生物化学(二)下完全整理

第十章需要再看一遍Ch1代谢总论（view twice)1. 新陈代谢的特征主要包括几个方面？ （1）物质代谢是基础，能量代谢是一切生命活动的基本保障； （2）分解代谢是汇聚的，合成代谢是分支的； （3）分解代谢和合成代谢不是简单的逆反应，他们通常有不同的途径； （4）各代谢途径具有数量不多的通用活性载体； （5）代谢主要由6种反应组成（氧还，共价修饰，水解，异构，基团转移，增减功能基团），反应机制通常比较简单，一些代谢有共同化学反应称为代谢基序； （6）各代谢途径具有严密的调节方式，以达到平衡和经济。 （7）代谢调节是动态的。2. 生物体互逆的代谢途径不是简单的可逆反应。其意义是什么？ 增强生物体对代谢调控的应变能力，避免能量浪费。3. 熟记各类活性分子（载体）。 ATP是通用能量载体； NAD+,NADP+,FMN,FAD是通用电子载体； 乙酰-CoA是通用酰基转移载体。4. NAD、NADP和FAD等通用电子载体以及ATP（通用能量载体）、CoA（通用酰基载体）结构上都有ADP。从进化上的角度进行解释。 代谢途径的规律和保守性是生物进化理论的重要依据，体现了生物的统一性； 都有ADP,是支持生命起源于RNA的一个证据，RNA作为酶和信息储存分子。Ch2 生物能学介绍(view twice)1. 生物圈中能量的来源和转化。 （1）能量直接或间接的来自于太阳能； （2）自养生物通过吸收太阳能转化为化学能储存在化合物中，异养生物通过分解这些化合物而获得能量；2. 什么是高能化合物？有哪几类高能化合物？掌握一些主要的高能化合物。 （1）水解可释放出大于25千焦/摩尔自由能的化合物； （2）磷氧键型；氮磷键型；硫酯键型；甲硫键型 （3）主要的高能化合物：磷酸肌酸（氮磷键型），磷酸肌醇式丙酮酸（磷氧键型），NTP，乙酰-CoA（硫酯键型）,腺苷基蛋氨酸（甲硫键型）。3. ATP提供能量的机理。 ATP的两个磷酸肝键水解可形成更稳定的化合物并形成大量自由能； ATP具有中等的磷酰基团转移势能，ATP通过基团转移活化底物的形式提供能量而不是直接水解（但肌肉收缩等生化过程是直接ATP,GTP水解提供能量）； 在ATP参与的反应中，ATP可以提供磷酰基团，焦磷酰基团，腺苷酰基团； 腺苷酸化是一些生化反应增加能量偶联的机制； 萤火虫发光的机制是ATP分解成AMP和PPi;4. ATP和磷酸肌酸在生物体内能量代谢中各起什么作用？ ATP是能量的载体； 磷酸肌酸是能量的储存者；（证据：通过磷酸肌酸迅速转化成ATP途径）Ch3糖酵解和己糖的分解（view twice)1.糖酵解十部反应小结准备阶段4步，消耗2分子ATP:(1) 葡萄糖-己糖激酶-葡萄糖-6-磷酸 特点：第一个调控位点； 不可逆的反应； 消耗1分子ATP; ATP以镁离子-ATP复合物形式参与反应； 己糖激酶同工酶D（葡萄糖激酶）为肝细胞特有，哺乳动物体内有4种己糖激酶； 具有激酶一般特点，底物诱导狭缝关闭特点。 调节：己糖激酶主要由底物浓度调节，主要受葡萄糖-6-磷酸调节；葡萄糖激酶对葡萄糖的亲和力比己糖激酶低100倍，不受葡萄糖-6-磷酸抑制，其主要作用是维持血糖水平。（2） 葡萄糖-6-磷酸-磷酸己糖异构酶-果糖-6-磷酸 特点：果糖-6-磷酸第1位的-OH伸出，为下一步磷酸化做准备； 是一步由醛糖到酮糖的过程。（3） 果糖-6-磷酸-PFK1-果糖-1,6-双磷酸 特点：第二个调节位点； 不可逆反应； 是限速步骤； 消耗一份子ATP; ATP以镁离子-ATP复合物形式参与反应； 磷酸果糖激酶-1（PFK-1)是限速酶，受激素多级调节。 调节：变构抑制剂：柠檬酸；ATP； 变构激活剂：果糖-2,6,-双磷酸(F-2，6-BP)；ADP,AMP; F-2，6-BP是最强的激活剂，其通过增强PFK-1与F-6-P以及抑制ATP的抑制作用来激活，其水平受到PFK-2以及FPBase-2共同作用调节。（4） 果糖-1,6-双磷酸-醛缩酶-甘油醛-3-磷酸（GAP)+磷酸二羟丙酮（DHAP)特点：DHAP与GAP是异构分子； 该步虽为裂解反应，但是实际方向可逆； 体内更倾向于逆反应。作用阶段6步，生成2分子NADH,4分子ATP。（5) 磷酸二羟丙酮（DHAP)-磷酸丙糖异构酶-甘油醛-3-磷酸（GAP)特点：GAP不断被移走，反应不断向右进行； 葡萄糖碳原子顺序变化：GAP中1号碳来自于原3或4号碳，2号碳来源于原2 或5号碳，3号碳来自于原1或6号碳。