第19章 代謝總論

第十九章代謝總論第一節(jié)新陳代謝的一般規(guī)律一、基本概念新陳代謝是體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的總稱，體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)通常由酶催化，一系列的連續(xù)反應(yīng)構(gòu)成代謝途徑，代謝途徑的個(gè)別步驟稱作中間代謝，個(gè)別步驟的產(chǎn)物稱作中間產(chǎn)物。新陳代謝的主要作用有：獲取營養(yǎng)物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化為自身所需的物質(zhì)，稱作合成代謝；分解營養(yǎng)物質(zhì)提供生命活動所需的能量，稱作分解代謝；合成代謝和分解代謝的調(diào)控步驟通常由不同的酶催化，分解代謝中大量釋放能量的反應(yīng)通常是不可逆的，在合成代謝中，這樣的步驟需要輸入能量來完成。有時(shí)，合成代謝和分解代謝可以在不同的細(xì)胞器中進(jìn)行。有些代謝環(huán)節(jié)是合成代謝和分解代謝共同利用的，稱作兩用代謝途徑，如檸檬酸循環(huán)就是兩用代謝途徑。二、代謝途徑的一覽圖1點(diǎn)1線或1點(diǎn)2線：410個(gè)；1點(diǎn)3線：71個(gè)；1點(diǎn)4線：20個(gè)；1點(diǎn)5線：11個(gè)；1點(diǎn)6線或6線以上：8個(gè)；1點(diǎn)1線在1個(gè)途徑的末端；1點(diǎn)2線在1個(gè)途徑的中間；1點(diǎn)3線參與2個(gè)途徑；其余類推。三、代謝途徑的類型(a)多種游離酶構(gòu)成的代謝途徑；(b)多酶復(fù)合體構(gòu)成的代謝途徑；(c)膜結(jié)合酶構(gòu)成的代謝途徑。四、分解代謝的三個(gè)階段五、能量代謝在新陳代謝中的重要地位六、輔酶I和輔酶Ⅱ的的遞能作用七、FMN和FAD的遞能作用八、輔酶A在能量代謝中的作用九、分解代謝和合成代謝的調(diào)控代謝途徑的區(qū)域化細(xì)胞提取液的離心分離第二節(jié)代謝中常見的有機(jī)反應(yīng)機(jī)制有機(jī)化學(xué)反應(yīng)常涉及共價(jià)鍵的斷裂。共價(jià)鍵斷裂時(shí)，若兩個(gè)電子分開，稱作均裂斷裂，產(chǎn)生不穩(wěn)定基團(tuán)，常見于氧化還原反應(yīng)。若兩個(gè)電子不分開，稱作異裂斷裂，如C-H鍵斷裂，電子對通常留在碳原子一側(cè)（碳原子的電負(fù)性大于氫原子），形成碳負(fù)離子和氫離子，富電子的碳負(fù)離子為親核基團(tuán)，容易與缺電子的親電基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)。若有氫負(fù)離子的受體存在，C-H鍵斷裂時(shí)電子有可能留在氫原子一側(cè)形成碳正離子和氫負(fù)離子，缺電子的親電基團(tuán)容易與富電子的碳負(fù)離子(為親核基團(tuán))發(fā)生反應(yīng)。一、基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)(group—transferreaction)在生物化學(xué)反應(yīng)中，通常為親電基團(tuán)從一個(gè)親核體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)親核體,常見的轉(zhuǎn)移基團(tuán)有?；⒘柞；推咸烟腔?。1．?；D(zhuǎn)移2．磷?；D(zhuǎn)移3．葡糖基轉(zhuǎn)移二、氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)(oxidationandreduction)實(shí)質(zhì)是電子的得失，在生物化學(xué)反應(yīng)中十分普遍，從代謝物轉(zhuǎn)移的電子，通過一系列的傳遞體轉(zhuǎn)移到氧，并伴隨能量的釋放。三、消除、異構(gòu)化及重排反應(yīng)消除反應(yīng)伴隨碳-碳雙鍵的生成，可通過協(xié)同機(jī)制、碳正離子機(jī)制或碳負(fù)離子機(jī)制完成，形成順式或反式消除產(chǎn)物。在生物化學(xué)中，常見的異構(gòu)化反應(yīng)是雙鍵移位。如酮糖-醛糖互變。重排反應(yīng)伴隨碳-碳鍵的斷裂和重生成，使碳骨架發(fā)生變化。1．消除反應(yīng)消除反應(yīng)的機(jī)制消除反應(yīng)的立體化學(xué)2．異構(gòu)化反應(yīng)四、碳-碳鍵的形成與斷裂反應(yīng)分解代謝和合成代謝以碳-碳鍵的形成與斷裂為基礎(chǔ)，常見的有：1．羥醛縮合反應(yīng)和羥醛裂解反應(yīng)，如果糖-1,6-二磷酸裂解為二羥丙酮磷酸和甘油醛-3-磷酸。2．克萊森酯縮合反應(yīng)如檸檬酸合酶催化的反應(yīng)(在檸檬酸循環(huán)中介紹)。3．β-酮酸的氧化脫羧反應(yīng)如異檸檬酸的氧化脫羧。第三節(jié)新陳代謝的研究方法一、使用酶的抑制劑二、利用遺傳缺欠癥研究代謝途徑微生物的營養(yǎng)缺陷型可以分為若干種亞型,每種亞型由一種酶的缺陷造成,對比研究可以搞清代謝途徑。如途徑ABCD中BC的酶缺失,則A和B會堆積,CD的酶缺失,則A,B和C會堆積。三、同位素示蹤法用14C標(biāo)記CO2,培養(yǎng)綠藻，提取液進(jìn)行雙向紙層析，放射自顯影，發(fā)現(xiàn)放射性最早出現(xiàn)在3-磷酸甘油酸(PGA)，隨后出現(xiàn)在其他中間物。四、核磁共振波譜法運(yùn)動19分鐘前后ATP和磷酸肌酸的變化情況基本要求1．掌握分解代謝與合成代謝及與能量代謝的關(guān)系。（重點(diǎn)）2．掌握輔