吉林大學(xué)植科院2013級(jí)生化筆記總結(jié)

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￡彳H-C-OHH-C-OHH4COH,CH.OHl>Ribosc核糖CH：0HihGalactose講一生物化學(xué)：主要用化學(xué)的理論和方法研究生命現(xiàn)象的一門學(xué)科。生物大分子：糖、脂、蛋白質(zhì)(酶)、核酸、維生素、激素生物化學(xué)之父：費(fèi)舍爾講二地球上數(shù)量最多的一類有機(jī)化合物：糖類H 4°H、々0 'If H—C-OHH-C-OH H-C-OH,CH2OH 4CHjOHo-Glyccraldchydc D.Erythrose 赤薛糖廿油醛 赤井糖H、多。H、.”)H-C-OHIKJ-C-HHO-C-HHO-C-HH-C-OHH-C-OHH-C-OHH-C-OHCH:OHCH：OHd-GIucosci>Mannose葡萄糖甘露糖CH,OHCH;OHCH,OH1C=OC=0c=oHO—C-HH—C—OH-C—H1H-COHH—C—OH-c—OH1H-C-OHCH20HCH,OHCH:OHD-RibuloseCyluloseD-Fructose核酮糖木酮糖 果糖CH20HC=OCH.OHDihydroxyacetone二羥基丙酮半乳糖

(Gal)CHjOHa?》GIiKopyrmow(Haworthprojcvtion)CH.OH。*|“；Iucopyransc(Haworthpnijcciion)D-核糖 D-核糖 D-2-脫氧核糖CHOH—3—HH—I—0HH一1一0HICH20Ha和B毗喃葡萄糖（羥基在下為a型，在上為B型）1.5重要的單糖及其衍生物戊糖 D-核糖和D-2-脫氧核糖核酸的組成成分，以B?糖昔的形式存在。CHOH—L—OHH—C—OHIH—C—OHIch2oh己糖一D?葡萄糖最重要的單糖，是重要的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。是人的血糖。廣泛用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。.CHOD-葡萄糖H—C—0H

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HO—C—HD-葡萄糖3|H—C—0H4|H-C—OH’I6cH20H己糖一D■果糖?最甜的單糖，是重要的甜味劑和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。?廣泛用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。1ch2oh/3-d-Fructofuranosec=o/3-d-Fructofuranose2IHO—C—H3|H—C—OH4|H—C—OH5|6cH20H

己糖一D-半乳糖?重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。?廣泛用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。D-半乳糖CHOH—C—0HIH0—C—HH0—L—HIH—C—0HICH20HD-Calactose糖原高度分支的生理意義:第三章、蛋白質(zhì)20種氨基酸英文名等電點(diǎn)掌握氨基酸的用途、現(xiàn)象DNFB法PITCCys半胱氨酸Ellman反應(yīng)，DTNB,二硫硝基苯甲酸Ellman反應(yīng)（二硫硝基苯甲酸，DTNB）Cys與二硫硝基苯甲酸（DTNB）或稱Ellman試劑發(fā)生硫醇-二硫化物交換反應(yīng)。反應(yīng)中1分子的Cys引起1分子的硫硝基苯甲酸的釋放。它在pH8.0時(shí)，在412nm波長(zhǎng)處有強(qiáng)烈的光吸收，因此可利用分光光度法定量測(cè)定-SH。肽平面（酰胺平面） 由肽犍周圍的6個(gè)原子組成的剛性平面3.6蛋白質(zhì)的純化注：用盡可能少的步驟、盡可能短的時(shí)間。.前處理階段物理法一凍融法，超聲波法，均漿法，研磨法等。前裂解法——就是利用水解酶將細(xì)胞壁和細(xì)胞膜消化的方法，常用的水解酶有溶菌酶、葡聚糖酶、蛋白酶、糖甘酶、殼多糖酶、細(xì)胞壁溶解酶等。其中溶菌酶主要對(duì)細(xì)菌類有作用，其他酶對(duì)酵母作用顯著。.粗分級(jí)/粗分離

根據(jù)蛋白質(zhì)的①溶解性質(zhì)、②大小不同、③帶電狀態(tài)不同/電荷多少④凈化方法根據(jù)與其他化合物相互作用的蛋白質(zhì)（部分蛋白質(zhì)對(duì)..有特定的..）②：凝膠過(guò)濾層析常用凝膠過(guò)濾介質(zhì)Sephadex：交聯(lián)葡聚糖,是采用環(huán)氧氯丙烷作交聯(lián)劑將右旋葡聚糖交聯(lián)而成。干粉容易膨脹，在水、鹽溶液、有機(jī)溶液、堿和弱酸中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可高壓滅菌。高交聯(lián)度的Sephadex,其顆粒堅(jiān)硬，適于高流速下操作。Sephacryl:烯丙基葡聚糖同N、N'一甲叉雙丙烯酰胺共價(jià)交聯(lián)而成。顆粒堅(jiān)硬,性質(zhì)比Sephadex更為穩(wěn)定，可高壓滅菌，在pH3?11條件下穩(wěn)定，可用有機(jī)溶劑洗脫，也可用SDS、尿素及鹽酸呱洗脫。Sepharose：瓊脂糖凝膠,是將瓊脂糖溶液冷卻，多糖鏈形成雙螺旋，凝集成束，自發(fā)的形成穩(wěn)定的珠狀顆粒。瓊脂糖由氫鍵維系，在pH4?9條件下穩(wěn)定，超過(guò)40C熔化，冷凍出現(xiàn)珠狀。可分為Sepharose2B、4B、6B（即含瓊脂2%、4%、6%）。SepharoseCL又稱交聯(lián)瓊脂糖,是Sepharose同2,3-二濱丙醇在強(qiáng)堿下交聯(lián)而成。在pH3~l1條件下穩(wěn)定。SepharoseFastHow是經(jīng)過(guò)高度交聯(lián)的瓊脂糖珠體,大大增加了其機(jī)械強(qiáng)度，以流速快為特征。由于流速快，所以工業(yè)規(guī)模使用。有極高的物理化學(xué)穩(wěn)定性，可用多種有機(jī)溶劑清洗，還可用l-2mol/L的NaOH進(jìn)行“原位清洗”。一些注意事項(xiàng)1）為了提高分辨率，柱高應(yīng)為柱直徑的20?40倍;2）上樣量應(yīng)小于柱床體積的泌，最大不應(yīng)超過(guò)柱床體積的Ifi%,上樣的蛋白質(zhì)樣品濃度以不超過(guò)4%為宜，渾濁樣品需離心后上樣。3）洗脫時(shí)，流速要恒定。緩沖液的pH值、離子強(qiáng)度等必須都有利于蛋白質(zhì)穩(wěn)定：中等離壬強(qiáng)度的緩沖液有助于消除蛋白質(zhì)與凝膠可能產(chǎn)生的相互作用；Sephadex在使用前需要溶脹，一份凝膠加10份水：在搖床上或手動(dòng)混合，避免使用電力攪拌器；待凝膠顆粒沉降后，去除上清，重復(fù)幾次，直到液相不再混濁為止；自然溶脹需24h或幾天，加熱可促進(jìn)溶脹，1?2h即可完成；③：離子交換層析離子交換層析類型”強(qiáng)酸型：磺乙基、磺丙基陽(yáng)離子交換樹(shù)脂i中酸型：磷酸基、弱酸型：段甲基f強(qiáng)堿型：三乙基氨基乙基、陰離子交換樹(shù)脂J 二乙基（2一羥丙基）一氨基乙基中強(qiáng)堿型：二乙基氨基乙基、弱堿型：氨基乙基、對(duì)氨基苯甲基蛋白質(zhì)純化常用的離子交換劑蛋白質(zhì)純化常用親水性離子交換劑。因?yàn)橛H水性離子交換劑對(duì)生物大分子物質(zhì)的吸附和洗脫均較溫和，被分離純化的物質(zhì)不易被破壞。纖維素類:纖維素離子交換劑是最早用于生物大分子分離的介質(zhì)，它具有松散的親水網(wǎng)絡(luò)，大孔隙、表面積大等優(yōu)點(diǎn)。但因以無(wú)定型為主，故很難用于層析柱操作。DEAE-Sephacel是經(jīng)特殊交聯(lián)處理制成的珠狀離子交換纖維素。葡聚糖系離了?交換介質(zhì):主要以Sephadex系的產(chǎn)品為主，它是在SephadexG25及G50兩種凝膠過(guò)濾介質(zhì)上引入功能基后，產(chǎn)生的多種離子交換介質(zhì)。該類介質(zhì)容量大，價(jià)格較低，但由于流速、體積受外界影響較大，逐漸被新一代的BioProcess凝膠所代替。瓊脂糖系(agarose)：瓊脂糖凝膠介質(zhì)上引入功能基得到的多種離子交換劑。其中，新一代BioPincess系列凝膠，具有流速高，載量大，理化穩(wěn)定性好，可就地清洗，并可反復(fù)使用，是目前使用最多的離子交換介質(zhì)。3.細(xì)分離AminoAcidCompositionofProteins氨基酸組成的蛋白質(zhì)朗伯―比爾(Lambert-Beer)定律在特定波長(zhǎng)下，溶液中物質(zhì)的光吸收與其濃度C(以mmol-1為單位)和溶液中光徑長(zhǎng)1(以cm為單位)成正比。A=eCl紫外吸收：Trp,X=280nm;Tyr,X=275nm;Phe,X=257nm;測(cè)蛋白質(zhì)的C末端1.切割位點(diǎn)(四種酶的酶切位點(diǎn))竣肽酶：(1)竣肽酶劈開(kāi)所有除了P,R、K(可以不做第二AAPro);(2)狡肽酶B劈開(kāi)只有R和K(可以不做第二AAPro);(3)竣肽酶C劈開(kāi)C末端AA,只有第二個(gè)AA是專業(yè)；(4)狡肽酶丫劈開(kāi)；[Carboxypeptidase：(1)CarboxypeptidaseAcleavesallexceptforP,R,K(ItcannotdoneifsecondAAisPro);(2)CarboxypeptidaseBcleavesonlyRandK(ItcannotdoneifsecondAAisPro);(3)CarboxypeptidaseCcleavestheCterminalAAthatonlysecondAAisPro;(4)CarboxypeptidaseYcleavesall;]§3.Cleaveeachchainintosmallerfragmentsbysite-specificproteasesorchemicals(1)胰蛋白酶(胰酶)Chymotrypsin：C-terminalofPhe,Trp,Tyr.糜蛋白酶：C末端PheTrpTyr(2)化學(xué)試劑CNBR：切割C端的甲硫氨酸第四章、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)4.1蛋白質(zhì)的構(gòu)象二面角肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能血紅蛋白肌紅蛋白和血紅蛋白屬于同源蛋白質(zhì)。（序列、功能相似相同）肌紅蛋白Mb血紅蛋白Hb4.10Measurementofprotein（蛋門質(zhì)含;i；:的測(cè)定）.凱氏定氮法（Kjeldahl）蛋白質(zhì)含量=6.25X蛋白N含量消化：蛋白質(zhì)+H2so4強(qiáng)熱和CuSO4f（NH4）2SO4+SO2t+C02t+H20蒸儲(chǔ)：（NH4）2so4+2NaOH-Na2SO4+2H2O+2NH3t2NH3+4H3BO3f（NH4）2B4O7+5H2O滴定：（NH4）2B4O7+2HC1+5H2O-*2NH4C1+4H3BO3.雙縮胭法（biuret）（相對(duì)靈敏度不高）540nm.Follin一酚法（Lowry）Folin-酚試劑由試劑A和試劑B兩部分組成。蛋白質(zhì)中的肽鍵首先在堿性條件下與酒石酸鉀鈉-銅鹽溶液（試劑A）起作用生成紫色絡(luò)合物（類似雙縮服反應(yīng)）。由于蛋白質(zhì)中酪教酸、色氨酸的存在，該絡(luò)合物在堿性條件下進(jìn)而與試劑B（磷鋁酸和磷鴇酸、硫酸、澳等組成）形成藍(lán)色復(fù)合物，其呈色反應(yīng)顏色深淺與蛋白質(zhì)含量成正比（660nm）?？蓽y(cè)定蛋白質(zhì)含量的范圍：25~250Ug/mLo干擾因素：溶液或樣品中含有帶“-C0-NH2"、“-CH2-NH2"、"-CS-NH2”基團(tuán)的化合物，Tris、核酸、蔗糖、硫酸鍍、疏基及酚類等化合物時(shí)。.染料結(jié)合法（Bradford）CoomassieBrilliantBlueG-250（考馬斯亮藍(lán)g-250）