（6） 甘油醛-3-磷酸（GAP)+NAD+无机磷酸-甘油醛-3-磷酸脱氢酶-1,3双磷酸甘油酸+NADH+H+特点：氧还反应与磷酸化反应相结合，通过酶形成半缩硫醛中间物； 实际上因为GAP两分子，生成两分子被还原的NADH; 碘乙酸是甘油醛-3-磷酸脱氢酶抑制剂，通过碘乙酸与酶的结合确定酶活性位点在其半胱甘酸巯基上；半胱氨酸的巯基亲和攻击羰基碳，形成半羧硫醛中间物，氧化羰基硫酯键，使氧化磷酸化偶联。 砷酸会形成氧化砷酸化，解偶联，使磷酸化与氧化分开组织ATP合成但是不组织糖酵解反应，砷酸酯易水解，直接获得第7步反应产物甘油酸-3-磷酸。（7）1,3-双磷酸甘油酸+ADP-磷酸甘油酸激酶-3磷酸甘油酸+ATP特点：第一个底物水平磷酸化步骤，生成两分子ATP。（8）3-磷酸甘油酸-磷酸甘油酸变位酶-2-磷酸甘油酸特点：3-磷酸甘油酸由于空间位阻的影响成为2-磷酸甘油酸，为下一步脱水做准备。（9）2-磷酸甘油酸-烯醇化酶-烯醇式丙酮酸特点：是一步脱水反应； 低能键变高能键，为下一步磷酸化做准备；（10） 烯醇式丙酮酸+ADP-丙酮酸激酶-丙酮酸+ATP特点：是第三个调控位点； 不可逆反应； 第二步底物磷酸化，产生两分子ATP; 丙酮有一步从烯醇式转变为酮式的反应。调节：丙酮酸激酶主要受ATP调节； 变构抑制剂：ATP;丙氨酸 变构激活剂：果糖-1,6-双磷酸2. 丙酮酸脱羧酶作用机制 丙酮酸脱羧酶是乙醇发酵中的一种酶，其仅在酵母与微生物中存在。其脱羧机制是通过焦磷酸硫铵素中的噻唑环可以形成活性碳负离子，与丙酮酸结合使后者脱羧。3. 糖酵解乳酸发酵的生理意义 （1）在缺氧条件下为生命活动提供能量的途径，尤其对肌肉的收缩很重要； （2）某些组织所依赖的获能或主要获能的方式，如视网膜，癌组织，神经；成熟红细胞完全依赖于乳酸发酵供能； （3）生成的乳酸可以被利用，在肝脏经糖异生乳酸途径重新生成糖。4. 举例说明同工酶在代谢调节中的意义 （1）同工酶是催化同一反应的不同酶，其具有相同的氨基酸序列，位于不同细胞或不同亚细胞结构，在酶动力学，辅酶因子，调控活性方面有所差异。 （2）举例：乳酸脱氢酶LDH。LDH是由两种肽链A,B按不同比例组成的异构体，五种同工酶分别存在于不同组织，如A4存在于骨骼肌细胞，B4存在于心肌细胞，A4易于与丙酮酸结合将丙酮酸还原为乳酸，B4易于将乳酸氧化为丙酮酸。 （3）同工酶在不同的组织器官表现不同的调节方式，同一细胞不同位置作用不同，不同的发育阶段或生理状态不同的同工酶起作用，不同同工酶对变构调节的反应不同。5. 为什么肿瘤组织糖酵解速度比正常组织快？ 因为肿瘤细胞乳酸发酵增强，葡萄糖消耗增加。肿瘤细胞生长速度快超过血管的生成，肿瘤组织处于低氧状态通过糖酵解途径提供能量，因而葡萄糖的消耗和酵解速度超过一般的组织。6. 磷酸戊糖途径生理意义 磷酸戊糖途径是从葡萄糖-6-磷酸开始在葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成磷酸戊糖作为中间代谢物。生理意义：1.产生NADPH，其作为供氢体，作为谷胱甘肽的辅酶，参与超氧阴离子反应具有杀菌作用，参加肝脏生物转化反应。 2.合成核糖-5-磷酸。 3.是植物光合作用从CO2合成葡萄糖的部分反应。 4.非氧化阶段将5C变成6C，与糖酵解途径连接起来，使产物可根据需要调节。7. 蚕豆病的病因是什么？如何体现疾病与遗传环境相互作用？ 蚕豆病病因是葡萄糖-6-磷酸缺乏症，是一种伴性遗传病，导致NADPH合成不足，谷胱甘肽缺乏辅酶，无法抑制体内因为线粒体呼吸，磺胺类药物引起的体内的自由的羟氧自由基的毒性作用，从而导致红细胞溶解，血红蛋白释放至血液，引起黄疸和肾功能障碍。诱因有进食黄豆，磺胺类抗生素等。 但这类患者抗疟疾的抵抗力比一般人强。Ch4三羧酸循环(view twice)1. 丙酮酸脱羧氧化生成乙酰CoA (1)反应部位：真核细胞位于线粒体基质中(2)丙酮酸脱羧酶复合体：3个酶，5个辅酶 3个酶：丙酮酸脱羧酶（TPP)，二氢硫辛酸乙酰转移酶(硫辛酸），二氢硫辛酸脱羧酶(FAD) 5个辅酶：TPP(acyl), FAD(electron), CoA(acyl), NAD+(electron), 硫辛酸（both)(3) 五步反应：【1】丙酮酸先与E1的TPP连接，释放一分子的CO2。 【2】与TPP解连接，与E2上的硫辛酸通过一个-SH连接，硫辛酸环打开。 【3】与CoA-SH结合，生成acyl-CoA,硫辛酸回复两个-SH结构。 【4】E3上的FAD被还原生成FADH2，硫辛酸彻底恢复环状结构。 【5】NAD+被还原为NADH，FADH2被氧化还原为FAD。2. TCA循环的8步反应 （1）乙酰-CoA+草酰乙酸-柠檬酸合酶-柠檬酸 特点：柠檬酸合酶的诱导契合效应，其需要先与草酰乙酸结合再与乙酰-CoA结合，避免乙酰-CoA的水解。 （2）柠檬酸-乌头酸酶-顺乌头酸+H2O-乌头酸酶-异柠檬酸 特点：柠檬酸有前手性，其与酶活性位点上有互补性结合，所以生成的产物只能是异柠檬酸。 （3）异柠檬酸+NAD+-异柠檬酸脱氢酶-NADH+-酮戊二酸+CO2 特点：生成一分子NADH,释放一分子CO2。 第一步氧化 （4）-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+-酮戊二酸脱氢酶复合体-琥珀酰-CoA+NADH+CO2 特点：生成一分子NADH,释放一分子CO2。 第二步氧化 （5）琥珀酰-CoA+GDP-琥珀酰合成酶-琥珀酸+GTP+CoA-SH 特点：底物水平磷酸化（6） ，（7），（8）连续的三步氧化，水化，氧化 （6）琥珀酸+FAD-琥珀酸脱氢酶-延胡索酸+FADH2 特点：第三步氧化 丙二酸是琥珀酸脱氢酶强有力的抑制剂 琥珀酸脱氢酶是TCA唯一的位于线粒体内膜的酶，直接与呼吸链相连。 （7）延胡索酸+H2O-延胡索酸酶-L-苹果酸 特点：延胡索酸酶缺乏会导致严重的神经系统缺陷，肌张力障碍，线粒体脑肌病。 （8）L-苹果酸+NAD+-苹果酸脱氢酶-草酰乙酸+NADH 特点：第四步氧化 3.三羧酸循环的限速步骤，能量生成反应，碳原子去向。 限速步骤：第一步的乙酰CoA+草酰乙酸-柠檬酸合酶-柠檬酸 第三步的异柠檬酸+NAD+-异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸+NADH+CO2 第四步的-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+-酮戊二酸脱氢酶复合体-琥珀酰-CoA+NADH+CO2 能量生成反应：第五步的琥珀酰-CoA+GDP-琥珀酰合成酶-GTP+琥珀酸+CoA-SH 碳原子去向4. 什么是回补反应？意义是什么？ TCA循环的中间产物可以作为合成葡萄糖，氨基酸，核苷酸等物质的前体，这些中间产物用于合成其他物质，为了维持TCA循环的完整必须有回补反应来维持TCA的正常进行。这些补充途径中主要是对草酰乙酸的补充,如由磷酸烯醇式丙酮酸（PEP)合成草酰乙酸，其次还可以合成苹果酸。5. 什么是乙醛酸反应？和三羧酸反应的区别是什么？ 乙醛酸反应是三羧酸反应的修改体，存在于一些无脊椎动物和植物中，利用乙酸或乙酸盐转化为糖的反应，如在种子萌发时将脂肪转化为糖。反应部位在乙醛酸体。植物细胞内脂肪酸氧化分解为乙酰CoA之后，在乙醛酸体内生成琥珀琥珀酸、乙醛乙醛酸和苹果酸；此琥珀酸可用于糖的合成。 区别：是两步不同的反应。乙醛酸反应的结果是两分子乙酰CoA进入循环，释放了一个琥珀酸。6. 脚气病，汞中毒以及砷中毒的机制。 脚气病：维生素B1缺乏导致丙酮酸无法进入TCA循环，使以葡萄糖为唯一能量来源的神经供能系统出现障碍。 砷中毒，汞中毒：两种化合物与丙酮酸脱氢酶复合体中E2的硫辛酸的两个-SH结合导致丙酮酸代谢障碍Ch5氧化磷酸化（view twice)1. 电子载体的种类 （1）NAD+,NADP+ 特点：吡啶核苷酸类电子载体； 分解代谢的酶常以NAD+为辅酶，合成代谢的酶多以NADP+为辅酶； 水溶性，可与酶可逆结合，甚至转移到另一种酶上； 以H-离子形式传递电子； 既存在于胞液中，又存在于线粒体中，彼此不能自由通过线粒体内膜； NAD(P)H在340nm处有光吸收。 （2）FAD,FMN特点：黄素核苷酸类电子载体； 可与蛋白质紧密结合，因此结合的蛋白称为黄素蛋白； FAD,FMN仅作为蛋白的活性位点，电势的强弱取决于结合的蛋白质； 通过H原子形式传递电子； 氧化型FAD,FMN在570nm处有吸收峰；还原型FADH2，FMNH2在450nm处有吸收峰。 （3）CoQ 特点：辅酶Q，又称为泛醌； 以氢原子形式传递电子； 在线粒体内膜以膜结合和游离两种形式存在； 在电子传递链中处于中心位置，接受多种黄素类蛋白脱下的氢原子，在黄素类蛋白和细胞色素之间作为一种灵活的载体； 对质子移动与电子传递的偶联起重要作用。（4） 细胞色素 特点：根据吸收光谱的不同分为细胞色素a,b,c,其各自血红素辅基结构上有差异； 细胞色素类载体单纯传递电子； 每一种还原型与氧化型的最大吸收峰不同。（5） Fe-S蛋白 特点：铁硫中心+结合蛋白； 铁硫中心：铁与无机硫原子或者蛋白质Cys残基的S相连； 铁硫中心有不同的结构，电子传递链中至少有8种铁硫蛋白； 铁硫蛋白载体单纯传递电子2. 