【正文】 F 6P：由果糖 1,6二磷酸酶 1催化進行水解，該酶也是糖異生的關(guān)鍵酶之一。 3．丙酮酸 → 磷酸烯醇式丙酮酸：經(jīng)由丙酮酸羧化支路完成，即丙酮酸進入線粒體，在丙酮酸羧化酶（需生物素）的催化下生成草酰乙酸，后者轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸穿出線粒體并回復(fù)為草酰乙酸，再在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的催化下轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?，這兩個酶都是關(guān)鍵酶。 糖異生的原料主要來自于生糖氨基酸、甘油和乳酸。 十三、糖異生的生理意義： 1．在饑餓情況下維持血糖濃度的相對恒定：在較長時間饑餓的情況下，機體需要靠糖異生作用生成葡萄糖以維持血糖濃度的相對恒定。 2．回收乳酸分子中的能量：由于乳酸主要是在肌肉組織經(jīng)糖的無氧酵解產(chǎn)生，但肌肉組織糖異生作用很弱，且不能生成自由葡萄糖，故需將產(chǎn)生的乳酸轉(zhuǎn)運至肝臟重新生成葡萄糖后再加以利用。 葡萄糖在肌肉組織中經(jīng)糖的無氧酵解產(chǎn)生的乳酸，可經(jīng)血循環(huán)轉(zhuǎn)運至肝臟，再經(jīng)糖的異生作用生成自由葡萄糖后轉(zhuǎn)運至肌肉組織加以利用，這一循環(huán)過程就稱為乳酸循環(huán)（ Cori 循環(huán)）。 3．維持酸堿平衡：腎臟中生成的 α 酮 戊二酸可轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜?，然后?jīng)糖異生途徑生成葡萄糖，這一過程可促進腎臟中的谷氨酰胺脫氨基，生成 NH3，后者可用于中和 H+，故有利于維持酸堿平衡。 十四、血糖： 血液中的葡萄糖含量稱為血糖。按真糖法測定，正?？崭寡菨舛葹?～ （ 70～100mg%）。 1．血糖的來源與去路：正常情況下，血糖濃度的相對恒定是由其來源與去路兩方面的動態(tài)平衡所決定的。血糖的主要來源有： ① 消化吸收的葡萄糖； ② 肝臟的糖異生作用； ③ 肝糖原的分解。血糖的主要去路有： ① 氧化分解供能； ② 合成糖原（ 肝、肌、腎）； ③ 轉(zhuǎn)變?yōu)橹净虬被?；?轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌穷愇镔|(zhì)。 2．血糖水平的調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)血糖濃度相對恒定的機制有： ⑴ 組織器官： ① 肝臟：通過加快將血中的葡萄糖轉(zhuǎn)運入肝細胞，以及通過促進肝糖原的合成，以降低血糖濃度；通過促進肝糖原的分解，以及促進糖的異生作用，以增高血糖濃度。 ② 肌肉等外周組織：通過促進其對葡萄糖的氧化利用以降低血糖濃度。 ⑵ 激素： ① 降低血糖濃度的激素 —— 胰島素。 ② 升高血糖濃度的激素 —— 胰高血糖素、腎上腺素、糖皮質(zhì)激素、生長激素、甲狀腺激素。 ⑶ 神經(jīng)系統(tǒng)。 生物化學(xué)與分子生物學(xué) 重點（ 3） 20221113 23:44:34 來源：綠色生命網(wǎng) 第七章 生物氧化 一、生物氧化的概念和特點： 物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解并釋放出能量的過程稱為生物氧化。與體外燃燒一樣，生物氧化也是一個消耗 O2，生成 CO2 和 H2O，并釋放出大量能量的過程。但與體外燃燒不同的是，生物氧化過程是在 37℃ ，近于中性的含水環(huán)境中，由酶催化進行的；反應(yīng)逐步釋放出能量，相當(dāng)一部分能量以高能磷酸酯鍵的形式儲存起來。 二、線粒體氧化呼吸鏈： 在 線粒體中，由若干遞氫體或遞電子體按一定順序排列組成的，與細胞呼吸過程有關(guān)的鏈式反應(yīng)體系稱為呼吸鏈。