(2)柠檬酸循环的关键酶和ATP的生成:
※关键酶是柠檬酸合成酶;异柠檬酸脱氢酶;α-酮戊二酸脱氢酶系。
※一分子乙酰CoA经柠檬酸循环生成15分子ATP,一分子葡萄糖生成38分子的ATP。 (3)柠檬酸循环的关键产物:乙酰CoA
乙酰CoA是三个物质代谢进入三羧酸循环的共同途径。辅酶A是酰化酶的辅酶,起着转移乙酰基的作用,可调节:
※控制淀粉或糖原分解为葡萄糖的速度; ※控制酵解的反应速度;
※控制三羧酸循环的反应速度。 (4)三羧酸循环生理意义:
※氧化供能;
※是三大营养素分解的最终代谢通路; ※是三大营养素相互转变的联系枢纽。
糖酵解和有氧氧化的比较 糖的分解方式 氧气参与 最终产物 能量产生(一摩尔葡萄糖) 进行部位 有氧氧化 有 水和二氧化碳 肝38ATP,肌肉和大脑36 ATP 第一阶段在胞液, 第二、三阶段在线粒体 无氧酵解 无 丙酮酸 2 ATP 细胞液
3.糖原合成和分解过程及其调节机制 (1)糖原合成的过程:
糖原合成酶是糖原合成的限速酶。葡萄糖合成糖原过程中共消耗2个ATP。 (2)糖原分解的过程
磷酸化酶是糖原分解的限速酶。
糖原合成酶和磷酸化酶均具有活性和非活性两种形式。机体的调节方式是双重控制,即同一个信号可使一个酶处于活性状态而另一个酶处于无活性状态。磷酸化酶有a,b两种形式,去磷酸化的a型是有活性的,而磷酸化的b型是无活性的。
(3)肝糖原的合成和分解的调节
肝脏糖原代谢主要受胰高血糖素的调节,而肌肉主要受肾上腺素的调节。场所在胞液。
糖原分解不是糖原合成的逆过程
G<――>G-6-P的酶 引物 能量(指糖原上每生成或降解一个α-1,4-糖苷键所需的能量 ATP UTP 消耗3个高能磷酸键 PPi G-1-P――>糖原 UDPG焦磷酸化酶 G-1-P<――>糖原的酶 糖原合成酶(连接1,4-糖苷键) 分枝酶(连接连接1,6-糖苷键) 糖原――>G-1-P 磷酸化酶(断1,4-糖苷键) 糖基转移酶(将1,6-链连接于 分枝点的四个残基的葡三糖转移到另一链) 脱枝酶(断1,6-糖苷键)
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糖原合成 G――>G-6-P 葡萄糖激酶 需要 糖原分解 G-6-P――>G G-6-P酶 不需要 不消耗能量
4.糖异生是体内血糖急需时来补充血糖的代谢途径,能进行糖异生的器官有肝、肾。糖异生的主要原料是乳酸、氨基酸及甘油。
(1)糖异生过程:糖异生途径、三碳途径 (2)糖异生的生理意义:
※维持血糖浓度恒定; ※补充肝糖原;
※调节酸碱平衡,调节依赖于酵解和糖异生途径中的底物循环进行调节。
(3)关键酶:丙酮酸羧化酶,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,果糖二磷酸酶,葡萄糖-6-磷酸酶。 5.磷酸糖途径的过程:分为两个阶段 (1)氧化反应生成NADPH及CO2, (2)一系列基团转移反应。
意义:提供氢原子来源;维持谷胱甘肽为还原状态;参与羟化反应与生物转化有关。 6.乙醛酸循环―――仅在植物和微生物中存在。
(1)乙醛酸循环的关键酶:异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶。 (2)总反应:
++
2乙酸CoA + NAD + 2H2O―――>琥珀酸CoA~SH + NADH+H
第九章 脂类代谢
1.脂肪的分解代谢
脂肪分解代谢首先是脂肪的动员,在胞液内进行。脂肪的动员是以甘油三酯脂肪酶起关键性作用,它是脂肪分解的限速酶,也是激素敏感性脂肪酶,受多种激素调节。脂肪酸分解代谢过程:主要是脂肪酸的β-氧化,包括: (1)脂肪酸的活化――――>脂酰辅酶A的生成 (在胞液)
在胞液中脂酰辅酶A合成酶(存在于内质网及线粒体外膜上)的作用下,由ATP提供能量,在有CoASH存在下,可将脂肪酸活化生成脂酰CoA。 (2)脂酰辅酶A进入线粒体