呼吸链的组成以及电子传递 呼吸链是由四个大的多蛋白复合体以及两个电子传递载体CoQ和细胞色素C （1）复合体I 特点：NADH进入呼吸链最后传递到Q； 复合体呈L型，比一个核糖体大； 放能的电子传递与需能的质子泵出相偶联，一对电子传递可以泵出4H+； 最后的电子受体是Q，QH2可以移动到复合体III; NADH+Q+5HN+-QH2+4HP+NAD+; 抑制剂：阿米妥；鱼藤酮；粉蝶霉素A； 氧化1NADH最终泵出10质子。（2） 复合体II 特点：FADH2进入呼吸链最后传递到Q； 复合体由四条肽链组成； 其它黄素蛋白与线粒体内膜结合，将电子集中到FADH2，最后传递到Q； 能量不足不足以泵出质子； 抑制剂：丙二酸；(也是琥珀酸脱氢酶的抑制剂） 氧化1FADH2最终泵出6质子。（3） 复合体III 特点：电子从QH2传递到细胞色素 核心区域为细胞色素b,Fe-S蛋白，细胞色素c1; 细胞色素b有两个亚血红素辅基，bH和bL; 电子从QH2传递到细胞色素通过Q循环机制：第一步：QH2把一个电子通过Fe-S蛋白，细胞色素c1传递给细胞色素c；另一个电子通过bH,bL,Fe-S蛋白传递给Q，生成Q-;原来的QH2变为Q。第二步：QH2把一个电子通过Fe-S蛋白，细胞色素c1传递给细胞色素c；另一个电子通过bH,bL,Fe-S蛋白传递给Q-生成QH2;原来的QH2变为Q。总反应为QH2分两步将电子传递给细胞色c； 放能的电子传递与需能的质子泵出相偶联； 每一对电子传递将4H+从基质泵出到膜间腔； 细胞色素C是一个可溶性蛋白，位于内膜膜间腔侧可以将电子传递到复合体IV; QH2+cytc1(oxidative)+2HN+-Q+cytc1(reduced)+4HP+; 抑制剂：抗霉素A（4） 复合物IV 特点：电子从细胞色素c转移到O2; 其重要功能的是三个亚基，电子载体包括：三种铜离子，两种亚血红素； 还原一分子O2需要4个电子，4个质子，生成两分子水，通过Fe-CuB活性中心过氧中间体实现的； 还原一分子O2所需的4个质子来源于细胞基质； 放能的电子传递与需能的质子泵出相偶联，一个电子可使一个质子从基质泵出到膜间腔； 4Cytred+8HN+O2-2H2O+4cytoxi+4HP+; 抑制剂：CO,CN-;3. 简述化学渗透模型 化学渗透模型是解释氧化磷酸化偶联机制的模型，由英国科学家Peter Mitchell提出，它揭示了氧化磷酸化，光合磷酸化以及一些跨膜主动运输，鞭毛运动等生命现象的本质。呼吸链电子传递的能量驱动质子从基质释放到线粒体膜间腔，从而形成一个跨线粒体内膜的质子化学梯度，这种电化学梯度储存的能量形成一种质子动力，当它驱动质子通过ATP合酶流回线粒体基质时，催化ATP的合成。化学渗透模型是关于电子传递以及ATP合成偶联的理论。4. ATP合酶的结构 分为F0，F1两部分。 F0：位于线粒体内膜上，是质子运输的通道； 由三种亚基组成ab2c10-12,其中c亚基在膜平面上形成一个圆环状结构； 质子通道位于a亚基与c亚基环之间； F1：位于线粒体基质侧，合成ATP，是ATPase,体外水解ATP； 由5种9个亚基组成，33组成，33组成六亚基球形聚合体，形同脚和腿与F0的c亚基相邻，与F0的两个b亚基相连； 每一个亚基都有一个ATP催化位点。5. ATP合酶作用机制 （1）ATP合成的标准自由能为0，ATP与酶的亲和性高于ADP,ATP从酶表面通过质子梯度驱动释放； （2）X射线晶体学显示，F0的亚基有三种不同的与ATP结合的构象：O型（空置），L型（与ADP结合），T型（与ATP结合）； （3）结合变构模型的旋转催化机制：每一个F1的三个亚基处于不同的构象，当质子梯度驱动F0的c亚基和F1的不对称亚基转动时，促使每个亚基构象发生变化，依次为L,T,O，从而使与酶紧密结合的ATP释放出来； （4）F1的亚基每次定向转动120，从P向N转，ATP水解和合成的方向相反； （5）质子通道机理：F0的c亚基每条肽链形成一对螺旋，位于第二条螺旋中间的Asp61在疏水结构中只能以中性形式存在。a亚基有两条相互不干扰的质子通道，胞质半通道和基质半通道，当一个质子从膜间腔进入胞质半通道与接触的c亚基上的Asp61接触，电荷的中和促使c亚基环从P向N转动，质子化的基质半通道释放出一个质子； （6）假定c亚基环为10个c亚基，转动一圈释放10个H+,合成3ATP,加上运输Pi需要消耗1H+,所以合成1ATP消耗4H+。6. 解偶联剂的作用机制是什么？区分解偶联剂，电子传递抑制剂，氧化磷酸化抑制剂。 （1）解偶联剂：解偶联剂是使ATP生成和电子传递两个过程分开来，不抑制电子传递过程，电子传递形成的能量以热能形式释放；常见的DNP,FCCP解偶联剂的作用机理是使H+不经过F0回流，无法形成质子梯度；离子解偶联剂的机理是改变线粒体内膜对一价阳离子的通透性从而破坏跨膜电荷梯度。 （2）电子传递抑制剂：作用于氧化磷酸化的电子传递过程中阻断电子传递。 （3）氧化磷酸化抑制剂：通过直接干扰ATP合成最终也干扰电子传递；常见的如寡霉素与ATP合酶的寡霉素敏感蛋白F0结合，阻断质子通道。7.简述两条NADH穿梭途径以及ADP-ATP转位酶的作用。 （1）苹果酸-天冬氨酸穿梭途径：应用苹果酸-酮戊二酸以及谷氨酸-天冬氨酸； 最活跃的NADH穿梭途径； 存在于心肌，肝脏，肾脏等细胞； 从胞浆进入mt的NADH可产生2.5ATP。 （2）甘油-3-磷酸穿梭途径：电子通过FADH2直接进入复合体III，产生能量较少1.5ATP; 主要存在于骨骼肌和脑细胞。 （3）又称为腺苷酸转位酶，将ATP运出线粒体和ADP运进线粒体偶联起来；因为有净负电荷运出线粒体，减弱膜电势梯度和质子动势，使得这一过程十分耗能。8.名词解释 （1）标准还原势：代表一对氧化还原对对电子的亲和能力，E0低倾向于失去电子，E0高则倾向于得到电子。 （2）生物氧化：分为三个阶段，第一个为生成乙酰-CoA，第二个为乙酰-CoA的氧化，第三个为电子传递和氧化磷酸化； （3）P/O值：指当一对电子通过呼吸链传到O2所产生的ATP数，可通过实验测定；9.氰化物中毒的机理是什么？有效的解毒剂是什么？ （1）氰化物进入人体内释放出氰离子，能与体内的细胞色素酶结合，生成氰化高铁细胞色素。该酶失去传递电子的功能，导致呼吸链中断，引起细胞内窒息，细胞不能利用血中的氧，出现缺氧，如抢救不及时，很快导致死亡。 （2）高铁血红蛋白形成剂如亚硝酸盐可使血红蛋白迅速形成高铁血红蛋白，后者三价铁离子能与体内游离的或已与细胞色素氧化酶结合的氰基结合形成不稳定的氰化高铁血红蛋白，而使酶免受抑制。氰化高铁血红蛋白在数分钟又可解离出氰离子，故需迅速给予供硫剂如硫代硫酸钠，使氰离子转变为低毒硫氰酸盐而排出体外。Ch6糖异生和糖原代谢（view twice)1. 糖异生的三步绕到反应 （1）pyruvate-PEP 特点：第一步：丙酮酸-丙酮酸羧化酶-草酰乙酸；第二步：草酰乙酸-PEP羧激酶-PEP；两条通路，第一条以丙氨酸，丙酮酸为前体，使用胞浆PEP羧激酶，生成2分子NADH；第二条以乳酸为前体，使用线粒体PEP羧激酶,生成1分子NADH；连续羧化和脱羧的目的是活化底物丙酮酸；丙酮酸羧化酶需要生物素来运送CO2，这分子CO2在其后生成PEP中脱掉；一分子丙酮酸转化为一分子PEP消耗2分子高能磷酸键，两条途径均可解决胞浆糖异生消耗NADH问题； Pyruvate+GTP+ATP+HCO3-PEP+ADP+GDP+CO2+Pi。 （2）果糖-1,6-双磷酸-果糖-1,6-双磷酸酶-果糖-6-磷酸 特点：放能反应 （3）葡萄糖-6-磷酸-葡萄糖-6-磷酸酶-葡萄糖 特点：放能反应； 葡萄糖-6-磷酸酶仅在肝脏和肾脏中存在，糖异生仅在此处进行，大脑和骨骼的葡萄糖需要通过消化吸收的葡萄糖血液提供，或者肝肾的糖异生提供。2. 糖异生总反应 2pyruvate+2GTP+4ATP+2NADH+2H2O-2glucose+4ADP+2GDP+2NAD+4H+两分子的丙酮酸异生成为葡萄糖消耗6分子高能磷酸键。3. 糖异生的生理意义 （1）重要的机体合成葡萄糖途径，尤其对脑组织和红细胞很重要； （2）空腹或饥饿时依靠甘油，氨基酸异生成葡萄糖维持血糖水平稳定； （3）补充肝糖原的重要途径； （4）长期饥饿时肾糖异生有利于调节酸碱平衡； （5）通过乳酸循环再利用乳酸，防止乳酸堆积形成酸中毒。4. 底物循环？意义？避免底物循环的意义？ （1） 一对互逆的反应同时进行，产能与耗能过程同时进行，使ATP以热能形式散发，因此又称为无效循环。 （2）具有扩大代谢信号的意义； 机体利用底物循环产生的热能维持或提高体温。 （3）避免能量浪费，增强调节的灵活性可控性5.糖原分解有哪些酶参与？第一个产物是什么？ （1）糖原磷酸化酶：降解葡萄糖非还原性末端葡萄糖残基，断开-1,4-糖苷键，生成葡萄糖1-磷酸以及少一个葡萄糖的糖原； （2）转移酶：当降解到达离分支点4个葡萄糖残基时，由转移酶将分支的3个糖残基转移到直链的4个糖残基上，剩余一个糖残基继续以-1,6-糖苷键相连； （3）-1,6-糖苷酶（脱分支酶）：水解剩余的一个与直链相连的-1,6-糖苷键。6. 羧化酶的辅酶是什么？磷酸化酶的辅酶是什么？ （1）糖原磷酸化酶：辅酶是PLP。