這些遞氫體或遞電子體往往以復(fù)合體的形式存在于線粒體內(nèi)膜上。主要的復(fù)合體有： 1． 復(fù)合體 Ⅰ （ NADH泛醌還原酶）：由一分子 NADH 還原酶（ FMN），兩分子鐵硫蛋白（ FeS）和一分子 CoQ 組成，其作用是將（ NADH+H+）傳遞給 CoQ。 鐵硫蛋白分子中含有非血紅素鐵和對酸不穩(wěn)定的硫。其分子中的鐵離子與硫原子構(gòu)成一種特殊的正四面體結(jié)構(gòu)，稱為鐵硫中心或鐵硫簇，鐵硫蛋白是單電子傳遞體。泛醌（ CoQ）是存在于 線粒體內(nèi)膜上的一種脂溶性醌類化合物。分子中含對苯醌結(jié)構(gòu)，可接受二個氫原子而轉(zhuǎn)變成對苯二酚結(jié)構(gòu)，是一種雙遞氫體。 2． 復(fù)合體 Ⅱ （琥珀酸 泛醌還原酶）：由一分子琥珀酸脫氫酶（ FAD），兩分子鐵硫蛋白和兩分子 Cytb560 組成，其作用是將 FADH2 傳遞給 CoQ。 細胞色素類：這是一類以鐵卟啉為輔基的蛋白質(zhì)，為單電子傳遞體。細胞色素可存在于線粒體內(nèi)膜，也可存在于微粒體。存在于線粒體內(nèi)膜的細胞色素有 Cytaa3， Cytb（ b560， b562， b566）， Cytc， Cytc1；而存在于微粒體的細胞色素有 CytP450 和 Cytb5。 3． 復(fù)合體 Ⅲ （泛醌 細胞色素 c 還原酶）：由兩分子 Cytb（分別為 Cytb562和 Cytb566），一分子 Cytc1 和一分子鐵硫蛋白組成，其作用是將電子由泛醌傳遞給 Cytc。 4． 復(fù)合體 Ⅳ （細胞色素 c 氧化酶）：由一分子 Cyta 和一分子 Cyta3 組成，含兩個銅離子，可直接將電子傳遞給氧，故 Cytaa3 又稱為細胞色素 c 氧化酶，其作用是將電子由 Cytc 傳遞給氧。 三、呼吸鏈成分的排列順序： 由上述遞氫體或遞電子體組成了 NADH 氧化呼吸鏈和琥珀酸氧化呼吸鏈兩條呼吸鏈。 1． NADH 氧化呼吸鏈：其遞氫體或遞電子體的排列順序為： NAD+ →[ FMN (Fe S)]→CoQ→b(Fe S)→ c1 → c →aa3 →1/2O2 。丙酮酸、 α 酮戊二酸、異檸檬酸、蘋果酸、 β 羥丁酸、 β 羥脂酰 CoA 和谷氨酸脫氫后經(jīng)此呼吸鏈遞氫。 2．琥珀酸氧化呼吸鏈：其遞氫體或遞電子體的排列順序為： [ FAD (FeS)]→CoQ→b(Fe S)→ c1 → c →aa3 →1/2O2 。琥珀酸、 3磷酸甘油（線粒體）和脂酰 CoA 脫氫后經(jīng)此呼吸鏈遞氫。 四、生物體內(nèi)能量生成的方式 ： 1．氧化磷酸化：在線粒體中，底物分子脫下的氫原子經(jīng)遞氫體系傳遞給氧，在此過程中釋放能量使 ADP 磷酸化生成 ATP，這種能量的生成方式就稱為氧化磷酸化。 2．底物水平磷酸化：直接將底物分子中的高能鍵轉(zhuǎn)變?yōu)?ATP分子中的末端高能磷酸鍵的過程稱為底物水平磷酸化。 五、氧化磷酸化的偶聯(lián)部位： 每消耗一摩爾氧原子所消耗的無機磷的摩爾數(shù)稱為 P/O 比值。當(dāng)?shù)孜锩摎湟?NAD+為受氫體時， P/O 比值約為 3；而當(dāng)?shù)孜锩摎湟?FAD 為受氫體時， P/O 比值約為 2。故 NADH 氧化呼吸鏈有三個生成 ATP 的偶聯(lián)部位，而琥 珀酸氧化呼吸鏈只有兩個生成 ATP的偶聯(lián)部位。 六、氧化磷酸化的偶聯(lián)機制： 目前公認的機制是 1961 年由 Mitchell 提出的化學(xué)滲透學(xué)說。這一學(xué)說認為氧化呼吸鏈存在于線粒體內(nèi)膜上，當(dāng)氧化反應(yīng)進行時， H+通過氫泵作用（氧化還原袢）被排斥到線粒體內(nèi)膜外側(cè)（膜間腔），從而形成跨膜 pH 梯度和跨膜電位差。這種形式的能量，可以被存在于線粒體內(nèi)膜上的 ATP 合酶利用，生成高能磷酸基團，并與 ADP結(jié)合而合成 ATP。 