粒体内膜上的一

2、种脂溶性醌类化合物。分子中含对苯醌结构，可接受二个氢原子而转变成对苯二酚结构，是一种双递氢体。非蛋白组分5. 细胞色素类这是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质，为单电子传递体。二、 电子传递链复合物在线粒体中，由若干递氢体或递电子体按一定顺序排列组成的，与细胞呼吸过程有关的链式反应体系称为呼吸链。这些递氢体或递电子体往往以复合体的形式存在于线粒体内膜上。主要的复合体有：1. 复合体（NADH-泛醌还原酶）：将（NADH+H+）的氢和电子传递给CoQ。2. 复合体（琥珀酸-泛醌还原酶）：1个琥珀酸脱氢酶（FAD），2个铁硫蛋白和2个Cytb560组成，作用是将FADH2的氢和电子传递给CoQ。3. 复合

3、体（泛醌-细胞色素c还原酶）：作用是将电子由泛醌传递给Cytc。4. 复合体（细胞色素c氧化酶）：由1个Cyta和一个Cyta3组成，含两个铜离子，直接将电子传递给氧，故Cytaa3又称为细胞色素c氧化酶，作用是将电子由Cytc传递给氧。三、 呼吸链成分的排列顺序：由上述递氢体或递电子体组成了NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链两条呼吸链。1. NADH氧化呼吸链其递氢体或递电子体的排列顺序为：NAD+复合体CoQ复合体c复合体1/2O2。丙酮酸、-酮戊二酸、异柠檬酸、苹果酸、-羟丁酸、-羟脂酰CoA和谷氨酸脱氢后经此呼吸链递氢。2. 琥珀酸氧化呼吸链其递氢体或递电子体的排列顺序为：FAD复合

4、体CoQ复合体c复合体1/2O2。琥珀酸、3-磷酸甘油（线粒体）和脂酰CoA脱氢后经此呼吸链递氢。四、 电子传递链的抑制剂能够抑制呼吸链递氢或递电子过程的药物或毒物称为呼吸链的抑制剂。抑制复合体巴比妥、鱼藤酮等抑制复合体抗霉素A抑制复合体CO、H2S和CN-、N3-。第三节 氧化磷酸化一、 生物体内能量生成的方式1. 氧化磷酸化：在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递氢体系传递给氧，在此过程中释放能量使ADP磷酸化生成ATP，这种能量的生成方式就称为氧化磷酸化。2. 底物水平磷酸化：直接将底物分子中的高能键转变为ATP分子中的末端高能磷酸键的过程称为底物水平磷酸化。3. 光合磷酸化二、 氧化磷酸

5、化的偶联机制：1. 化学渗透学说A. 形成跨膜pH梯度和跨膜电位差。氧化呼吸链存在于线粒体内膜上，当氧化反应进行时，H+通过氢泵作用（氧化还原袢）被排斥到线粒体内膜外侧（膜间腔），B. ATP合酶：这种形式的能量，可以被存在于线粒体内膜上的ATP合酶利用，生成高能磷酸基团，并与ADP结合而合成ATP。分为三个部分，即头部，柄部和基底部。但如用生化技术进行分离，则只能得到F0（基底部+部分柄部）和F1（头部+部分柄部）两部分。ATP合酶的中心存在质子通道，当质子通过这一通道进入线粒体基质时，其能量被头部的ATP合酶催化活性中心利用以合成ATP。2. P/O比每消耗一摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔

6、数称为P/O比值。当底物脱氢以NAD+为受氢体时，P/O比值为2.5；当底物脱氢以FAD为受氢体时，P/O比值为1.5。3. 能荷调节ATP/ADP比值是调节氧化磷酸化速度的重要因素。ATP/ADP比值下降，可致氧化磷酸化速度加快；反之，当ATP/ADP比值升高时，则氧化磷酸化速度减慢。4. 氧化磷酸化的偶联部位复合物、偶联。NADH氧化呼吸链有三个生成ATP的偶联部位，琥珀酸氧化呼吸链只有两个生成ATP的偶联部位。三、 抑制剂和解偶联剂1. 解偶联剂：不抑制呼吸链的递氢或递电子过程，但能使氧化产生的能量不能用于ADP的磷酸化的试剂称为解偶联剂。其机理是增大了线粒体内膜对H+的通透性，使H+的