CoomassieBrilliantBlueG-250?470nm CBG是一種指示劑 595nm?干擾因素：去污劑，干擾因素：去污劑，SDS,Triton-100562nm特點(diǎn)：>范國(guó)廣：20—2000ug/?l.MicroBCA試劑測(cè)定范圖是562nm特點(diǎn)：>范國(guó)廣：20—2000ug/?l.MicroBCA試劑測(cè)定范圖是0.5-20ug/nl.》快速：45分鐘內(nèi)完成演I定.A抗干擾：不受離子型和非離子型去污劑影響.5.BCA法(bicinchoninincacid)STEP1.Protein?Cu"STEP2. 46.紫外吸收法（最大光吸收280nm）核酸干擾較大。純蛋白質(zhì)：OD280/OD260>1.75,純核酸：OD280/OD260<0.5?OD280=ecL,需已知e；蛋白質(zhì)濃度（mg/mL）=OD280XF；用OD280/OD260查表知F因子蛋白質(zhì)濃度（mg/mL）=1.45XOD280—0.74XOD260；第五章、酶一、酶通論不是所有的酶都是蛋白質(zhì)，一些RNA分子（核酶）也是酶。酶:全酶(holoenzyme)：脫輔能與輔因子結(jié)合后所形成的復(fù)合物稱為全酶。即全酶=脫輔酶+輔因子酶的分類：.氧化還原酶.轉(zhuǎn)移醐.水解醐.裂合能.異構(gòu)酶.連接醐酶的命名：.習(xí)慣命名法根據(jù)酶作用的底物命名，如淀粉酶、蛋白酶，有時(shí)還加上來(lái)源以區(qū)分不停來(lái)源的同一類酷，如胃蛋白酶、胰蛋白酶根據(jù)酶催化反應(yīng)的性質(zhì)及類型命名，如水解的、轉(zhuǎn)移隨、氧化酶等。有的酶結(jié)合上述兩個(gè)原則命名，如琥珀酸脫氫酶是催化琥珀酸脫氫反應(yīng)的酶。.國(guó)際系統(tǒng)命名法以醐所催化的整體反應(yīng)為基礎(chǔ)，規(guī)定每種酰的名稱應(yīng)當(dāng)明確標(biāo)明酶的底物及催化反應(yīng)的性質(zhì)。如果一種防催化兩個(gè)底物起反應(yīng)，應(yīng)在他們的系統(tǒng)名稱中包括兩種底物的名稱，并以將他們隔開(kāi)。若底物之一是水時(shí)，可將水略去不寫。酶作為生物催化劑的特點(diǎn).醐易失活.酶具有很高的催化效率.醐具有高度專一性.酶活性收到調(diào)節(jié)和控制許多隨需要幫助催化的非蛋白輔助因子.輔因子包括金屬離子及有機(jī)化合物。.一些輔助因子結(jié)合酶蛋白緊密(非共價(jià)或共價(jià)),他們因此被稱為輔基(prostheticgroups)o.只有脫輔酶和它的輔因子的同時(shí)存在才起作用(稱為全酶)。.輔酶在酶催化中通常是起著電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的傳遞作用。(Coenzymesusuallyfunctionastransientcarriersofspecificfunctiongroups.).維生素通常作為輔酶的前體。熱力學(xué)define反應(yīng)速率和平衡酶影響反應(yīng)速率，不影響平衡結(jié)合能導(dǎo)致特異性和催化反應(yīng)Bindingenergycanbeusedtoovercomethesebarriers:Entropy,therelativemotionoftwomoleculesinsolution;(entropyreduction)Thesolvatedshellofhydrogen-bondedwaterthatsurroundsandhelpstostabilizemostbiomoleculesinaqueoussolution;(desolvation)Theelectronicorstructuraldistortionofsubstratesthatmustoccurinmanyreactions;(Electronredistribution)Theneedtoachieveproperalignmentofappropriatecatalyticfunctionalgroupsontheenzyme.（Inducedenzymeconformationchange）1）降低炳值，使分子間作用時(shí)更穩(wěn)定。2）去溶劑化，使底物暴露在無(wú)水且相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境。3）電子在酶的催化下結(jié)構(gòu)更容易變形，易進(jìn)行再分配。4）催化劑誘導(dǎo)酶產(chǎn)生形變，重排。二、酶動(dòng)力學(xué)米氏方程及其推導(dǎo)和應(yīng)用（推導(dǎo)P357）Vmax。［S］米氏方程一二后由［S］：底物濃度Vgx：酶完全被底物飽和時(shí)的最大反應(yīng)速率〃左2+女3Km：米氏常數(shù)（K,"= ）k\根據(jù)米氏方程式可以說(shuō)明以下關(guān)系：1）當(dāng)［S］?Km時(shí)，反應(yīng)速率與底物濃度稱正比，V與［S］的關(guān)系符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)。這時(shí)由于底物濃度低，能沒(méi)有全部被底物所飽和，因此在底物濃度低的條件下是不能正確測(cè)得防活力的。2）當(dāng)［S］?Km時(shí)，反應(yīng)速率已達(dá)到最大速率，這時(shí)酶全部被底物所飽和，V與［S］無(wú)關(guān)，符合零級(jí)動(dòng)力學(xué)，只有在此條件下才能正確測(cè)得酶活力。3）當(dāng)［S］=Km時(shí)，反應(yīng)速率為最大速率的一半。因此Km值就代表反應(yīng)速率達(dá)到最大反應(yīng)速率一半時(shí)的底物濃度，單位是mol/LoLineweaver—Burk雙例數(shù)作圖法將米氏方程式兩側(cè)取倒數(shù)，得到下面方程式:1K,n1 1-= ? + VVmax[S]Vmax以工一-L作圖，得出一直線。橫軸截距為-縱軸截距為一LV［S］ Km Vmax該作圖缺點(diǎn)是：實(shí)驗(yàn)點(diǎn)過(guò)分集中在直線的左下方，而低濃度S的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)又因倒數(shù)后誤差較大，往往偏離直線較遠(yuǎn)，從而影響Km和Va的準(zhǔn)確測(cè)定。穩(wěn)態(tài)：指反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，系統(tǒng)的復(fù)合物ES濃度，山零逐漸增加到一定數(shù)值，在一定時(shí)間內(nèi)，盡管底物濃度和產(chǎn)物濃度不斷地變化，復(fù)合物ES也在不斷地生成和分解，但是當(dāng)反

應(yīng)系統(tǒng)中ES的生成速率和ES的分解速率相等時(shí),絡(luò)合物ES濃度保持不變的這種反應(yīng)狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)，即d[ES].. =Udt酶的抑制作用通常所謂抑制率是指抑制分?jǐn)?shù)或抑制百分?jǐn)?shù)。抑制作用的類型根據(jù)抑制劑與酶的作用方式及抑制作用是否可逆，可把抑制作用分為兩大類.不可逆的抑制作用抑制劑與酶的必需基團(tuán)以共價(jià)鍵結(jié)合而引起前活力喪失，不能用透析、超濾等物理方法除去抑制劑而使酶復(fù)活，稱為不可逆抑制。由于被抑制的酶分子受到不同程度的化學(xué)修飾，故不可逆抑制也就是酶的修飾抑制。.可逆的抑制作用抑制劑與醐以非共價(jià)鍵結(jié)合而引起酶活力降低或喪失，能用物理方法抑制劑而使酶復(fù)活，這種抑制作用是可逆的，稱為可逆抑制。根據(jù)可逆抑制劑與底物的關(guān)系，可逆抑制作用分為三種類型 （P368-369）1）競(jìng)爭(zhēng)性抑制2）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制3）反競(jìng)爭(zhēng)性抑制★EnzymesaresubjecttoinhibitionInhibitiont^ReversibleIrreversibleInhibitiont^ReversibleCompetitiveUncompetitiveMixed前的抑制劑競(jìng)爭(zhēng)型抑制、非競(jìng)爭(zhēng)型抑制、混合型抑制酶的不可逆抑制劑底物類似物、H殺抑制劑三.酶的作用機(jī)制和酶的調(diào)節(jié)酶的活性部位 （P384）少數(shù)參與底物結(jié)合及催化作用的特異的氨基酸殘基比較集中的區(qū)域，即與酶活力直接相關(guān)的區(qū)域稱為酶的活性部位或活性中心?；钚圆课煌ǔＳ直环譃榻Y(jié)合部位和催化部位,前者負(fù)責(zé)與底物的結(jié)合,決定前的專一性;后者負(fù)責(zé)催化底物鍵的斷裂形成新鍵，決定酶的催化能力。前的活性部位并不是和底物的形狀正好互補(bǔ)的，而是在酶和底物結(jié)合的過(guò)程中，底物分子和酶分子，有時(shí)是兩者的構(gòu)象同時(shí)發(fā)生了一定的變化后才互補(bǔ)的，這時(shí)催化基團(tuán)的位置也正好在所催化底物鍵斷裂和即將生成鍵的適當(dāng)位置。這個(gè)動(dòng)態(tài)的辨認(rèn)過(guò)程稱為誘導(dǎo)契合。酶的活性部位的特點(diǎn)（ppt）（催化活性特點(diǎn)6個(gè)）p3a4①前的活性部位是一個(gè)三維實(shí)體。②活性部位位于酶分子表面的一個(gè)裂縫內(nèi)，裂縫內(nèi)是相當(dāng)疏水的區(qū)域。③活性部位在前分子的總體中只占相當(dāng)小的部分。④底物通過(guò)多種弱的作用力結(jié)合到酶上。（氫鍵、鹽鍵、范德華力、疏水相互作用）酶的活性部位與酶蛋白的空間構(gòu)象的完整性之間，是辯證統(tǒng)一的關(guān)系。Specificcatalyticgroupscontributetocatalysis（特定催化組有助「催化兇3）金屬離子催化（P393）①通過(guò)靜電穩(wěn)定或屏蔽負(fù)電荷。（通過(guò)電荷的屏蔽促進(jìn)反應(yīng)）②和質(zhì)子的作用相似（和酸的催化作用相似），但有些金屬離子不止帶一個(gè)正電荷，作用比質(zhì)子要強(qiáng)，并且可以在中性pH溶液中維持一定濃度。③通過(guò)水的離子化促進(jìn)親核催化。④通過(guò)結(jié)合底物為反應(yīng)定向。⑤通過(guò)可逆地改變金屬離子的氧化態(tài)調(diào)節(jié)氧化還原反應(yīng)。能活性的調(diào)節(jié)控制.別構(gòu)調(diào)控（allostericregulation）醒分子的非催化部位與某些化合物可逆地非共價(jià)結(jié)合后發(fā)生構(gòu)象的改變,進(jìn)而改變酶活性狀態(tài)，稱為酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)（allostericregulation）。.可逆的共價(jià)修飾調(diào)控（Covalentmodifications（reversible））.通過(guò)專一性的蛋白水解作用來(lái)活化酶和蛋白質(zhì)（酶原的激活）（Proteolyticcleavage（irreversible））.（基因調(diào)控:改變特定的酶的數(shù)量。）比活力第六章、代謝代謝總論和生物學(xué)能新陳代謝是生命最基本的特征之一，泛指生物與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換、能量交換和信息交換的過(guò)程。包括合成代謝（屬同化作用）、分解代謝（屬異化作用）新陳代謝：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在生物體內(nèi)所經(jīng)歷的一切化學(xué)變化總稱為新陳代謝。

