【文章內(nèi)容簡介】 三羧酸循環(huán)的生物學(xué)意義 ? ? ? 、蛋白質(zhì)、脂肪三大物質(zhì)轉(zhuǎn)化的樞紐 ? ? 檸檬酸、谷氨酸 葡萄糖分解代謝過程中能量的產(chǎn)生 ? 葡萄糖在分解代謝過程中產(chǎn)生的能量有兩種形式：直接產(chǎn)生 ATP；生成高能分子 NADH或 FADH2，后者在線粒體呼吸鏈氧化并產(chǎn)生 ATP。 ? (1)糖酵解： 1分子葡萄糖 ?? 2分子丙酮酸，共消耗了 2個 ATP，產(chǎn)生了 4 個 ATP，實際上凈生成了 2個 ATP，同時產(chǎn)生 2個 NADH。 ? (2)有氧分解（丙酮酸生成乙酰 CoA及三羧酸循環(huán)）產(chǎn)生的 ATP、 NADH和 FADH2 ? 丙酮酸氧化脫羧：丙酮酸 ?? 乙酰 CoA，生成 1個NADH。三羧酸循環(huán)：乙酰 CoA ?? CO2和 H2O，產(chǎn)生一個 GTP（即 ATP）、 3個 NADH和 1個 FADH2。 葡萄糖分解代謝過程中產(chǎn)生的總能量 ? 糖酵解、丙酮酸氧化脫羧及三羧酸循環(huán)生成的 NADH和FADH2 ，進入線粒體呼吸鏈氧化并生成 ATP。線粒體呼吸鏈是葡萄糖分解代謝產(chǎn)生 ATP的最主要途徑。 ? 葡萄糖分解代謝總反應(yīng)式 ? C6H6O6 + 6 H2O + 10 NAD+ + 2 FAD + 4 ADP + 4Pi ?? 6 CO2 + 10 NADH + 10 H+ + 2 FADH2 + 4 ATP ? 按照一個 NADH能夠產(chǎn)生 3個 ATP， 1個 FADH2能夠產(chǎn)生 2個ATP計算， 1分子葡萄糖在分解代謝過程中共產(chǎn)生 38個ATP： ? 4 ATP +（ 10 ? 3） ATP + （ 2 ? 2） ATP = 38 ATP Ｃ . 丙酮酸羧化支路（回補途徑） ? 三羧酸循環(huán)不僅是產(chǎn)生 ATP的途徑，它產(chǎn)生的中間產(chǎn)物也是生物合成的前體。例如卟啉的主要碳原子來自琥珀酰 CoA，谷氨酸、天冬氨酸是從 α 酮戊二酸、草酰乙酸衍生而成。ＴＣＡ的中間產(chǎn)物隨時都有被移作他用的可能，一旦草酰乙酸濃度下降，勢必影響三羧酸循環(huán)的進行。要保證整個循環(huán)正常進行，必須補充移作他用的中間產(chǎn)物，這類反應(yīng)稱為ＴＣＡ的回補反應(yīng)。 ? 由丙酮酸羧化為蘋果酸、草酰乙酸，由磷酸烯醇式丙酮酸羧化為草酰乙酸為重要的回補途經(jīng)，稱丙酮酸羧化支路 由丙酮酸羧化為蘋果酸、草酰乙酸， 由磷酸烯醇式丙酮酸羧化為草酰乙酸。 ３）磷酸 戊 糖途徑（ＨＭＳ途徑） 糖酵解和三羧酸循環(huán)是機體內(nèi)糖分解代謝的主要徑，但不是唯一途徑。實驗研究也表明：在組織中添加酵解抑制劑如碘乙酸或氟化物等，葡萄糖仍可以被消耗，這說明葡萄糖還有其它的代謝途徑。許多組織細胞中都存在有另一種葡萄糖降解途徑，即磷酸戊糖途徑（ pentose phosphate pathway, PPP），也稱為磷酸己糖旁路（ hexose monophosphate pathway/shunt,HMP）。參與磷酸戊糖途徑的酶類都分布在動物細胞漿中，動物體中約有 30%的葡萄糖通過此途徑分解。 Ａ . 磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程 ① G6P脫氫脫羧轉(zhuǎn)化成 5磷酸核酮糖。 ② 磷酸戊糖的異構(gòu)化 ③ 磷酸戊糖通過轉(zhuǎn)酮及轉(zhuǎn)醛反應(yīng)生成酵解途徑的中間產(chǎn)物 6磷酸果糖和 3磷酸甘油醛。 Ｂ . 磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié) ? 肝臟中的各種戊糖途徑的酶中以 6磷酸葡萄糖脫氫酶的活性最低，所以它是戊糖途徑的限速酶，催化不可逆反應(yīng)步驟。其活性受 NADP+/NADPH比值的調(diào)節(jié)， NADPH競爭性抑制 6磷酸葡萄糖脫氫酶和 6磷酸葡萄糖酸脫氫酶的活性。機體內(nèi) NAD+/NADH比NADP+/NADPH的比值要高幾個數(shù)量級，前者為 700，后者為 ，這使 NADHP可以進行有效的反饋抑制調(diào)控。只有 NADPH在脂肪的生物合成中被消耗時才能解除抑制，再通過 6磷酸葡萄糖脫氫酶產(chǎn)生出 NADPH。 ? 非氧化階段戊糖的轉(zhuǎn)變主要受控于底物濃度。 5磷酸核糖過多時，可轉(zhuǎn)化成 6磷酸果糖和 3磷酸甘油醇進行酵解。 3．糖的合成代謝 （１）糖異生的證據(jù)及其生理意義： 糖異生是指從非糖物質(zhì)合成葡萄糖的過程。非糖物質(zhì)包括丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等均可以在哺乳動物的肝臟中轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃?。這一過程基本上是糖酵解途徑的逆過程，但具體過程并不是完全相同，因為在酵解過程中有三步是不可逆的反應(yīng)，而在糖異生中要通過其它的旁路途徑來繞過這三步不可逆反應(yīng)，完成糖的異生過程。 １）糖異生作用 ? 用整體動物做實驗，禁食 24小時，大鼠肝臟中的糖原由 7%降低到 1%，飼喂乳酸、丙酮酸或三羧酸循環(huán)代謝的中間物后可以使大鼠肝糖原增加。 ? 根皮苷是一種從梨樹莖皮中提取的有毒的糖苷，它能抑制腎小管將葡萄糖重吸收進入血液中，這樣血液中的葡萄糖就不斷的由尿中排出。當給用根皮苷處理過的動物飼喂三羧酸循環(huán)中間代謝物或生糖氨基酸后，這些動物尿中的糖含量增加。 ? 糖尿病人或切除胰島的動物，他們從氨基酸轉(zhuǎn)化成糖的過程十分活躍。當攝入生糖氨基酸時，尿中糖含量增加。 Ａ . 糖異生的證據(jù)如下： ? 糖異生作用是一個十分重要的生物合成葡萄糖的途徑。紅細胞和腦是以葡萄糖為主要燃料的，成人每天約需要 160克葡萄糖，其中 120克用于腦代謝，而糖原的貯存量是很有限的，所以需要糖異生來補充糖的不足。 ? 在饑餓或劇烈運動造成糖原下降后，糖異生能使酵解產(chǎn)生的乳酸、脂肪分解產(chǎn)生的甘油以及生糖氨基酸等中間產(chǎn)物重新生成糖。這對維持血糖濃度，滿足組織對糖的需要是十分重要的。 ? 糖異生可以促進脂肪氧化分解供應(yīng)能量，當體內(nèi)糖供應(yīng)不足時，機體會大量動員脂肪分解，此時會產(chǎn)生過多的酮體（乙酰乙酸、 β 羥丁酸、丙酮），而酮體則必須經(jīng)過三羧酸循環(huán)才能徹底氧化，此時糖異生對維持三羧酸循環(huán)的正常進行起主要作用。 Ｂ、糖異生的生理意義 ? 糖異生作用的總反應(yīng)式如下： 2丙酮酸 +4ATP+2GTP+2NADH+2H++4H2O → 葡萄糖+2NAD+ +4ADP +2GDP +6Pi （２）糖異生的途徑 Ａ、丙酮酸羧化生成磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 + ATP + GTP → 磷酸烯醇式丙酮酸 + ADP + GDP + CO2 Ｂ、磷酸烯醇式丙酮酸沿酵解途徑逆向反應(yīng)生成 1,6二磷酸果糖。這個過程也要逾越一個能障，即從 3磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成 1,3二磷酸甘油酸的過程中需要消耗一個 ATP。 Ｃ、 1,6二磷酸果糖轉(zhuǎn)化成 6磷酸果糖。這是糖異生作用中的關(guān)鍵反應(yīng)，由果糖二磷酸酶催化。該酶是一個別構(gòu)酶，被其負效應(yīng)物 AMP、 2,6二磷酸果糖強烈抑制，但 ATP、檸檬酸和 3磷酸甘油酸可激活此酶的活性。 Ｄ、 6磷酸果糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖，由葡萄糖 6磷酸酶催化。該酶只在肝臟中存在，在肌肉或腦組織中沒有此酶存在，因此糖異生作用只能在肝臟中進行。 ２）糖原的合成 ? 糖原是動物體內(nèi)的多糖，由葡萄糖聚合而成，其結(jié)構(gòu)類似于支鏈淀粉。一般有肝糖原、肌糖原兩種。代謝過程中體內(nèi)多余的葡萄糖可以糖原的形式貯存起來。在機體需要時，糖原可分解產(chǎn)生能量。 (1) 概念 脂類是脂肪和類脂的總稱，它是有脂肪酸與醇作用生成的酯及其衍生物，統(tǒng)稱為脂質(zhì)或脂類，是動物和植物體的重要組成成分。脂類是廣泛存在與自然界的一大類物質(zhì)，它們的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)理化性質(zhì)以及生物功能存在著很大的差異，但它們都有一個共同的特性，即可用非極性有機溶劑從細胞和組織中提取出來。 脂類代謝 (2) 分類 脂肪