7、跨膜梯度消除，2,4-二硝基苯酚。2. 氧化磷酸化的抑制剂：抑制F0-F1ATP酶活性，阻断质子回到基质。从而阻断磷酸化；进而抑制呼吸链。四、 线粒体的穿梭系统：胞液中的3-磷酸甘油醛或乳酸脱氢，均可产生NADH。这些NADH可经穿梭系统而进入线粒体氧化磷酸化，产生H2O和ATP。1. 磷酸甘油穿梭系统：两种不同的-磷酸甘油脱氢酶，一个以NADH为辅酶，一个以FAD为辅酶，NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体只得到1.5分子ATP。2. 苹果酸穿梭系统：此系统以苹果酸和天冬氨酸为载体，苹果酸脱氢酶和谷草转氨酶的催化。将胞液中NADH的氢原子带入线粒体交给NAD+，经此穿梭系统一对氢原子

8、可生成2.5分子ATP。第四节 其他末端氧化酶系统第十一章 脂类代谢脂类是脂肪和类脂的总称，是一大类不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。其中，脂肪主要是指甘油三酯，类脂则包括磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）、糖脂（脑苷脂和神经节苷脂）、胆固醇及胆固醇酯。第一节 甘油三酯的分解代谢：一、 脂肪的降解脂肪酶（简称脂酶，lipase）：二、 甘油代谢甘油激酶磷酸甘油脱氢酶三、 脂肪酸的分解1. 氧化途径定义、部位、酶反应（酶、辅因子、能量、反应物结构式等）、调节、意义；体内大多数的组织细胞均可以此途径氧化利用脂肪酸。其代谢反应过程可分为三个阶段：(1)活化：在线粒体外膜或内质网进行此反应过程。脂肪酸硫激酶（脂

9、酰CoA合成酶）催化生成脂酰CoA。每活化一分子脂肪酸，需消耗两分子ATP。(2)进入线粒体：两种肉碱脂肪酰转移酶（酶和酶）催化的移换反应。肉碱脂肪酰转移酶是脂肪酸-氧化的关键酶。-氧化： 脱氢：脂肪酰CoA在脂肪酰CoA脱氢酶的催化下，生成FADH2和,-烯脂肪酰CoA。 水化：在水化酶的催化下，生成L-羟脂肪酰CoA。 再脱氢：在L-羟脂肪酰CoA脱氢酶的催化下，生成-酮脂肪酰CoA和NADH+H+。 硫解：在硫解酶的催化下，分解生成1分子乙酰CoA和1分子减少了两个碳原子的脂肪酰CoA。后者可继续氧化分解，直至全部分解为乙酰CoA。生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解。2. 偶数碳

10、脂肪酸氧化化学计量：软脂酸(16C)为例：一分子软脂酸可经七次-氧化全部分解为八分子乙酰CoA：-氧化可得47=28分子ATP，八分子乙酰CoA可得108=80分子ATP，故一共可得108分子ATP，减去活化时消耗的两分子ATP，故软脂酸可净生成106分子ATP。对于偶数碳原子的长链脂肪酸，可按下式计算：ATP净生成数目=（碳原子数2-1）4+（碳原子数2）10-2。3. 其他氧化途径氧化氧化奇数碳脂肪酸氧化不饱和脂肪酸氧化四、 酮体代谢五、 乙醛酸循环定义、部位、酶反应（酶、辅因子、能量、反应物结构式等）、调节、意义；许多植物、微生物能够以乙酸为碳源合成其生长所需的其它含碳化合物，同时种子发