氧化作用所放出的能量與氧化途徑無(wú)關(guān)，只要最后產(chǎn)物相同，釋放出的總能量就相同。最重要的兩類調(diào)控反應(yīng)：反饋抑制、前饋激活細(xì)胞中的主要代謝途徑:ATP是能量代謝的中心物質(zhì)輔酶的作用參與電子的傳遞、基團(tuán)的轉(zhuǎn)移等，決定了酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)。

維生素B3是NAD和NADPQ的組成成分輔酣I：NAD+/NADH,煙酰胺腺噪吟二核甘酸（氧化/還原）輔酶II：NADP+/NADPH,煙酰胺腺喋吟二核甘酸磷酸（氧化/還原）。泛酸：維生素B5是CoA的組成成分，CoA是生物體內(nèi)轉(zhuǎn)?；傅妮o酶。新陳代謝的功能概括為5個(gè)方面：1）從周圍環(huán)境中獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。2）將外界引入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨硇枰慕Y(jié)構(gòu)元件，即大分子的組成前體。3）將結(jié)構(gòu)元件裝配成自身的大分子4）合成或降解執(zhí)行生物體特殊功能所需的生物分子。5）提供生命活動(dòng)所需的一切能量。熱學(xué)第一定律能量守恒定律：熱力學(xué)第一定律是對(duì)能量守恒和轉(zhuǎn)換定律的一種表述方式。熱力學(xué)第一定律指出，熱能可以從?個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體,也可以與機(jī)械能或其他能量相互轉(zhuǎn)換,在傳遞和轉(zhuǎn)換過(guò)程中，能量的總值不變。熱學(xué)第二定律熱的傳導(dǎo)只能由高溫物體傳至低溫物體。熱的自發(fā)地逆向傳導(dǎo)是不可能的。這表明：熱力學(xué)體系的運(yùn)動(dòng)有一定的方向性，即自高溫流向低溫。自由能（freeenergy）物理意義：-AG=W*（體系中能對(duì)環(huán)境作功的能量）自由能的變化能預(yù)示某一過(guò)程能否自發(fā)進(jìn)行，即：AG<0,AG>0,AG<0,AG>0,AG=0,標(biāo)準(zhǔn)條件:反應(yīng)的溫度為25C,大氣壓為101,325Pa（latm）,反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度都是lmol/L。偶聯(lián)化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自由能變化的可加性及其意義該規(guī)則表明一個(gè)在熱力學(xué)上不利的反應(yīng)，可以與熱力學(xué)有利的反應(yīng)偶聯(lián)進(jìn)行，即可以被熱力學(xué)有利的反應(yīng)所驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行。這在生物化學(xué)反應(yīng)中是很多的。高能磷酸化合物機(jī)體內(nèi)有許多含磷酸的化合物，當(dāng)其磷酰基水解時(shí)，釋放出大量的自山能，這類含磷酸的化合物稱為高能磷酸化合物。當(dāng)這些磷?；鈺r(shí)，能釋放出20.92kj/mol（5kcal/mol）以上的能量，因此將這些磷酸基團(tuán)與其它基團(tuán)之間的犍稱為“高能鍵”（highenergybond）,并用符號(hào)?表示。磷酸肌酸當(dāng)細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí)，ATP的濃度較高，反應(yīng)向合成磷酸肌酸的方向進(jìn)行。當(dāng)細(xì)胞處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，ATP的濃度下降，反應(yīng)即轉(zhuǎn)向合成ATP的方向進(jìn)行，因此磷酸肌膠有“ATP緩沖劑”之稱。本章小結(jié).新陳代謝是生命最基本的特征之一，泛指生物與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換、能量交換和信息交換的過(guò)程，包括合成代謝和分解代謝。.新陳代謝的共同特點(diǎn)：由酶催化，反應(yīng)條件溫和；諸多反應(yīng)有嚴(yán)格的順序，彼此協(xié)調(diào)；具有中間代謝。.輔酶I和輔能1LFMN和FAD和輔酎A在能量代謝中的作用..熱力學(xué)第一定律：能量守恒定律DU=Q-W.熱力學(xué)第二定律：熱的傳導(dǎo)只能由高溫物體傳至低溫物體。熱的自發(fā)地逆向傳導(dǎo)是不可能的。這表明：熱力學(xué)體系的運(yùn)動(dòng)有一定的方向性，即自高溫流向低溫。.標(biāo)準(zhǔn)自由能變化中涉及的計(jì)算問(wèn)題。.偶聯(lián)化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自由能變化的可加性及其意義：在互相聯(lián)系或稱為偶聯(lián)的化學(xué)反應(yīng)中，這些相互聯(lián)系的化學(xué)反應(yīng)的總的自由能變化等于各步反應(yīng)自由能變化的總和。當(dāng)其中一個(gè)反應(yīng)的自由能變化為正值時(shí),只要總反應(yīng)的自由能變化為負(fù)值,這個(gè)反應(yīng)也是能夠進(jìn)行的。.高能磷酸化合物的概念和種類。.ATP的特點(diǎn)和作用：ATP中酸酎鍵不穩(wěn)定容易水解，從而釋放大量能量，是能量的中間傳遞體。多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才能被吸收利用，稱為糖化。淀粉的磷酸解以磷酸代替水使淀粉分解形成1-磷酸葡萄糖的過(guò)程稱淀粉的磷酸解，它是細(xì)胞內(nèi)多糖的主要降解方式。葡萄糖的主要代謝途徑

葡萄糖的主要代謝途徑糖異生葡萄糖乳,酸乙醇葡萄糖乳,酸乙醇糖酵解(Glycolysis)糖酵解是將葡萄糖降解為丙酮酸并伴隨著ATP生成的?系列反應(yīng)，是生物體內(nèi)普遍存在的葡萄糖降解的途徑。該途徑也稱作Embden-Meyethof途徑，以紀(jì)念Embden和Mayerholf。糖酵解是葡萄糖通過(guò)一系列的生化反應(yīng)，逐步氧化成小分子化合物，并釋放出能量合成ATP的過(guò)程。糖酵解途徑從葡萄糖開(kāi)始，到生成2分子丙酮酸為止，在途徑的前期消耗2分子ATP,后期合成4分子ATP,所以途徑運(yùn)行的結(jié)果，1分子葡萄糖可以產(chǎn)成2分子ATP。把糖酵解途徑加上丙酮酸轉(zhuǎn)變成乙醇或乳酸稱為無(wú)氧呼吸。把糖酵解途徑、檸檬酸循環(huán)加上呼吸電子傳遞鏈合稱為有氧呼吸途徑。由葡萄糖經(jīng)歷丙酮酸最后生成乳酸，稱為酵解過(guò)程。由葡萄糖經(jīng)歷丙酮酸最后生成乙醇，稱為發(fā)酵過(guò)程糖酵解途徑中磷酸化中間產(chǎn)物的意義①帶有負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)使中間產(chǎn)物具有極性，從而使這些產(chǎn)物不易透過(guò)脂膜而失散；②磷酸基團(tuán)在各反應(yīng)步驟中，對(duì)酶來(lái)說(shuō)，起到信號(hào)基團(tuán)的作用，有利于與酶結(jié)合而被催化；③磷酸基團(tuán)經(jīng)酵解作用后，最終形成ATP的末端磷酸基團(tuán)，因此具有保存能量的作用。

激酶：能夠在ATP和任何一種底物之間起催化作用，轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)的一類酶。X-晶體衍射研究表明，在己糖激酶催化反應(yīng)時(shí)有構(gòu)象變化，其變化大致是，酶與葡萄糖結(jié)合時(shí)，結(jié)合裂縫兩側(cè)的酶葉關(guān)緊，糖被酶蛋白環(huán)繞造成非極性環(huán)境，從而促使ATP的磷酰基轉(zhuǎn)移，防止水作為底物攻擊ATP。這種底物誘導(dǎo)的裂縫關(guān)閉現(xiàn)象是激腦的共同特性。肝臟中存在一種專一性強(qiáng)的葡萄糖激酶，對(duì)于維持血糖的恒定起作用。酵解第一階段的反應(yīng)

葡萄糖的磷酸化GlucoseGlucose6-phosphate這是酵解過(guò)程中的△G'°=GlucoseGlucose6-phosphate這是酵解過(guò)程中的△G'°=-16.7kJ/mol第一個(gè)調(diào)節(jié)酶輔因子：鎂離子Mg2+酵解過(guò)程中的第一個(gè)調(diào)節(jié)醐：己糖激酗（是別構(gòu)醐）（第一步反應(yīng)在肝臟中）己糖激酶以六碳糖為底物，其專一性不強(qiáng)，不僅可以作用于葡萄糖，還可以作用于D-果糖和D-甘露糖。葡萄糖激酶：存在于肝細(xì)胞中。它對(duì)D-葡萄糖有特異活性?！鱃'°=1.7kJ/mol磷酸葡萄糖

a-。-葡萄糖-6.磷酸 異構(gòu)的 B-a果糖-6-磷酸一種異構(gòu)酶這個(gè)同分異構(gòu)化反應(yīng)由（磷酸）葡的糖異構(gòu)陋催化。葡萄糖C1上的?；幌馛6上羥基那樣容易磷酸化，將諼基從C1轉(zhuǎn)移到C2,是葡萄糖分子由醛式變?yōu)橥?，C1形成了自由羥基，更容易在下一個(gè)反應(yīng)中磷酸化。由于此反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自由能變化很小，反應(yīng)是可逆的。反應(yīng)方向由底物和產(chǎn)物的量來(lái)控制。磷酸葡萄糖異構(gòu)酶有絕對(duì)的專一性和立體專一性，6-磷酸葡糖酸等都是它的抑制劑。