在電鏡下， ATP 合酶分為三個部分，即頭部，柄部和基底部。但如用生化技術(shù)進行分離，則只能得到 F0（基 底部 +部分柄部）和 F1（頭部 +部分柄部）兩部分。 ATP 合酶的中心存在質(zhì)子通道，當(dāng)質(zhì)子通過這一通道進入線粒體基質(zhì)時，其能量被頭部的 ATP 合酶催化活性中心利用以合成 ATP。 七、氧化磷酸化的影響因素： 1． ATP/ADP 比值： ATP/ADP 比值是調(diào)節(jié)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，當(dāng) ATP/ADP 比值升高時，則氧化磷酸化速度減慢。 2．甲狀腺激素：甲狀腺激素可以激活細胞膜上的 Na+,K+ATP酶，使 ATP 水解增加，因而使 ATP/ADP 比值下降，氧化磷 酸化速度加快。 3．藥物和毒物： ⑴ 呼吸鏈的抑制劑：能夠抑制呼吸鏈遞氫或遞電子過程的藥物或毒物稱為呼吸鏈的抑制劑。能夠抑制第一位點的有異戊巴比妥、粉蝶霉素 A、魚藤酮等；能夠抑制第二位點的有抗霉素 A 和二巰基丙醇；能夠抑制第三位點的有 CO、 H2S 和 CN、 N3。其中， CN和 N3主要抑制氧化型 Cytaa3Fe3+，而 CO 和 H2S 主要抑制還原型Cytaa3Fe2+。 ⑵ 解偶聯(lián)劑：不抑制呼吸鏈的遞氫或遞電子過程，但能使氧化產(chǎn)生的能量不能用于 ADP 的磷酸化的試劑稱為解偶聯(lián)劑。其機理是增大了線粒體內(nèi) 膜對 H+的通透性，使 H+的跨膜梯度消除，從而使氧化過程釋放的能量不能用于 ATP 的合成反應(yīng)。主要的解偶聯(lián)劑有 2,4二硝基酚。 ⑶ 氧化磷酸化的抑制劑：對電子傳遞和 ADP 磷酸化均有抑制作用的藥物和毒物稱為氧化磷酸化的抑制劑，如寡霉素。 八、高能磷酸鍵的類型： 生物化學(xué)中常將水解時釋放的能量 20kJ/mol 的磷酸鍵稱為高能磷酸鍵，主要有以下幾種類型： 1．磷酸酐鍵：包括各種多磷酸核苷類化合物，如 ADP， ATP 等。 2．混合酐鍵：由磷酸與羧酸脫水后形成的酐鍵，主要有 1,3二磷酸甘油酸等化合物 。 3．烯醇磷酸鍵：見于磷酸烯醇式丙酮酸中。 4．磷酸胍鍵：見于磷酸肌酸中，是肌肉和腦組織中能量的貯存形式。磷酸肌酸中的高能磷酸鍵不能被直接利用，而必須先將其高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給 ATP，才能供生理活動之需。這一反應(yīng)過程由肌酸磷酸激酶（ CPK）催化完成。 九、線粒體外 NADH 的穿梭： 胞液中的 3磷酸甘油醛或乳酸脫氫，均可產(chǎn)生 NADH。這些 NADH 可經(jīng)穿梭系統(tǒng)而進入線粒體氧化磷酸化，產(chǎn)生H2O 和 ATP。 1．磷酸甘油穿梭系統(tǒng)：這一系統(tǒng)以 3磷酸甘油和磷酸二羥丙酮為載體，在兩種不同的 α 磷酸甘油 脫氫酶的催化下，將胞液中 NADH 的氫原子帶入線粒體中，交給 FAD，再沿琥珀酸氧化呼吸鏈進行氧化磷酸化。因此，如 NADH通過此穿梭系統(tǒng)帶一對氫原子進入線粒體，則只得到 2 分子 ATP。 2．蘋果酸穿梭系統(tǒng)：此系統(tǒng)以蘋果酸和天冬氨酸為載體，在蘋果酸脫氫酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶的催化下。將胞液中NADH 的氫原子帶入線粒體交給 NAD+，再沿 NADH 氧化呼吸鏈進行氧化磷酸化。因此，經(jīng)此穿梭系統(tǒng)帶入一對氫原子可生成 3 分子 ATP。 第八章 氨基酸代謝 一、蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用： 1．蛋白質(zhì)的生理功能：主要有： ① 是構(gòu)成組織細胞的重 要成分； ② 參與組織細胞的更新和修補； ③ 參與物質(zhì)代謝及生理功能的調(diào)控； ④ 氧化供能； ⑤ 其他功能：如轉(zhuǎn)運、凝血、免疫、記憶、識別等。 