11、芽时可以将脂肪转化成糖，这都是因为存在着一个类似于三羧酸循环的乙醛酸循环的缘故，该循环不存在于动物中。第二节 甘油三酯的合成代谢合成的亚细胞部位主要在胞液。首先需要合成长链脂肪酸和3-磷酸甘油然后再将二者缩合起来形成甘油三酯（脂肪）。一、 脂肪酸合成定义、部位、酶反应（酶、辅因子、能量、反应物结构式等）、调节、意义；脂肪酸合成的原料是葡萄糖氧化分解后产生的乙酰CoA，由胞液中的脂肪酸合成酶系催化，不是-氧化过程的逆反应。脂肪酸合成的直接产物是软脂酸，然后再将其加工成其他种类的脂肪酸。1. 饱和脂肪酸的从头合成A. 乙酰CoA转运出线粒体：柠檬酸-丙酮酸穿梭作用线粒体内的乙酰CoA，生成柠檬酸，

12、穿过线粒体内膜进入胞液，裂解重新生成乙酰CoA，草酰乙酸转变为丙酮酸后重新进入线粒体，B. 丙二酸单酰CoA的合成：乙酰CoA羧化酶（需生物素）的催化，羧化为丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的关键酶，属于变构酶，其活性受柠檬酸和异柠檬酸的变构激活，受长链脂酰CoA的变构抑制。C. 脂肪酸合成循环：胞液中脂肪酸合成酶系类似于-氧化逆反应的循环反应过程：缩合加氢脱水再加氢。氢原子来源于NADPH，故对磷酸戊糖旁路有依赖。每经过一次循环反应，延长两个碳原子。脂肪酸合成酶系在低等生物中是一种由一分子脂酰基载体蛋白（ACP）和七种酶单体所构成的多酶复合体；但在高等动物中，则是由一条多肽链构

13、成的多功能酶，通常以二聚体形式存在，每个亚基都含有一ACP结构域。2. 软脂酸的碳链延长3. 不饱和脂肪酸二、 3-磷酸甘油的生成 由糖代谢生成（脂肪细胞、肝脏）：磷酸甘油脱氢酶。 脂肪动员生成的甘油转运至肝脏经磷酸化：甘油激酶。三、 甘油三酯的合成磷脂酸：磷酸甘油脂酰基转移酶。脂肪：磷酸酶，二酰甘油脂酰基转移酶。第十二章 含氮化合物代谢第一节 氨基酸的分解代谢1. 氨基酸的脱氨基作用：氨基酸主要通过三种方式脱氨基，即氧化脱氨基，联合脱氨基和非氧化脱氨基。A. 氧化脱氨基反应过程包括脱氢和水解两步，反应主要由L-氨基酸氧化酶和谷氨酸脱氢酶所催化。L-氨基酸氧化酶是一种需氧脱氢酶，该酶在人体内作

14、用不大。谷氨酸脱氢酶是一种不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+为辅酶。该酶作用较大，属于变构酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。B. 转氨基作用：由转氨酶催化，将-氨基酸的氨基转移到-酮酸酮基的位置上，生成相应的-氨基酸，而原来的-氨基酸则转变为相应的-酮酸。转氨酶以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶。C. 联合脱氨基作用：转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨基并氧化为-酮酸的过程，称为联合脱氨基作用。可在大多数组织细胞中进行，是体内主要的脱氨基的方式。2. 氨基酸的脱羧基作用3. 氨基酸炭架的分解生糖氨基酸，生酮氨基酸第二节 氨基酸的合成一、 氨的同化1. 氨甲酰磷酸合成酶2. Gln合成第三节 核苷酸的分解第四节 核苷酸的合成第十三章 核酸的生物合成与降解遗传学的中心法则DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。RNA复制RNA反转录。第一节 DNA的生物合成一、 DNA半保留复制1半保留复制：D