果糖一6一磷酸的磷酸化ATPADP5g歹 ：Fructose6-phosphate△G'°=-14.2kJ/molFructose1,6-bisphosphateFructose6-phosphate△G'°=-14.2kJ/molFructose1,6-bisphosphate糖降解過(guò)程中的第二個(gè)磷酸化反應(yīng)。磷酸果糖激酶-1（PFK-1）重要的調(diào)控關(guān)鍵酶糖酵解過(guò)程的第二個(gè)調(diào)節(jié)前也是酵解中的限速酶這一步反應(yīng)是酵解中的關(guān)鍵反應(yīng)步驟，反應(yīng)是放能的，在體內(nèi)是不可逆的。磷酸果糖激酹是酵解限速酶。磷酸果糖激酶是一個(gè)別構(gòu)酶，ATP,檸檬酸，脂肪酸對(duì)此酶有抑制效應(yīng)。AMP,ADP或無(wú)機(jī)磷可消除抑制，增加醐的活性。磷酸果糖激酶是?種變構(gòu)酶,受很多因素的控制：如：肝中的磷酸果糖激酶受高濃度ATP的抑制,ATP可降低該酶對(duì)F-6-P的親和力，是由于ATP結(jié)合到酶的一個(gè)特殊的調(diào)控部位上，調(diào)節(jié)部位不同于催化部位。抑制作用可被AMP解除，因此ATP/AMP的比例對(duì)該酶有明顯的調(diào)節(jié)作用；H+濃度對(duì)酶活性的影響,當(dāng)pH下降時(shí)，H+對(duì)該酶有抑制作用，在生物體內(nèi)有重要的生物學(xué)意義，因?yàn)橥ㄟ^(guò)它阻止整個(gè)酵解途徑的繼續(xù)進(jìn)行，從而防止乳酸的急劇形成；這又可以防止血液pH的下降，有利于避免酸中毒。磷酸果糖激酶有三種同工酶:同工酶A存在于心肌和骨骼中，同工酶B存在于肝和紅細(xì)胞中，同工酶C存在于腦中。植物在這一步利用的是Pi，不是ATP。

限速酶/關(guān)鍵酶(rate-limitingenzyme/keyenzyme)Tn八.催化非可逆反應(yīng)Tn2.催化效率低管＜3.受激素或代謝物的調(diào)節(jié)4.常是在整條途徑中催化初始反應(yīng)的酶15.活性的改變可影響整個(gè)反應(yīng)體系的速度和方向EM途徑的限速酶：磷酸果糖激酶第四步反應(yīng)醛縮酶凡是連接兩個(gè)鐐基化合物，例如一個(gè)醛和一個(gè)酮化合物形成一個(gè)醛醇化合物就是醒維反廛。第五步反應(yīng)磷酸三碳糖中只有3-磷酸甘油酸能繼續(xù)進(jìn)入酵解途徑。磷酸二羥丙酮可在磷酸丙糖異構(gòu)酶的催化下迅速轉(zhuǎn)化成3-磷酸甘油醛?？峤獾诙A段的反應(yīng)第六步反應(yīng)14ri甘油醛14ri甘油醛-3-磷酸

脫氫酶糖酵解中唯一的

脫氫反應(yīng)0 0P(耳X/CIH—C—OH+NADH+H*I,

CH2OP(^-甘油醛-3-磷酸1,3-二磷酸甘油酸甘油醛-3-磷酸碑酸鹽是磷酸的類似物，可以代替磷酸結(jié)合到甘油酸的1位，并很快水解，使得不能形成1,3-二磷酸甘油酸，不能產(chǎn)生ATP,導(dǎo)致解偶聯(lián)。糖酵解中唯?的脫氫反應(yīng)第七步底物水平磷酸化是指物質(zhì)在生物氧化過(guò)程中生成的一些含有高能鍵的化合物，它們可以不經(jīng)電子傳遞鏈，而直接偶聯(lián)ATP或GTP的合成，這種反應(yīng)稱為底物水平磷酸化。糖酵解中第一次底物水平磷酸化反應(yīng)這步反應(yīng)為磷酸甘油酸激醐將甘油酸-1,3-二磷酸的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至ATP,形成甘油酸-3-磷酸和一份子ATP,在這一步，糖酵解過(guò)程達(dá)到了能量收支平衡：2分子ATP在先前的反應(yīng)中被消耗，而在這步反應(yīng)中有兩分子ATP被合成。這步反應(yīng)作為兩步底物水平磷酸化中的一步，以ADP作為底物，所以當(dāng)細(xì)胞ATP水平較高時(shí)，該步反應(yīng)被抑制；第八步凡是催化分子內(nèi)化學(xué)功能基團(tuán)的位置移動(dòng)的酶都稱為支位奧。第九步烯醇化酶催化的脫水反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),反應(yīng)的自由能變化很小，但是分子內(nèi)能重新分布的變化很大。2-磷酸H.油酸中的磷酸鍵是一個(gè)低能鍵,其水解的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化是-17.6kJ/mol。磷酸烯醉式丙酮酸中的磷酰烯醉鍵是高能鍵,其水解的標(biāo)準(zhǔn)自由能的變化為-62.1kJ/mol,因此這一步反應(yīng)顯著地提高了磷?；霓D(zhuǎn)移勢(shì)能。磷酸烯醇丙酮酸在熱力學(xué)上很不穩(wěn)定。第十步ADPATPMg2-或、1ADPATPMg2-或、1口2-丙酮酸激酶PKo11C—OHIC—OHch2烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)磷酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)(phosphoenolpyruvate)糖酵解過(guò)程的第三個(gè)調(diào)節(jié)酶，

也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)丙酮酸激戰(zhàn)PK糖酵解過(guò)程的第三個(gè)調(diào)節(jié)酶，也是第二次底物水平磷酸化反應(yīng)。丙酮酸激酶反應(yīng)是一個(gè)代謝調(diào)節(jié)位點(diǎn)。酶活力受高濃度ATP抑制,受1,6-：磷酸果糖激活。在肝中這個(gè)酶的合成受飲食中糖的控制。肝中丙酮酸激酶活力也受酶蛋白的磷酸化和脫磷酸化調(diào)節(jié)。脫磷酸化的丙酮酸激酶活力較高。糖酵解中的不可逆反應(yīng).葡萄糖經(jīng)已糖激酶催化生成6-磷酸葡萄糖 AG=-33.5kJ/mol.6-磷酸果糖經(jīng)磷酸果糖激酶催化生成1,6二磷酸果糖AG=-22.2kJ/mol.磷酸烯醇式丙酮酸經(jīng)丙酮酸激酶生成丙酮酸 △G=-16.7kJ/mol小結(jié).糖酵解的第一步磷酸化反應(yīng)，消耗一分子的ATP水解所產(chǎn)生的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)該反應(yīng)的進(jìn)行催化反應(yīng)的防：己糖激醐(在肝臟中存在一種特異性高的葡萄糖激酶)，也是第一個(gè)調(diào)節(jié)醐,受產(chǎn)物G-6-P的別構(gòu)抑制在激酶與底物結(jié)合時(shí)，會(huì)發(fā)生酶葉關(guān)閉現(xiàn)象。.異構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)的意義是為了活化第一個(gè)C原子.糖酵解的第二步磷酸化反應(yīng)，催化反應(yīng)的酶：磷酸果糖激酶(PFK-1)第二個(gè)調(diào)節(jié)酶，同時(shí)是反應(yīng)的關(guān)鍵酶(概念)，受很多因素的限制，ATP對(duì)其抑制機(jī)理，AMP能解除這種抑制作用，檸檬酸和脂肪酸都有抑制作用，還有H+的抑制的生理學(xué)意義。.由醛縮前(概念)催化的斷裂反應(yīng)，自由能＞0,由于3-P-甘油醛不斷被消耗，反應(yīng)向著產(chǎn)物進(jìn)行的方向。在這步由一分子六碳糖生成兩分子三碳糖。.只有3-P-廿油醛能夠進(jìn)入后續(xù)的反應(yīng)，所以需要一個(gè)異構(gòu)化酶。.甘油醛-3-磷酸脫氫酶催化的糖酵解中唯一一個(gè)脫翅反應(yīng)，第一個(gè)氧化還原反應(yīng)，酶的活性集團(tuán)是具有親核作用的一SH,能夠與醛基形成中間物，將氫轉(zhuǎn)移給NAD+生成NADH。兩個(gè)抑制劑分別為：碑酸鹽和碘乙酸，但機(jī)理不同。.第?步底物水平磷酸化，底物水平磷酸化是指物質(zhì)在生物氧化過(guò)程中生成的一些含有高能鍵的化合物，它們可以不經(jīng)電子傳遞鏈，而直接偶聯(lián)ATP或GTP的合成，這種反應(yīng)稱為底物水平磷酸化。在這一步，糖酵解過(guò)程達(dá)到了能量收支平衡：2分子ATP在先前的反應(yīng)中被消耗，而在這步反應(yīng)中有兩分子ATP被合成.由磷酸甘油酸變位酣(概念)催化的磷酸基團(tuán)變位反應(yīng)，催化基團(tuán)是組氨酸，通過(guò)磷酸化活化生成2,3??二磷酸甘油酸.烯醉化酶催化的一個(gè)脫水反應(yīng)，生成了酵解途徑中的第二個(gè)高能磷酸化合物，磷酸烯醇式丙酮酸。氟化物是其抑制劑。.丙酮酸激酶催化的第二個(gè)底物水平磷酸化，也是反應(yīng)體系的第三個(gè)調(diào)節(jié)酶。受高濃度ATP抑制，受1,6-二磷酸果糖激活。丙酮酸的缺失會(huì)造成2,3-二磷酸甘油酸的積累，影響血紅蛋白的氧親和力，造成氧運(yùn)輸問(wèn)題。由葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)閮煞肿颖崮芰哭D(zhuǎn)變的估算總反應(yīng)式為：葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+-2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2OC6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi-2C3H4O3+2NADH+2H++2ATP+2H2O能量計(jì)算：氧化吩子葡萄糖凈生成2ATP2NADH5ATP或3ATP糖醋解過(guò)程中ATP的生成： (1,3,7,10)反應(yīng) ATPTOC\o"1-5"\h\z葡萄糖-6-磷酸葡萄糖 -16-磷酸果糖-1,6-二磷酸果糖 -11,3-二磷酸甘油酸-3-磷酸甘油酸 2X1磷酸烯醇式丙酮酸一丙酮酸 2X1EMP途徑化學(xué)計(jì)量和生物學(xué)意義葡萄糖在分解代謝過(guò)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。糖酵解：1分子葡萄糖一2分子丙酮酸，共消耗了2個(gè)ATP,產(chǎn)生了4個(gè)ATP,實(shí)際上凈生成了2個(gè)ATP,同時(shí)產(chǎn)生2個(gè)NADH。生物學(xué)意義★是葡萄糖在生物體內(nèi)進(jìn)行有氧或無(wú)氧分解的共同途徑，通過(guò)糖酵解，生物體獲得生命活動(dòng)所需要的能量；★形成多種重要的中間產(chǎn)物，為氨基酸、脂類合成提供碳骨架★為糖異生提供基本途徑。丙酮酸的去路丙酮酸的去路生成乳酸生成乙醇糖酵解作用的調(diào)節(jié)在代謝途徑中，催化不可逆反應(yīng)的前所處的部位是控制代謝反應(yīng)的有力部位。在糖酵解途徑中，由一糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激可催化的反應(yīng)實(shí)際上都是不可逆反應(yīng),因此,這三種酶都具有調(diào)節(jié)糖酵解途徑的作用。糖酵解過(guò)程的限速/調(diào)節(jié)酶:酶的名稱已糖激酶葡萄糖激酶（肝）酶的名稱已糖激酶葡萄糖激酶（肝）*磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶變構(gòu)激活劑Mg2+,Mn2+Mg2+,Mn2+Mg2+,AMP,ADP,