是由两个亚基组成的同源二聚体，每个亚基有两个结构域，分别是氨基酸结构域和羧基端结构域； 催化位点位于两个结构域中的一些氨基酸残基构成的深的裂缝中，每个裂缝中有一分子的PLP；PLP是糖原磷酸化酶，转氨酶，脱羧酶的辅酶； 糖原磷酸化酶是变构酶，有a,b两种形式；b是低活性状态，在糖原磷酸化酶激酶的作用下磷酸化可转变成高活性的a态，a态在糖原磷酸化酶磷酸酶的作用下可转变成b态。 （2）丙酮酸羧化酶：辅酶是生物素，其携带CO2； 是糖异生反应第一步的酶。7. 简述肝脏和骨骼肌中糖原分解有什么不同的特点？ 肝脏和肌肉的糖原磷酸化酶属于同工酶。（1）肝脏，肾脏，小肠：葡萄糖-1-磷酸在磷酸葡萄糖变位酶的作用下生成葡萄糖-6-磷酸，葡萄糖-6-磷酸被葡萄糖-6-磷酸酶水解成葡萄糖，进入血液循环； 肝糖原分解可以提高血糖水平； 肝脏中的磷酸化酶主要以a形式存在，磷酸化酶a主要受葡萄糖浓度水平调节，当葡萄糖水平升高时，葡萄糖结合到磷酸化酶a的葡萄糖别构位点，酶的构象改变暴露出磷酸化位点，利于磷酸化酶a磷酸酶水解，转变成磷酸化酶b，抑制肝糖原分解； 胰高血糖素促进肝糖原分解。 （2）肌肉和脑组织：没有葡萄糖-6-磷酸酶，所以葡萄糖-6-磷酸进入糖酵解； 肌糖原分解氧化供能； 静息的骨骼肌中糖原磷酸化酶主要以b形式存在，糖原磷酸化酶的活性主要受能荷信号分子调节，AMP是变构激活剂，ATP是变构抑制剂，Ca2+可以激活磷酸化酶激酶从而使磷酸化酶转变成a态。 肾上腺素促进肌糖原分解；8. 糖原合成中糖基的供体是什么？ 糖基的供体是UDPG尿苷二磷酸葡萄糖9. 糖原合成如何启动？ 糖原合酶需要有一个4个残基以上的引物，引物的合成由生糖原蛋白同时作为引物和酶合成。10. 调节血糖的激素有哪些？ 血糖水平的精确调控最终主要靠激素水平的调控； 升高血糖的激素：胰高血糖素，肾上腺素，糖皮质激素； 降低血糖的激素：胰岛素11. 糖醛酸途径的生理意义 （1）UDP-糖醛酸是糖醛酸的主要供体，可以形成许多重要的粘多糖如透明质酸，肝素等； （2）从糖醛酸可以转化为抗坏血酸，缺乏抗坏血酸会导致坏血症； （3）在肝脏糖醛酸可与药物和含-OH,-COOH,-SH,-NH2的物质结合形成水溶性化合物排除体外，起解毒作用； （4）从糖醛酸可以形成木糖醇，与磷酸戊糖途径相连。12. 青霉素的抗菌机制及其耐药机制 （1）肽聚糖是细菌细胞壁的重要成分，青霉素含有-内酰胺环结构通过肽聚糖的合成抑制细菌生长； （2）细菌含有-内酰胺酶催化-内酰胺环水解导致药物失效。13. 引用乙醇，在剧烈运动或空腹一段时间后会导致低血糖，为什么？ 因为乙醇主要在肝内代谢，乙醇在乙醇脱氢酶的作用下转变为乙醛，乙醛又在乙醛脱氢酶作用下转变为乙酸，在这个过程中NAD+还原为NADH，使乳糖转变为丙酮酸途径受阻，糖异生受阻。因此在肝糖原耗尽情况下，乙醇抑制糖异生造成低血糖。14. 名词解释 （1）巴斯德效应：在厌氧条件下，酵解的酵母突然通入氧气，葡萄糖消耗速度急剧下降，堆积的乳酸消失。这种耗氧的同时，葡萄糖消耗减少，乳酸堆积消失的现象称为巴斯德效应。 （2）磷酸酶：催化的是去磷酸化反应，将磷酰基从磷酸酯键中去除，并用水分子攻击底物。 （3）磷酸化酶：催化的是磷酸解反应，是用磷酰基攻击底物，将磷酰基与断裂键共价结合。 （4）激酶：催化的是磷酸化反应，将磷酰基从NTP转移到另一个受体分子上去。 （5）合酶：催化的合成反应没有NTP作为能源的。 （6）合成酶：催化的合成反应需要NTP作为能源。CH7脂肪酸氧化（view three times)1. 饱和偶数碳脂肪酸氧化 步骤：（1）脂肪酸的活化 RCOOH+HS-CoA+ATP-脂酰CoA合成酶+Mg2+-RCO-SCoA+AMP+PPi; 实际的催化过程分为两步进行，RCOOH先与ATP一个磷酸基团结合后再受到HS-CoA的攻击； 细胞内有内质网脂酰(fatty-acyl)CoA合成酶以及线粒体脂酰CoA合成酶，前者合成12C以上的长链脂肪酸，后者合成中短链脂肪酸。 （2）脂酰CoA进入线粒体 在肉碱（carnitine)脂酰移位酶I的作用下，以脂酰肉碱的形式通过acyl-肉碱/肉碱运输体的形式进入线粒体，在线粒体基质中通过肉碱脂酰移位酶II的作用下重新生成脂酰CoA； 是脂肪酸氧化的限速步骤，肉碱脂酰移位酶I是脂肪酸氧化限速酶； 丙二酸单酰CoA是肉碱脂酰移位酶I的抑制剂。 （3）氧化（以软脂酸为例） 棕榈酰-CoA+7CoA+7NAD+7FAD+7H20-线粒体酶-8acyl-CoA+7NADH+7FADH2+7H+; 所有脂肪酸氧化酶都是线粒体酶； 每一轮氧化都要经历脱氢，水化，再脱氢，硫解，每一轮产生一个acyl-CoA，少2个C的脂酰CoA，1NADH,1FADH2; 以软脂酸计算，经过八轮氧化生成8个acyl-CoA(10ATP),7NADH,7FADH2,全部氧化为H2O,CO2时共生成106ATP(其中脂肪酸活化消耗2ATP)。