2．氮平衡：體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成與分解處于動態(tài)平衡中，故每日氮的攝入量與排出量也維持著動態(tài)平衡，這種動態(tài)平衡就稱為氮平衡。氮平衡有以下幾種情況： ⑴ 氮總平衡：每日攝入氮量與排出氮量大致相等，表示體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成量與分解量大致相等，稱為氮總平衡。此種情況見于正常成人。 ⑵ 氮正平衡：每日攝入氮量大于排出氮量，表明體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成量大于分解量，稱為氮正平衡。此種情況見于兒童、孕婦 、病后恢復(fù)期。 ⑶ 氮負平衡：每日攝入氮量小于排出氮量，表明體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成量小于分解量，稱為氮負平衡。此種情況見于消耗性疾病患者（結(jié)核、腫瘤），饑餓者。 3．必需氨基酸與非必需氨基酸：體內(nèi)不能合成，必須由食物蛋白質(zhì)供給的氨基酸稱為必需氨基酸。反之，體內(nèi)能夠自行合成，不必由食物供給的氨基酸就稱為非必需氨基酸。 必需氨基酸一共有八種：賴氨酸（ Lys）、色氨酸（ Trp）、苯丙氨酸（ Phe）、蛋氨酸（ Met）、蘇氨酸（ Thr）、亮氨酸（ Leu）、異亮氨酸（ Ile）、纈氨酸（ Val）。酪氨酸和半胱氨酸必需 以必需氨基酸為原料來合成，故被稱為半必需氨基酸。 4．蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值及互補作用：蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值高低的決定因素有： ① 必需氨基酸的含量； ② 必需氨基酸的種類； ③ 必需氨基酸的比例，即具有與人體需求相符的氨基酸組成。將幾種營養(yǎng)價值較低的食物蛋白質(zhì)混合后食用，以提高其營養(yǎng)價值的作用稱為食物蛋白質(zhì)的互補作用。 二、蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗 1．蛋白質(zhì)的消化：胃蛋白酶水解食物蛋白質(zhì)為多肽，再在小腸中完全水解為氨基酸。 2．氨基酸的吸收：主要在小腸進行，是一種主動轉(zhuǎn)運過程，需由特殊載體攜帶。除此之外， 也可經(jīng) γ 谷氨酰循環(huán)進行。 3．蛋白質(zhì)在腸中的腐敗：主要在大腸中進行，是細菌對蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物的分解作用，可產(chǎn)生有毒物質(zhì)。 三、氨基酸的脫氨基作用： 氨基酸主要通過三種方式脫氨基，即氧化脫氨基，聯(lián)合脫氨基和非氧化脫氨基。 1．氧化脫氨基：反應(yīng)過程包括脫氫和水解兩步，反應(yīng)主要由 L氨基酸氧化酶和谷氨酸脫氫酶所催化。 L氨基酸氧化酶是一種需氧脫氫酶，該酶在人體內(nèi)作用不大。谷氨酸脫氫酶是一種不需氧脫氫酶，以 NAD+或 NADP+為輔酶。該酶作用較大，屬于變構(gòu)酶，其活性受 ATP， GTP 的抑制，受 ADP， GDP 的激活。 2．轉(zhuǎn)氨基作用：由轉(zhuǎn)氨酶催化，將 α 氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到 α 酮酸酮基的位置上，生成相應(yīng)的 α 氨基酸，而原來的 α 氨基酸則轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的 α 酮酸。轉(zhuǎn)氨酶以磷酸吡哆醛 (胺 )為輔酶。轉(zhuǎn)氨基作用可以在各種氨基酸與 α 酮酸之間普遍進行。除 Gly， Lys， Thr， Pro 外，均