F-2,6-2PMg21,K+,F-l,6-2P變構(gòu)抑制劑G-6-PATP,檸檬酸,長(zhǎng)鏈脂肪酸ATP磷酸果糖激醐是關(guān)鍵的磷酸果糖激酶受高濃度ATP的抑制,ATP是磷酸果糖激酶的別構(gòu)抑制劑。檸檬酸抑制磷酸果糖激酶:糖酵解除了為生命活動(dòng)提供能量外，還有為合成各種物質(zhì)提供碳骨架的作用。檸檬酸含量高時(shí)，意味著有豐富的生物合成前體存在。檸檬酸通過(guò)加強(qiáng)ATP的抑制效應(yīng)來(lái)抑制磷酸果糖激酶的活性,從而使糖酵解過(guò)程減慢。果糖-2.6-二磷酸對(duì)酵解的調(diào)節(jié)作用:果糖-2,6-二磷酸是磷酸果糖激酶強(qiáng)有力的變構(gòu)激活劑。在肝臟中，果糖-2,6-：磷酸提高磷酸果糖激酶盆果糖-6-磷酸的親和力，并降低ATP的抑制效應(yīng)。己糖激酶時(shí)糖酵解的調(diào)節(jié)作用己糖激酶受葡萄糖-6-磷酸的抑制。當(dāng)磷酸果糖激酶受抑制時(shí),果糖-6-磷酸枳累，使得葡萄糖-6-磷酸也積累,從而抑制己糖激酶的活件。但有的時(shí)候情況并不完全如此，因?yàn)槠咸烟?6-磷酸還可以轉(zhuǎn)變成糖原，或經(jīng)五碳糖磷酸途徑氧化。當(dāng)磷酸果糖激酶受抑制時(shí)，葡萄糖6磷酸不一定積累，己糖激酶也就不一定受抑制，所以3糖激睡不是糖酵解途徑的限制酶。糖酵解小結(jié)糖酵解過(guò)程的11個(gè)酶己糖激酶/葡萄糖激酶磷酸己糖異構(gòu)酶磷酸果糖激靳1醛縮酶磷酸丙糖異構(gòu)酶3-磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸變位酶烯醇化酶丙酮酸激酶乳酸脫氫酶磷酸化酶*磷酸葡萄糖變位酶*注：磷酸化酶、磷酸葡萄糖變位酶在糖原分解中存在。糖酵解過(guò)程的12步反應(yīng)：⑴葡萄糖 -6-磷酸葡萄糖⑵6-磷酸葡萄糖 -6-磷酸果糖⑶6-磷酸果糖 -1,6-二磷酸果糖⑷1,6-二磷酸果糖一磷酸二羥丙酮+3-磷酸甘油醛⑸磷酸二羥丙酮 一3-磷酸甘油醛⑹3-磷酸甘油醛-1,3-二磷酸甘油酸⑺1,3-二磷酸甘油酸~3-磷酸甘油酸3-磷酸H.油酸 -2-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸 一磷酸烯醉式丙酮酸⑩磷酸烯醇式丙酮酸f烯醇式丙酮酸01）烯醇式丙酮酸一丙酮酸?丙酮酸 f乳酸糖酵解意義：在無(wú)氧條件下迅速提供能量，供機(jī)體需要。如:劇烈運(yùn)動(dòng)、人到高原是某些細(xì)胞在不缺氧條件下的能量來(lái)源。是某些病理情況下機(jī)體獲得能量的方式。是糖的有氧氧化的前過(guò)程，亦是糖異生作用，大部分逆過(guò)程。糖酵解是糖、脂肪和氨基酸代謝相聯(lián)系的途徑若糖酵解過(guò)度，可因乳酸生成過(guò)多而導(dǎo)致乳酸中毒。糖酵解作用發(fā)生的部位是細(xì)胞質(zhì)的可溶性部位。檸檬酸循環(huán)(TheCilricAcidCycle)丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分解葡萄糖(EPM)丙酮酸NAD*NADH+H*葡萄糖(EPM)丙酮酸NAD*NADH+H*葡萄糖的有氧分解 *有氧氧化是指體內(nèi)組織在有氧條件下，葡萄糖徹底氧化分解生成C02和H20的過(guò)程。一、丙酮酸進(jìn)入檸檬酸循環(huán)的準(zhǔn)備階段——形成乙酰COA（具體反應(yīng)P93-95）催化這些反應(yīng)的酶是包括丙酮酸脫氫酶在內(nèi)的多醐復(fù)合體，由3種醐高度組合在一起形成的，統(tǒng)稱為內(nèi)酮酸脫氫酶復(fù)合體或內(nèi)酮酸脫痣酶系，有時(shí)也籠統(tǒng)地稱為丙酮酸脫氧酶。反應(yīng)的輔助因子不止有輔IWA和NAD+,還有硫胺素焦磷酸（TPP）、硫辛酰胺、黃素腺噂吟二核甘酸（FAD）等三種酶：丙酮酸脫氫醐組分、硫療酰軋乙?；浮ⅲ喉チ虺运崦撛醯?。丙酮酸脫氫酶系催化酶：（PPT）這一多酶復(fù)合體位于線粒體內(nèi)膜上，原核細(xì)胞則在胞液中。山內(nèi)酮酸脫氫酶，二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶和二氫硫辛酰胺脫氫酸三種酶按一定比例組合成多醐復(fù)合體。rEi-丙酮酸脫竣酶（也叫丙酮酸脫氫酶）.三種酶jE2-二氫硫辛酸乙?；D(zhuǎn)移酶丙酮酸脫氫酶系1E3-二丙酮酸脫氫酶系三種輔助因子|焦磷酸硫胺素（TPP）、硫辛酸、ICOASH、FAD、NAIT

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成組分縮寫肽鏈數(shù)輔基催化的反應(yīng)丙酮酸脫氫酶組分Ei24TPP內(nèi)酮酸氧化脫竣二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙?；竐224硫辛酰胺將乙酰基轉(zhuǎn)移到CoA二氫硫辛酸脫氫酶E312FAD將還原型硫辛酰胺轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸捅徂D(zhuǎn)化為乙酰輔酶APyruvateoxidized)lipoyllysineTPPFADTPPTPPNADH+H+TPPNAD+TPPFADHreducedlipoyllysineCoA-SH1EiTpp、--坳NAD+TPPFADHreducedlipoyllysineCoA-SH1EiTpp、--坳,I,-j1FADQIICH,-C-S-CoAAcetyl-CoA丙酮酸脫氫前復(fù)合體的調(diào)控內(nèi)酮酸脫氣酶復(fù)合體催化的這個(gè)反應(yīng)是哺乳動(dòng)物體內(nèi)使丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA的唯一途徑。乙酰CoA既是檸檬酸循環(huán)的入口，又是脂類生物合成的起始物質(zhì)。.產(chǎn)物控制產(chǎn)物NADH抑制E3,乙酰CoA抑制E2。如果NADH和乙酰CoA處于高濃度，則E2

處于與乙?；Y(jié)合的形式，不再接受羥乙基基團(tuán)，E1上的TPP停留在結(jié)合狀態(tài)，抑制丙酮酸脫竣。.磷酸化和去磷酸化的調(diào)控E2分子上結(jié)合著兩種特殊的酶，一種稱為激醐，另一種稱為磷酸能，它們分別使E1磷酸化和去磷酸化，去磷酸化形式是EI的活性形式。Ca2+通過(guò)激活磷酸酶的作用，也能使E1活化。二、檸檬酸循環(huán)概貌檸檬酸循環(huán)也叫三竣酸循環(huán)(tricarboxylicacidcycle),又叫做TCA循環(huán)，也將此途徑稱為Krebs循環(huán)。乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合成六碳三竣酸即檸檬酸，經(jīng)過(guò)一系列代謝反應(yīng)，乙?；粡氐籽趸?，草酰乙酸得以再生的過(guò)程稱為三枝酸循環(huán)。按順序參與催化的酶：①檸檬酸合酶②烏頭酸酶③烏頭酸酶④異檸檬酸脫氫醐⑤a-酮戊二酸脫氫能復(fù)合體⑥琥珀酰-CoA合成酶⑦琥珀酸脫氫能⑧延胡索酸酶⑨蘋果酸脫氫酶三、檸檬酸循環(huán)的反應(yīng)機(jī)制StepI.乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸檸檬酸的形成：乙酰輔能與草酰乙酸縮合成檸檬酸。反應(yīng)由檸檬酸合酶催化，此前是?個(gè)調(diào)控酶。草酰乙酸先馬酶結(jié)合，導(dǎo)致酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，暴露出與乙酰輔酶A的結(jié)合部位,屬于“誘導(dǎo)契合”模型。反應(yīng)的能量由乙酰CoA的高能硫酯鍵提供，所以使反應(yīng)不可逆。此為醇醛縮合反應(yīng)，先縮合成檸檬酰CoA,然后水解。草酰乙酸與乙酰CoA縮合形成檸檬酸o=c-cooo=c-coo-

Ih2c-coo-草酰乙酸O義檸檬酸合酶v-uri? .IS-CoA①乙酰CoA

' 0 '2IICH2-C—SCoAHO-C-COO-Ich2-coo-檸檬酰CoA2 1.ch2-coo八！一 +HO-C-COO+HS-CoA+HICH2-COO-CoA檸檬酸第一個(gè)調(diào)控酶調(diào)節(jié)酶：檸檬酸合酶Step2.檸檬酸異構(gòu)化形成異檸檬酸異檸檬酸的形成：檸檬酸由順烏頭酸酶催化，脫水，然后加水，從而改變分子內(nèi)OH-和H+的位置，使原來(lái)在C3上的羥基轉(zhuǎn)到C2上，生成異檸檬酸。催化這兩步反應(yīng)是同一酶，其中間產(chǎn)物為順烏頭酸與酶結(jié)合在一起以復(fù)合物形式存在。Step3.異檸檬酸氧化形成。一酮戊：酸是第一個(gè)氧化還原反應(yīng)異檸檬酸脫氫酶：第二個(gè)調(diào)節(jié)酶這階段放出了1分子CO2,由C6-C5；產(chǎn)生1分子NADH異檸檬酸氧化脫瘦生成a-酮戊二酸：異檸檬酸在異檸檬酸脫氫酶作用下反應(yīng)中間物是草酰琥珀酸，它是一個(gè)不穩(wěn)定的B-酮酸，當(dāng)與酶結(jié)合則脫凌形成a-酮戊二酸，脫下的氫由NAD卡接受，生成NADH+和H+。異檸檬酸脫氫酶是三竣酶循環(huán)中第二個(gè)調(diào)節(jié)酶。（記：發(fā)生的變化、能量的產(chǎn)生、體系的調(diào)節(jié)）