2. 单不饱和脂肪酸氧化 特点：仅在第三步氧化时第一次脱氢结束形成烯酰CoA时需要额外的烯酰CoA异构酶，使顺式的3双键变为反式2。3. 多不饱和脂肪酸氧化 特点：除了需要烯酰CoA异构酶，还需要2,4-二烯酰CoA还原酶（NADPH为辅酶），将反2-顺4的结构转变为反3结构。4. 奇数碳脂肪酸-氧化 特点：-氧化后生成丙酰CoA，其在甲基丙二酸单酰CoA变位酶等三步的催化下生成琥珀酰-CoA; 丙二酸单酰-CoA变位酶的辅酶是VitB12,若缺乏则无法合成琥珀酰-CoA从而无法进入三羧酸循环； 奇数碳脂肪酸存在于许多植物，海洋生物，石油酵母之中；5.动物过氧化物体中的脂肪酸-氧化/植物乙醛酸体中-氧化 特点：途径与在线粒体中相似，但FADH2的电子直接传递给O2，生成H2O2，H2O2马上转化为H20和O2，能量以热量形式散失，不储存于ATP中； 哺乳动物过氧化物体中产生的乙酰-CoA运进胞浆，合成生物合成的前体，当摄入高脂肪膳食时，肝脏过氧化物体中脂肪酸-氧化酶增加，产生的乙酰-CoA主要用于合成胆固醇，其余部分进入线粒体； -氧化酶在线粒体中或革兰氏阳性菌中是分开的，但是在过氧化物体中或革兰氏阴性菌是酶复合物的形式； 植物中的-氧化仅发生在叶组织的过氧化物体和种子的乙醛酸体中，主要用来合成生物合成的前体。6. 脂肪酸的氧化 特点：将脂肪酸的碳降解掉； 对降解支链脂肪酸有重要作用。7. 脂肪酸的氧化 特点：脊椎动物作用部位为肾脏内质网中； 是12C或以下的脂肪酸的氧化途径； 是由酵母降解烃或脂肪酸的作用机制； 催化第一步作用的是P-450酶系，其是由P-450还原酶和细胞色素P-450构成； 第一步为混合功能氧化，AH+BH2+O2-AOH+B+H20，BH2的共底物有FADH2，FMNDH2，NADPH,-酮戊二酸； P-450酶系在哺乳动物中分布广泛，在肝和肾的分布最广泛，参与类固醇激素，胆汁酸的形成； 细胞色素P-450结构多样。8. 脂肪酸合成概述 （1）哺乳动物中脂肪酸合成部位在胞液； （2）脂肪酸合成由乙酰-CoA提供最初的两个碳源，而后由乙酰-CoA的活化形式丙二酸单酰-CoA（malonyl-CoA)提供二碳单位； （3）脂肪酸合酶只能合成软脂酸，进一步的延长与去饱和由其他酶系完成； （4）在肝脏，脂肪组织脂肪酸合成活跃。9. 软脂酸的合成 （1）乙酰-CoA从线粒体运输到胞浆 线粒体中乙酰-CoA通过柠檬酸合酶合成柠檬酸，柠檬酸从线粒体运到胞浆，在胞浆中由柠檬酸裂解酶合成乙酰-CoA； 胞浆中由苹果酸酶催化的苹果酸脱羧反应是一条除了戊糖磷酸途径NADPH的补充路线； （2）丙二酸单酰-CoA的形成 由乙酰CoA羧化酶催化的反应，其有三个功能区，生物素载体区，生物素羧化酶区，转羧化作用区； 乙酰-CoA羧化酶是脂肪酸合成途径的限速酶； 细菌中乙酰-CoA羧化酶为3条单独的多肽组成，动物中为1条，植物中两种均有; 7acyl-CoA+7ATP+7CO2-乙酰CoA羧化酶-7malonyl-CoA+7Pi+7AMP; （3）脂肪酸肽链的延伸 乙酰基和丙二酸单酰基转移到脂肪酸合酶复合体的两个不同的-SH上去，KS上连接乙酰-CoA的脂酰基，ACP上连接丙二酸单酰CoA脂酰基； 脂肪酸肽链的延伸由脂肪酸合酶复合体完成，分别经过催化缩合，还原，脱水，还原四步为一个循环，每经过一个循环，脂酰链延长2个C单位； 经过7轮反应，生成软脂酸（palmitoyl)-CoA,其经过水解生成软脂酸.每生成一分子软脂酸需要7ATP,14NADPH; 7malonyl-CoA+acyl-CoA+14NADPH+7H+-脂肪酸合酶复合体-palmitate+8CoA+6H20+14NADP+; 7acyl-CoA+7ATP+14NADPH+14H+-8CoA+14NAPH+6H2O+palmitate+7ADP+7Pi; 脂肪酸合酶复合体有7个不同的活性位点，细菌和植物中为7个不同的多肽和至少3种蛋白质组成，动物中为一条多肽； 乙酰载体蛋白ACP和CoA的结构很像。10. 长链饱和脂肪酸的合成 （1）在光面内质网的合成：软脂酰-CoA+丙二酸单酰CoA-硬脂酸 （2）在线粒体的合成：软脂酰-CoA+乙酰-CoA-硬脂酸 不需要ACP作为脂酰基的载体11. 不饱和脂肪酸的合成 （1）合成部位在光面内质网； （2）催化反应的是脂酰CoA去饱和酶，脂酰基和NADPH同时被O2氧化， （3）NADPH的电子通过细胞色素b5和其还原酶传递；(4)在卵磷脂上的油酸盐进一步去饱和化是由另一个去饱和反应催化的，这仅在植物中存在；（5）亚油酸和亚麻酸是哺乳动物的必需脂肪酸，因为它们用来合成其他多不饱和脂肪酸如花生四烯酸。