在胞液生成的脂酰CoA需借助线粒体膜外侧的肉碱脂酰基转移酶I和内侧的肉碱脂酰基转移酶II的作用,由肉碱将脂酰CoA携带至线粒体内。此转运过程是脂肪酸β-氧化的限速步骤,肉碱脂酰转移酶I是β-氧化的限速酶。
图示:
(3)脂肪酸β-氧化的反应过程
脂肪酸的β-氧化是在脂酰辅酶A的β碳原子上进行,它包括脱氢、加水、再脱氢和硫解4步反应,使脂酰辅酶A生成1分子乙酰CoA和1分子比原来少了2个碳原子的CoA脂酰。后者可再进行脱氢、加水、再脱氢和硫解,如
+
此反复进行,可将偶数碳脂酰辅酶A分解成若干乙酰CoA、FADH2和NADH + H。
+
乙酰CoA经三羧酸循环彻底氧化分解,FADH2和NADH + H通过呼吸链经氧化磷酸化后产生能量。β-氧化是体内主要的产能方式之一。1分子软脂酸经β-氧化彻底分解可净生成129ATP。 2.酮体代谢:
酮体是正常的代谢产物,在血液中含量很少。如不能正常分解,就会在血液中积累,产生酮血症。长期饥饿或糖尿病人会发生酮体过多症。酮体包括乙酰乙酸、丙酮和β-羟丁酸,在肝脏生成。酮体的生成原料是乙酰CoA,来自脂酸β-氧化。
酮体的生成:先生成乙酰乙酸,然后在β-羟丁酸脱氢酶作用下生成β-羟丁酸,或者脱羧生成丙酮。HMGCoA合成酶是酮体生成的限速酶。
酮体的利用:肝脏没有利用酮体的酶,而肝外许多组织有活性很强的利用酮体的酶:琥珀酰CoA转硫酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,乙酰乙酸硫解酶。肝内生酮肝外用。乙酰乙酸和β-羟丁酸都先被转化成乙酰CoA,最终通过三羧酸循环彻底氧化。
图示:CoA
3.脂肪酸的合成:合成部位在线粒体外的胞液内。
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(1)合成原料:乙酰CoA,ATP,NADPH,HCO3及Mn2+等。
乙酰CoA在线粒体内产生,不能通过线粒体膜,进入胞液需要进行柠檬酸-丙酮酸循环。 图示:
(2)脂肪酸合成反应的步骤
图示:
脂肪酸合成由多酶体系催化,其核心是酰基载体蛋白(ACP)。在胞液内进行。 ※ACP酰基转移酶
※ACP丙二酸单酰转移酶 ※β-酮脂酰ACP合成酶
※β-酮脂酰ACP还原酶(辅酶NADPH供氢) ※β-羟脂酰ACP脱水酶
※β-烯脂酰ACP还原酶(辅酶NADPH供氢) 脂肪酸碳链的延长酶系在内质网或者线粒体内。
4. 不饱和脂肪酸生成:油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸,后三种为人体必需脂肪酸,自身不能合成。但只要食物中有亚油酸的供应,动物亦能利用亚油酸,合成亚麻酸和花生四烯酸。 5. 胆固醇的代谢:常考
(1)胆固醇合成限速酶: HMG-CoA还原酶,用文字要把关键反应写出来(不要求分子结构),比如有甲羟戊酸
CoA参加的那步反应。
(2)合成部位:主要是在肝脏的胞液和内质网中。
+
(3)合成原料:乙酰CoA 、NADPH+H,它是葡萄糖、氨基酸及脂肪酸在线粒体内的分解代谢的产物,需经柠檬
酸-丙酮酸循环被运至胞液。 (4)合成反应的步骤:
首先需合成甲羟戊酸,最后才合成胆固醇。 (5)调控:
饥饿与禁食、皮质醇、胰高血糖素抑制肝合成胆固醇,摄取高糖、高饱和脂肪膳食、胰岛素及甲状腺素增加胆固醇合成;胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。 (6)胆固醇的转化:
可转化为胆汁酸、类固醇激素、7-脱氢胆固醇、胆固醇酯、维生素D等。
6.血浆脂蛋白的分类、组成及生理功能等也是常在考题中出现,特别是各类型的英文缩写要能识别:乳糜微粒CM、极低密度脂蛋白VLDL、低密度脂蛋白LDL、高密度脂蛋白HDL。
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第十章 核酸代谢
一、核苷酸代谢