草酰琥珀酸coo"③草酰琥珀酸ONAD*NADH+H*7Aho-^c-h0異檸檬酸脫氫酶A

oocoo-異檸檬酸儼.coo-2fH2

H-C-HIC-0I

c

'、b

一酮戊二酸Step4.a一酮戊二酸氧化脫竣形成琥珀酰CoA這階段又放出了1分子C02,由C5-C4；又產(chǎn)生1分子NADH；形成1個(gè)高能硫酯鍵。這是三艘酸循環(huán)中第二個(gè)氧化脫竣反應(yīng),是由a-酮戊:酸脫氫酶系所催化的。此脫氫酶系與丙酮酸脫氫酶系相似，由三個(gè)酶即a-酮戊二酸脫氫酶，琥珀酰轉(zhuǎn)移酶和二氫硫辛酰脫氫酶組成。也需要TPP,硫辛酸，輔酶A,FAD和NAD+5種輔助因子。Q-酮戊二酸氧化脫蝮酶反應(yīng)機(jī)制與丙酮

酸氧化脫瘦相回,組成類似：—

含三個(gè)酶及五個(gè)輔助因子c三個(gè)酶： a-酮戊二酸脫瘦酶、二氫硫辛酸轉(zhuǎn)琥珀?；浮⒍淞蛐了徇€原酶五個(gè)輔助因子:TPP、硫辛酸、五個(gè)輔助因子:TPP、硫辛酸、FAD

NAD\輔酶Aa-酮戊二酸脫氫陋，由a-酮戊二酸脫氫酶（Ei）、二氫硫辛酰轉(zhuǎn)琥珀酰酶（ED、二氫硫辛酰脫氫酶（E3）組成。需要TPP、硫辛酸、CoA、FAD、NAD\Mg?+六種輔助因子。（書）Step5琥珀酰CoA轉(zhuǎn)化成琥珀酸琥珀酰CoA轉(zhuǎn)化成琥珀酸，并產(chǎn)生GTP：這是三竣酸循環(huán)中唯?底物水平磷酸化且接產(chǎn)生高能磷酸鍵的步驟。Step6琥珀酸脫氧形成延胡索酸這是三是酸循環(huán)中第三步氧化還原反應(yīng),由琥珀酸脫氫酶催化，氫的受體是酶的輔基FAD,生成延胡索酸和FADH2。該酶是三撥酸循環(huán)中唯一摻入線粒體內(nèi)膜的酶,并且直接與呼吸鏈聯(lián)系。丙二酸是琥珀酸脫翅酶的強(qiáng)抑制劑。Step7延胡索酸水合形成L-蘋果酸Step8L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸三一酸循環(huán)循第4次氧化還原反應(yīng),也是最后一步。FwnarateHOCCOOE-coodrhydrocrfuwriMrHnateCO.檸檬酸循環(huán)總圖\cumplrtC4A-SHoA-SHansm?MwtwtrwC.irrd<ADF>ZlumajrlCaA?P.9Hr-COOamnyl-CoA■vnthrtaM“J-4rh>?lnRtrtMM?CH?FwnarateHOCCOOE-coodrhydrocrfuwriMrHnateCO.檸檬酸循環(huán)總圖\cumplrtC4A-SHoA-SHansm?MwtwtrwC.irrd<ADF>ZlumajrlCaA?P.9Hr-COOamnyl-CoA■vnthrtaM“J-4rh>?lnRtrtMM?CH?小結(jié)：.由檸檬酸合酶催化的從C4和C2縮合成C6的反應(yīng)，是TCA的第一個(gè)調(diào)節(jié)酶，屬于“誘導(dǎo)契合”反應(yīng)。.順烏頭酸酶催化，脫水，然后加水，從而改變分子內(nèi)OH—和H+的位置，使原來(lái)在C3上的羥基轉(zhuǎn)到C2上，生成異檸檬酸。順烏頭酸是反應(yīng)的中間物。.檸檬酸脫氫酶催化的第一個(gè)氧化還原反應(yīng)，生成了一個(gè)-酮酸，這階段放出了1分子C02,由C6fC5,產(chǎn)生1分子NADH,該酶是體系的第二個(gè)調(diào)節(jié)酶。.由a-酮戊二酸脫氫醐系所催化的第二個(gè)氧化脫竣反應(yīng)，此脫氯酣系與丙酮酸脫氫酶系相似，由三個(gè)酶即a-酮戊二酸脫氫酶，琥珀酰轉(zhuǎn)移酶和二氫硫辛酰脫氫酶組成。也需要TPP,硫辛酸，輔酶A,FAD和NAD+5種輔助因子。這階段又放出了1分子CO2,由C5fC4；又產(chǎn)生1分子NADH；形成1個(gè)高能硫酯鍵。該酶是體系的第三個(gè)調(diào)節(jié)前。.琥珀酰CoA合成酶催化的三較酸循環(huán)中唯一底物水平磷酸化，生成一分子GTP。.琥珀酸脫氫酶催化的三撥酸循環(huán)中第三步氧化還原反應(yīng)，該酶嵌合在線粒體內(nèi)膜匕是線粒體內(nèi)膜的重要組成成分，其他的酶大多存在于線粒體的基質(zhì)中。這步反應(yīng)生成一分子FADH2。丙二酸是該酶的抑制劑。.延胡索酸酶催化的加水反應(yīng)，具有立體專一性，只能催化反式和L-異構(gòu)體。.蘋果酸脫氫醐催化的三撥酸循環(huán)中第4次氧化還原反應(yīng)，又產(chǎn)生1分子NADHo四、檸檬酸循環(huán)的化學(xué)總結(jié)算由葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)閮煞肿颖崮芰哭D(zhuǎn)變的估算葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAiy->2丙酮酸+2ATP+2NADH+2即丙酮酸到乙酰CoA的總反應(yīng)式CH3C0C00-+HS-CoA+NAD+-CH3C0-SCoA+C02+NADH檸檬酸循環(huán)的總反應(yīng)式乙酰CoA+3NAIT+FAD+GDP+Pi+2H20-2C02+3NADH+FADH2+GTP+3m+CoATCA的總反應(yīng)式C6H12O6+6H2O+IONAD*+2FAD+4ADP+4Pi——-6CO2+10NADH+10H++2FADH2+4ATP產(chǎn)物NADH和FADH2的去路：由TCA循環(huán)產(chǎn)生的NADH和FADH2必須經(jīng)呼吸鏈將電子交給02,才能回復(fù)成氧化態(tài),再去接受TCA循環(huán)脫F的氫。所以，TCA循環(huán)需要在有氧的條件下進(jìn)行。否則NADH和FADH2攜帶的H無(wú)法交給氧，即呼吸鏈氧化磷酸化無(wú)法進(jìn)行，NAD+及FAD不能被再生，使TCA循環(huán)中的脫氫反應(yīng)因缺乏氫的受體而無(wú)法進(jìn)行。ATP的產(chǎn)量?每個(gè)葡萄糖分子在糖酵解中可以產(chǎn)生2個(gè)ATP和2個(gè)NADH,共產(chǎn)生2+2X2.5=7jATP?從丙酮酸開(kāi)始，檸檬酸循環(huán)中循環(huán)一圈，共產(chǎn)生4個(gè)NADH,1個(gè)FADH2,1個(gè)GTP(ATP),^<jNADH可以產(chǎn)生2.5個(gè)ATP、每個(gè)FADH2可以產(chǎn)生1.5個(gè)ATP計(jì)算，共產(chǎn)生2.5X4+1X1.5+1=12.5?bATP?每個(gè)葡萄糖分子(2個(gè)丙酮酸)在進(jìn)入檸檬酸循環(huán)后可以產(chǎn)生25個(gè)ATP。?每個(gè)葡萄糖分子徹底氧化后共產(chǎn)生32個(gè)ATP。葡萄糖徹底氧化經(jīng)由的途徑：EMP途徑、丙酮酸氧化脫段、TCA循環(huán)、呼吸鏈氧化磷酸化。乙酰CoA通過(guò)TCA循環(huán)脫下的氫由NADH及FADm經(jīng)呼吸鏈傳遞給由此而形成大量ATP.碳源乙酰CoA—2C02能量1GTP-1ATP共10ATP3NADH-2.5ATPX3二7.5ATP1FADH2-1.5ATPX1二1.5ATP由乙酰CoA氧化產(chǎn)生的ATP中，只有1/10來(lái)自底物水平的磷酸化，其余都是由氧化磷酸化間接產(chǎn)生。五、檸檬酸循環(huán)的調(diào)控在檸檬酸循環(huán)中，雖然有8種酶參加反應(yīng)，但在調(diào)節(jié)循環(huán)速度中起關(guān)鍵作用的有3種酶:檸檬酸哈醐、異檸檬酸脫氫醐和a—酮戊:酸脫氫酶復(fù)合體。其調(diào)控可以分為兩個(gè)方面：①檸檬酸循環(huán)本身各種物質(zhì)對(duì)酶活性的調(diào)控:②ADP、ATP和Ca2+的調(diào)控。/三痰酸循環(huán)的調(diào)節(jié)酶及其調(diào)節(jié):酶的名稱變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑檸檬酸合酶ADPATP、NADH、檸檬酸異檸檬酸脫氫酶Ca2+ADP、NADHa-酮戊二酸脫氫酶系Ca2+ADP、ATP、NADH、琥珀酰CoA檸檬酸循環(huán)本身制約系統(tǒng)的調(diào)節(jié).乙酰CoA和草酰乙酸的供應(yīng)情況。乙酰CoA來(lái)源于丙酮酸，受到丙酮酸脫材酶復(fù)合體活性的控制；草酰乙酸的供應(yīng)取決于循環(huán)是否運(yùn)行暢通，以及中間產(chǎn)物離開(kāi)循環(huán)的速率和補(bǔ)充的速率。.[NADH1/1NAD+1的比值。檸檬酸合酶和異檸檬酸脫氫酶都受到NADH的抑制,但異檸檬酸脫氫酶對(duì)NADH更為敏感。a一酮戊二酸脫氫酶愛(ài)合體也受NADH的抑制。.產(chǎn)物的反饋抑制。檸檬酸合酶受高濃度檸檬酸的抑制：a一酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體受琥珀酰CoA的抑制。ATP、ADP和Ca2+對(duì)檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié)1ATP1/1ADP1的比值。[ATP]/[ADP]的比值對(duì)檸檬酸循環(huán)中的能有調(diào)節(jié)作用，ADP是異檸檬酸脫氫酶的別構(gòu)促進(jìn)劑,可降低該酶的Km值，促進(jìn)酶與底物的結(jié)合；而ATP抑制該酶。Ca2+濃度。Ca2+可激活丙酮酸脫氨酸的磷酸酶,使丙酮酸脫氫醐去磷酸化而活化，從而增加乙酰CoA的供應(yīng)。同時(shí)Ca2+也能激活異檸檬酸脫氫酶和a一酮戊:酸脫氫酶。六、檸檬酸循環(huán)的雙重作用檸檬酸循環(huán)具有分解代謝和合成代謝雙重性或稱兩用性。直接利用檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物的生物合成途徑有：葡萄糖生物合成（稱為葡萄糖異生作用），脂類的生物合成，包括脂肪酸和膽固醇的生物合成、氨基酸的生物合成、口卜琳類的生物合成等。許多合成代謝都利用檸檬酸循環(huán)的中間產(chǎn)物作為生物合成的前體來(lái)源。檸檬酸循環(huán)中由于參與其它代謝而失去的中間產(chǎn)物，必須及時(shí)補(bǔ)充，才能保持檸檬酸循環(huán)順利地、不間斷地運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物有補(bǔ)充作用的反應(yīng)稱為填補(bǔ)反應(yīng)。檸檬酸循環(huán)是新陳代謝的中心環(huán)節(jié)。三竣酸循環(huán)的生物學(xué)意義.普遍存在.生物體獲得能量的最有效方式.是糖類、蛋白質(zhì)、脂肪三大物質(zhì)轉(zhuǎn)化的樞紐.循環(huán)中的中間物為生物合成提供原料：如草酰乙酸、a-酮戊二酸可轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)基酸，琥珀酰CoA可用于合成葉綠素及血紅素分子中的口卜啾。概要丙酮酸由丙酮酸脫氫酶系的復(fù)雜的作用轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A乙酰輔酶A通過(guò)三段酸循環(huán)的八步反應(yīng)轉(zhuǎn)換為2個(gè)CO2,生成3個(gè)NADH.1個(gè)FADH2,個(gè)ATP。?三速酸循環(huán)的中間體參與合成許多其他生物分子，保羅脂肪酸、類固醉、氨基酸、血紅素、噎混、葡萄糖.TCA.swf（glucose.TCA.swf）。電子傳遞與氧化磷酸化（ElectrontransportandOxidativePhosphorylation）復(fù)合體1234包含什么輔醐Q又稱泛品，有時(shí)簡(jiǎn)稱為Q?？蓚鬟f氫和電子。Q循環(huán)（通過(guò)輔酶Q的電子傳遞方式）電子傳遞的抑制劑常見(jiàn)的抑制劑可列舉以下兒種：魚藤酮、安密妥、殺粉蝶菌素。他們的作用是阻斷在NADH-Q還原隨內(nèi)的傳遞，因此阻斷了電/-由NADH向CoQ的傳遞?？姑顾谹。阻斷復(fù)合物ni的電子傳遞氟化物（CN）,疊氮化物（Nj）,一氧化碳（CO）、H2s阻斷復(fù)合物IV向02的傳遞，這些抑制劑均能阻斷電子在細(xì)胞色素氧化酶的傳遞，即阻斷細(xì)胞色素aa3至02的電子傳遞.一、電子傳遞和氧化呼吸鏈CO2的生成方式：生物氧化過(guò)程中生成的CO2并不是代謝物上的碳原子與吸入的氧直接化合的結(jié)果，而是有機(jī)酸脫度作用生成的。糖、脂、蛋白質(zhì)等有機(jī)物轉(zhuǎn)變成含竣基的中間化合物,然后在酶催化下脫按而生成C02。根據(jù)所脫段基在有機(jī)酸分子中的位置，可將脫竣反應(yīng)分為a—脫段和B—脫浚；又根據(jù)反應(yīng)的同時(shí)是否伴有氧化反應(yīng)，分為單純脫粉和氧化脫瘦。類型：a-脫炭和B-脫竣（從脫竣的位置）氧化脫按和單純脫竣（脫竣方式）H2O的生成代謝物在脫氫酶催化卜脫卜的氫由相應(yīng)的氫載體（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通過(guò)一系列遞氫體或遞電子體傳遞給氧而生成H2Oo

?線粒體外膜自由透過(guò)小分子和離子?線粒體內(nèi)膜不能自由透過(guò)大部分小分子和離子，包括H+含有A電子傳遞似復(fù)合體I、II、III、IV)AADP-ATP傳送栽體AATP合酶(FoFDA其他我體?線粒體基質(zhì)?含有A丙胸破脫氫碑A檸械酸循環(huán)嗨系》脂肪暇0?氧化疇系A(chǔ)象JL酸氧化礴系>DNA,核糖體?其他酶>ATP.ADP、Pi、Mg2+、CP,K+》可溶的中間代謝產(chǎn)物電子傳遞鏈的概念線粒體基質(zhì)是呼吸底物氧化的場(chǎng)所，底物在這里氧化所產(chǎn)生的NADH和FADH2將質(zhì)子和電子轉(zhuǎn)移到內(nèi)膜的載體上，經(jīng)過(guò)一系列氫載體和電子載體的傳遞，最后傳遞給02生成H20o這種由載體組成的電子傳遞系統(tǒng)稱電子傳遞鏈(eclctrontransferchain),因?yàn)槠涔δ芎秃粑饔弥苯酉嚓P(guān)，亦稱為呼吸鏈。檸檬酸循環(huán)在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行，電子傳遞和氧化磷酸化在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行。在真核生物,電子傳遞和氧化磷酸化發(fā)生在線粒體的內(nèi)膜而在原核生物的過(guò)程發(fā)生在質(zhì)膜。電子傳遞鏈的組成呼吸電子傳遞鏈主要由蛋白質(zhì)復(fù)合體組成，在線粒體內(nèi)膜上有4種參與電子傳遞的蛋白質(zhì)復(fù)合體，分別為