核苷酸代谢考查的较少,具体过程不要求掌握,但是嘌呤、嘧啶合成原料和分解产物,每一过程中的关键酶和重要的中间产物等一定得牢记。此外,脱氧核苷酸的生成、嘌呤和核苷酸的抗代谢物的作用及其机制,也需认真理解。嘌呤嘧啶代谢的调节要看。一些细节留心一下:CTP的合成是在UMP的基础上合成的,脱氧发生在NDP水平上。 (一)嘌呤核苷酸代谢 从头合成 补救合成 合成代谢 嘌呤核苷酸代谢 分解代谢
1.从头合成分为两个阶段: (1)生成次黄嘌呤核苷酸
※合成原料:天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、C02和一碳单位。
※重要的中间产物:磷酸核糖焦磷酸(PRPP,作为重要中间产物,可参与哪些反应考题中出现过多次)。 ※关键酶:PRPP合成酶和酰胺转移酶,这两个酶可受代谢物反馈调节。
※反应过程中凡有谷氨酰胺和一碳单位参与的反应,均可分别被抗代谢物氨基酸类似物氮杂丝氨酸和叶酸类似物
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甲氨蝶呤所阻断。
※嘌呤核苷的从头合成一开始就在磷酸核糖的分子上逐步合成嘌呤核苷酸。 (2)生成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸 2.脱氧核苷酸的生成
(1) 一般是在二磷酸核苷的水平上生成,此特点既适于脱氧嘌呤核苷酸,也适于脱氧嘧啶核苷酸(dUDP和dCDP)。 (2) 脱氧胸苷酸的生成例外,它是在一磷酸核苷水平上由dUMP转变生成dTMP的,以后再经磷酸化生成dTDP
和dTTP。
3.嘌呤核苷酸抗代谢物 (1)6巯基嘌呤(6MP):作用机理
6MP核苷酸
反馈抑制酰胺转移酶 抑制IMP和GMP的合成
6MP 抑制补救合成途径
(2)氮杂丝氨酸:作用机理是抑制谷氨酰胺参与的反应。
(3)甲氨蝶砱:作用机理是抑制二氢叶酸还原酶,因此,抑制了四氢叶酸的生成,干扰了一碳单位的代谢。 4.嘌呤核苷酸分解代谢终产物是尿酸。尿酸生成异常增多导致痛风,可用别嘌呤醇治疗。 (二)嘧啶核苷酸代谢 从头合成 补救合成 合成代谢 嘧啶核苷酸代谢 分解代谢
1.从头合成
(1)合成原料:天冬氨酸,谷氨酰胺和CO2 (2)关键酶:氨基甲酰磷酸合成酶II
(3)CTP是由UTP转变生成:UMP->UDP->UTP->CTP->CDP->dCDP
(4)嘧啶核苷酸的合成与嘌呤核苷酸的合成不同:先合成嘧啶环,然后再与PRPP反应生成嘧啶核苷酸。
(5)调节:嘧啶核苷酸从头合成过程除受代谢产物的反馈抑制调节外,在整体上嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸的合成又
互相协调平行进行。 2.补救合成途径
嘧啶(除外C)+PRPP―――>嘧啶核苷酸 尿嘧啶核苷+ATP――――>嘧啶核苷酸
3. 抗代谢物:嘧啶的抗代谢物主要是5氟尿嘧啶(5-FU),在体内转变成一磷酸脱氧核糖氟尿嘧啶(FdUMP)及三磷酸氟尿嘧啶核苷酸(FUMP)后发挥作用。 dUMP (-) FdUMP 胸苷酸合成酶 dTMP 5FU FUMP 参入RNA 功能障碍
氨基酸类似物和叶酸类似物对嘧啶核苷酸代谢的影响类似于对嘌呤核苷酸代谢的影响。
9. 分解代谢:嘧啶环的主要分解产物是β-氨基异丁酸、β-丙氨酸、NH3和CO2。基中胞嘧啶和尿嘧啶分解
为β-丙氨酸,胸腺嘧啶分解为β-氨基异丁酸。
二、核酸的合成
侧重于基本概念,起主要作用的酶等几方面。 (一)DNA的生物合成
主要考察基本概念、复制方式、复制的基本过程、复制的酶、DNA的损伤及修复,还有逆转录酶的生物活性等知识点。
1. 基本概念:复制、半保留复制、复制子、DNA聚合酶、前导链、滞后链、冈崎片段、引物合成酶、不连续合成、
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