NADH—Q還原酶(NADH-Qreductase)琥珀酸一Q還原酶(succinate-Qreductase)細(xì)胞色素還原酶(cytochromereductase)細(xì)胞色素氧化酶(cytochromeoxidase)呼吸鏈的組成.黃素蛋白酶類(flavoproteins,FP).鐵-硫蛋白類(iron—sulfurproteins).輔酶Q(ubiquinone,亦寫作CoQ).細(xì)胞色素類cytochromes).血紅素(hemes).銅離子(Cu+)電子傳遞的方向在電子傳遞鏈中，有一系列電子傳遞體，這些電子傳遞體的排列順序是根據(jù)它們的電極電位決定的。呼吸鏈中的電子傳遞有著嚴(yán)格的方向和順序，即電子從氧化還原電位較低的傳遞體依次通過(guò)氧化還原電位較高的傳遞體逐步流向氧分子。電子傳遞鏈各個(gè)成員.NADH-Q還原醐NADH-Q還原酶又稱為NADH脫氫酶，簡(jiǎn)稱為復(fù)合體I。該酶含有FMN輔基和Fe-S聚簇，催化反應(yīng)時(shí)，先將NADH的電子傳遞到FMN匕再傳給Fe-S聚簇，最后傳給輔酶Q=Fe-S聚簇有幾種類型，含有FeS聚簇的蛋白質(zhì)稱為鐵硫蛋白,又稱為非血紅素鐵蛋白。Fe-S聚簇通過(guò)其中的Fe2+和Fe3+的變化來(lái)傳遞電子。.輔酎Q輔酶Q(CoenzymeQ)又稱泛釀(ubiquinone),有時(shí)筒稱為Q或UQ,是一種脂溶性物質(zhì)，它可以接受1個(gè)電子還原成半1中間體,再接受1個(gè)電子還原成對(duì)苯二酚形式。它有一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的碳?xì)鋫?cè)鏈，哺乳動(dòng)物中最常見(jiàn)的是具有10個(gè)異戊二烯單位的側(cè)鏈,簡(jiǎn)寫為Q10,在非哺乳動(dòng)物中這個(gè)側(cè)鏈可能只有6-8個(gè)異戊二烯單位。由于其脂溶性強(qiáng)，可以在線粒體內(nèi)膜中擴(kuò)散。(可傳遞氫和電子).琥珀酸一Q還原酶琥珀酸一0還原酶又稱為復(fù)合體1【,完整的此酶包括檸檬酸循環(huán)中的琥珀酸脫完酶,由4條多肽鏈組成，總的相對(duì)分子質(zhì)量約140X103,含有一個(gè)以FAD為輔基的黃素蛋白、2個(gè)鐵硫蛋白和一個(gè)細(xì)胞色素b。其作用是催化電子從琥珀酸通過(guò)FAD和鐵硫蛋白傳遞到輔前Q。所以復(fù)合物I［只能傳遞電子，而不能使質(zhì)子跨膜輸送。.細(xì)胞色素還原酶細(xì)胞色素還原酶又稱復(fù)合體III、輔酶Q—細(xì)胞色素c還原酶。它的作用是將還原型輔醐Q的電子傳遞給細(xì)胞色素c。細(xì)胞色素還原酶中含有細(xì)胞色素b,也含有2Fe-2s聚簇。細(xì)胞色素(cytochrome)細(xì)胞色素是一類含有血紅素輔基的電子傳遞蛋白質(zhì)的總稱。因?yàn)橛屑t顏色，又廣泛存在于生物細(xì)胞中，故稱為細(xì)胞色素。還原型細(xì)胞色素具有明顯的可見(jiàn)光吸收，可以看到a、6和丫三個(gè)吸收峰，其中工嵯的波長(zhǎng)隨細(xì)胞色素種類的不同而各有特異的變化，可用來(lái)區(qū)分不同的細(xì)胞色素。氧化型細(xì)胞色素在可見(jiàn)光區(qū)看不到吸收峰。細(xì)胞色素中的血紅素有三種，分別稱為細(xì)胞色素a、b和c,同一種細(xì)胞色素血紅素因結(jié)合的蛋白質(zhì)不同，其a吸收峰的波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生小的變化，如細(xì)胞色素還原酶中含有的細(xì)胞色素b就分為bH(b562^IbL(b566)地。特點(diǎn):以血紅素為輔基，血紅素的主要成份為鐵嚇琳。類別:根據(jù)吸收光譜分成a、b、c三類，呼吸鏈中含5種(b、c、cl,a和a3),cytb和cytcl、cytc在呼吸鏈中的中為電子傳遞體，a和a3以復(fù)合物形式存在，稱細(xì)胞色素氧化醐,其分子中除含至外還含有Qi，可將電子傳遞給氧，因此亦稱其為末端氧化酶。.細(xì)胞色素c它是電子傳遞鏈中一個(gè)獨(dú)立的蛋白質(zhì)電子載體，位于線粒體內(nèi)膜外表，屬于膜周蛋白，易溶于水。它與細(xì)胞色素cl含有相同的輔基，但是蛋白組成則有所不同。在電子傳遞過(guò)程中，cyt.c通過(guò)Fe3+Fe2+的互變起電子傳遞中間體作用。復(fù)合物III的電子傳遞比較復(fù)雜，和“Q循環(huán)”有關(guān)。輔醐Q能在膜中自由擴(kuò)散，還原型輔酶Q(氫醍)將一個(gè)電子交給Fe-Sf細(xì)胞色素cl-細(xì)胞色素c,被氧化為半釀，并將一個(gè)質(zhì)子釋放到膜間隙，半醍將電子交給細(xì)胞色素b566fb562,釋放另外一個(gè)質(zhì)子到膜間隙。一對(duì)電子由輔酶Q到復(fù)合物HI的電子傳遞過(guò)程中，共有四個(gè)質(zhì)子被轉(zhuǎn)移到膜間隙，其中兩個(gè)質(zhì)子是輔前Q轉(zhuǎn)移的。。循環(huán)是指在線粒體內(nèi)膜中電子傳遞鏈上0H2分別傳遞一個(gè)電子到細(xì)胞色素中,即共使2個(gè)細(xì)胞色素得到電子，從而被氧化。.細(xì)胞色素氧化能簡(jiǎn)寫為cyt.c氧化酶，即復(fù)合物IV,它的作用是將還原型細(xì)胞色素c的電子傳遞給分子02,生成H2O。它是位于線粒體呼吸鏈末端的蛋白復(fù)合物，由12個(gè)多肽亞基組成。cyt.a和a3組成一個(gè)復(fù)合體，除了含有鐵嚇琳外，還含有銅原子。cyt.aa3可以直接以02為電子受體。在電子傳遞過(guò)程中，分子中的銅離子可以發(fā)生Cu+Cu2+的互變，將cyt.c所攜帶的電子傳遞給02。復(fù)合物IV既是電子傳遞體，又是質(zhì)子移位體。電子傳遞的抑制效應(yīng)凡是能夠阻斷電子傳遞鏈中某部位電子傳遞的物質(zhì)稱為電子傳遞抑制劑，由于阻斷部位物質(zhì)的氧化還原狀態(tài)能被測(cè)定，所以利用電子傳遞抑制劑是研究電子傳遞順序的重要方法，下面列舉了若干種常見(jiàn)的重要的電子傳遞抑制劑。1、魚藤酮等阻斷從NADH向CoQ的傳遞魚藤酮(rotenone)、安密妥(amytal),殺粉蝶菌素(piericidine)等。它們的作用是抑制復(fù)合物I,阻斷電子由NADH向CoQ的傳遞，但不影響FADH2到CoQ的氫傳遞。魚藤酮是一種極毒的植物毒素，常用作殺蟲劑。2、抗霉素a阻斷復(fù)合物ni的電子傳遞抗霉素A(antimycinA),它是從灰色鏈球菌分離出的一種抗生素，抑制復(fù)合物III的電子傳遞，即阻斷細(xì)胞色素還原酶中電子的傳遞，從而抑制了電子從還原型的CoQ(QH2)到細(xì)胞色素cl的傳遞。3、富化物、疊氮化物、CO、H2s阻斷復(fù)合物IV向02的傳遞氟化物(cyanide,CN-)、疊氮化物(azide,N3一)、一氧化碳(carbonmonoxide,CO)和硫化氫(hydrogensulphide),這些抑制劑均能阻斷電子在細(xì)胞色素氧化醐的傳遞，即阻斷細(xì)胞色素aa3至02的電子傳遞，其中氟化物(CN-)和疊氮化物(N3-)能與血紅素a3的高鐵形式(ferricform)作用而形成復(fù)合物，而?氧化碳(CO)則抑制血紅素a3的亞鐵形式(ferrousform),二.氧化磷酸化作用代謝物在生物氧化過(guò)程中釋放出的自由能用于合成ATP(即ADP+Pi-*ATP)，這種氧化放能和ATP生成(磷酸化)相偶聯(lián)的過(guò)程稱氧化磷酸化。(氧化磷酸化作用氧化磷酸化作用指的是與生物氧化作用相伴而生的磷酸化作用；是將生物氧化過(guò)程中釋放的自由能，用以使ADP和無(wú)機(jī)磷酸生成高能ATP的作用。)類別：底物水平磷酸化電子傳遞水平磷酸化電子傳遞和氧化磷酸化檸檬酸循環(huán)及其它降解代謝途徑產(chǎn)生還原型輔前，包括NADH和FADH2,將其攜帶的電子經(jīng)過(guò)電子傳遞，最終交給分子02,形成H20。在電子傳遞過(guò)程中釋放出大量的自由能,這些自由能被用來(lái)推動(dòng)ATP的合成。在呼吸電子傳遞鏈中，總反應(yīng)式為NADH+H++1/2O2fNAD++H2OAG3=—220.07kj/molFADH2+1/2O2fFAD+H2OAGW—181.58kj/mol還原型輔酶中的能量在糖酵解和檸檬酸循環(huán)中,1分子葡萄糖完全氧化可以生成10個(gè)NADH和2個(gè)FADH2,它們氧化后可以釋放出的自由能為10X220.07+2X181.58=2563.86ki/mol1分子葡萄糖完全氧化釋放的自由能為2870.23kj/mol還原型輔酶中貯存的能量比例為：(2563.86/2870.23)X100%=89.3%氧化磷酸化的P/O比磷氧比(P/0)是指一對(duì)電子通過(guò)呼吸鏈傳遞到氧所產(chǎn)生ATP的分子數(shù)。近年來(lái)很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證明，以NADH作為電子供體時(shí)，測(cè)得的P/O比值大于2,所以P/0比值不一定是整數(shù)。例如，B-羥丁酸經(jīng)過(guò)NADH途徑的P/0比值為2.4—2.6,產(chǎn)生的ATP數(shù)目為2.5；而琥珀酸經(jīng)過(guò)FADH2的P/O比值為1.7,產(chǎn)生的ATP數(shù)目為1.5。目前被廣泛接受的觀點(diǎn)是：ATP、ADP和無(wú)機(jī)磷酸通過(guò)線粒體內(nèi)膜的轉(zhuǎn)運(yùn)是由ATP-ADP載體和磷酸轉(zhuǎn)位酶催化的。每合成1個(gè)ATP需要3個(gè)質(zhì)子通過(guò)ATP合酶。同時(shí)，把一個(gè)ATP分子從線粒體基質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到胞液需要消耗1個(gè)質(zhì)子，所以每形成1分子ATP就需要4個(gè)質(zhì)子的流動(dòng)。因此，如果一對(duì)電子通過(guò)NADH電子傳遞鏈可泵出10個(gè)質(zhì)子，則可形成2.5個(gè)分了ATP；如果一對(duì)電子通過(guò)FADH2電子傳遞鏈有6個(gè)質(zhì)子泵出，則可形成1.5個(gè)ATP分子。底物水平磷酸化：代謝物通過(guò)氧化形成的高能磷酸化合物直接將磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移給ADP,使之磷酸化生成ATPo氧化磷酸化：NADH或FADH2將電子傳遞給02的過(guò)程與ADP的磷酸化相偶聯(lián)，使電子傳遞過(guò)程中釋放出的能量用于ATP的生成。氧化磷酸化的過(guò)程需要氧氣作為最終的電子受體，它是需氧生物合成ATP的主要途徑。氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)理O?；瘜W(xué)滲透學(xué)說(shuō)Chemiosmotichypothesis英國(guó)生物化學(xué)家PeterDMitchell在1961年提出化學(xué)滲透假說(shuō)，他認(rèn)為電了?傳遞釋放出的自由能及ATP合成是與一種跨線粒體內(nèi)膜的質(zhì)子梯度相偶聯(lián)的。也就是說(shuō)，電子傳遞釋放的自由能驅(qū)動(dòng)H+從線粒體基質(zhì)跨過(guò)內(nèi)膜進(jìn)入到膜間隙，從而形成跨線粒體內(nèi)膜的H+電化學(xué)梯度。這個(gè)梯度的電化學(xué)勢(shì)驅(qū)動(dòng)ATP合成。由于該假說(shuō)提出后逐漸擁有越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，因而成為目前解釋氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)理最為公認(rèn)的一種假說(shuō)，并且PeterMitchell因提出該假說(shuō)而獲得了1978年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。由上述化學(xué)滲透假說(shuō)可知，該模型必需具備兩個(gè)條件：一是線粒體內(nèi)膜必須是質(zhì)子不能透過(guò)的封閉系統(tǒng)，否則質(zhì)子梯度將不復(fù)存在；二是要求呼吸鏈和ATP合能在線粒體內(nèi)膜中定向地組織在一起，并定向地傳遞質(zhì)子、電子和進(jìn)行氧化磷酸化反應(yīng)。測(cè)定的結(jié)果表明，每合成1個(gè)ATP需要泵出2?3個(gè)質(zhì)子。氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制解偶聯(lián)劑(uncoupler)是指那些不阻斷呼吸鏈的電子傳遞，但能抑制ADP通過(guò)磷酸化作用轉(zhuǎn)化為ATP的化合物。它們也被稱為氧化磷酸化解偶聯(lián)劑。.解偶聯(lián)劑(uncouplers)如：2,4-：硝基苯酚(DNP)它是一種弱酸性親脂化合物，在pH7條件下，DNP以解離形式存在，不能通過(guò)線粒體內(nèi)膜。在酸性環(huán)境中，DNP轉(zhuǎn)變?yōu)橹苄缘姆墙怆x形式，可攜帶質(zhì)子透過(guò)線粒體內(nèi)膜，破壞電子傳遞形成的跨膜質(zhì)子電化學(xué)梯度。在解偶聯(lián)劑存在時(shí)，電子沿呼吸鏈的傳遞能正常進(jìn)行，但不能偶聯(lián)產(chǎn)生ATP,這樣就使電子傳遞所產(chǎn)生的自由能以熱能的形式被消耗。由于DNP解偶聯(lián)劑只專--性地抑制與呼吸鏈相偶聯(lián)的ATP的形成過(guò)程，因此，它不會(huì)影響底物水平的磷酸化。.氧化磷酸化抑制劑(inhibitors)這類化合物I’［接作用于ATP合酶復(fù)合體，從向抑制ATP的合成。它們使膜外質(zhì)子不能通過(guò)ATP合酶復(fù)合體返回膜內(nèi)，使膜內(nèi)質(zhì)子繼續(xù)泵出到膜外顯然越來(lái)越困難，最后不得不停止，所以這類抑制劑間接抑制了電了?傳遞和分了?氧的消耗。寡霉素屬于此類抑制劑，它與F0的一個(gè)亞基結(jié)合而抑制FI.FIFoATP合酶的抑制劑在ATP合酶的柄部有一種寡霉素敏感蛋白(oligomycin-sensitivityyonferringprotein,OSCP),這種蛋白使復(fù)合體對(duì)寡霉素敏感，使得其霉素抑制ATP的合成。Fo的名稱即來(lái)自于此。環(huán)己基碳二亞胺(dicyclohexylcarbodi-imide,DCCD)能夠修飾Fo蛋白中某亞基的Glu殘基，導(dǎo)致抑制質(zhì)子通過(guò)Fo,這種能被DCCD修飾的蛋白又稱為DCCD一結(jié)合蛋白。.離子投體抑制劑離子載體抑制劑(ionophore)是指那些能與某種離子結(jié)合，并作為這些離子的載體攜帶離子穿過(guò)線粒體內(nèi)膜的脂雙層進(jìn)入線粒體的化合物。這類抑制劑均是脂溶性物質(zhì)，它們與解偶聯(lián)劑的區(qū)別在于它們能結(jié)合除H+以外的其它一價(jià)陽(yáng)離子，例如綴氨霉素(Valinomycin)可結(jié)合K+,短桿菌肽可結(jié)合K+、Na+和其它一價(jià)陽(yáng)離子穿過(guò)線粒體內(nèi)膜。因此離子載體抑制劑