12.脂肪酸-氧化和脂肪酸合成的比较脂肪酸氧化脂肪酸合成发生部位线粒体（肝脏，肌肉）胞液（肝脏，脂肪）脂酰基载体HS-CoAACP,KS,乙酰-CoA,丙二酸单酰CoA(malonyl-CoA)酶脂酰CoA合成酶；肉碱(carnitine)脂酰移位酶I,II;线粒体酶乙酰CoA脱羧酶；脂肪酸合酶复合体氧化还原剂NAD+/NADHNADP+/NADPH碳链缩短或延长方式脱氢，水化，再脱氢，硫解催化缩合，还原，水解，还原碳链缩短或延伸方式烯酰-CoA异构酶；2.4-二烯酰CoA还原酶；丙二酸单酰CoA变构酶。合成软脂酸后，其他酶系再进行延长或氧化。限速步骤与调节肉碱脂酰移位酶I是限速酶；丙二酸单酰CoA是肉碱脂酰移位酶I的抑制剂。乙酰CoA脱羧酶是限速酶；受别构效应（柠檬酸和软脂酰CoA)和共价修饰(通过激素进行磷酸化去磷酸化）调节；丙二酸单酰CoA抑制氧化。13，多不饱和脂肪酸重要衍生物的合成 合成部位：全身除了红细胞的光面内质网； 重要成员：前列腺素，血栓悪烷，白三烯； 合成前体：花生四烯酸，其需要先在其他激素的作用通过磷脂酶A2从膜磷脂上解离下来；应用：阿司匹林，布洛芬的原理就是通过抑制前列腺素，血栓悪烷来解热镇痛。14，脂肪的合成 （1）磷脂酸的合成：脂肪（三酰甘油）和甘油磷脂合成的共同前体； （2）脂肪的合成 主要在肝，脂肪，小肠等组织的胞浆中。15. 脂类消化包括哪三方面的因素？胆汁酸盐和辅脂酶的作用是什么？ （1）胆汁酸盐，脂肪酶，辅脂酶； （2）胆汁酸盐起乳化作用；辅脂酶起帮助胰脂酶起作用，胰脂酶分解三酰甘油。16. 酮体是什么？限速酶是什么？生成和利用的组织？意义？ （1）酮体是肝脏组织在饥饿或糖尿病情况下向肝外组织输出能量的一种方式,在肝脏中脂肪酸氧化生成的乙酰CoA,转变为乙酰乙酸，-羟丁酸，丙酮，这三者称为酮体。 （2）HMG-CoA合酶是限速酶； （3）生成部位在肝细胞线粒体；酮体的利用是指酮体在肝外组织重新转化为乙酰CoA; (4)生理情况下肝脏输出能量的一种方式； 长期饥饿情况下，脑，肌肉组织供能的方式； 是应激情况下防止肌肉蛋白质消耗过多的一种方式。17. 名词解释 脂肪动员：指脂肪组织中的脂肪在一系列脂肪酶的作用水解成脂肪酸和甘油，脂肪酸释放进入血液与血清白蛋白非共价结合的方式运送到其他组织部位被利用的过程。18. 多功能氧化酶的组成以及其催化的反应 催化的是不饱和长链脂肪酸合成的反应，脂酰CoA去饱和，脂酰基和NADPH同时被O2氧化；Ch8膜脂类固醇和血浆脂蛋白的代谢（view three times)1. 甘油磷脂的分解部位和四种磷脂酶水解的位点。 分解部位：溶酶体 四种磷脂酶水解为点（1）磷脂酶A1：催化甘油磷脂第一位酯键断裂 （2）磷脂酶A2：催化甘油磷脂第二位酯键断裂 （3）磷脂酶C:水解甘油磷脂第三位磷酸酯键 （4）磷脂酶D：催化水解甘油磷脂中磷酸和取代基团之间的磷酯键。2. 甘油磷脂的两种合成策略。酵母和哺乳动物合成磷脂酰丝氨酸（PS)、磷脂乙醇胺(PE)、磷脂酰胆碱(PC)的途径有何不同？ 合成部位：光面内质网或线粒体内膜； 合成前体：磷脂酸（磷脂酸由甘油-3-磷酸和2分子乙酰CoA合成；其可以用来合成三酰甘油和甘油磷脂） 策略：（1）CDP-甘油二酯：甘油二酯的-OH与胞嘧啶核苷酸相连而激活，然后，由相应的另一个分子的-OH基团通过亲核反应替换CMP，从而合成甘油磷脂。 原核细胞，酸性甘油磷脂主要用此策略；真核细胞两种都用。 （2）CDP-极性头部基团：极性头部基团的-OH与胞嘧啶相连而激活，然后，由相应的另一个分子的-OH基团通过亲核反应替换CMP,从而合成甘油磷脂。 不同：（1）酵母细胞通过CDP-甘油二酯途径合成PS,PS通过脱羧或基团转换反应生成PE，PE通过S-腺苷Met甲基化合成PC。 （2）哺乳动物用CDP-极性头部基团策略合成PE,PC,PE和PC通过基团交换反应合成PS。PE通过基团甲基化合成PS仅发生在肝脏中。3. 胆固醇合成的原料、重要中间物、限速步骤及其调节。（1） 合成的原料：27个C均来源于18个乙酰CoA(同位素标记实验）（2） 重要中间物：3个乙酰-CoA缩合形成一个6C的甲羟戊酸mevalonate; 甲羟戊酸mevalonate通过3步磷酸化反应换变为2个5C的活化的异戊二烯单位； 6个异戊二烯单位生成30C的鲨烯squalene; 鲨烯squalene环化生成一个四环结构，经过一系列的复杂反应生成27C的胆固醇。（3） 限速步骤：第一步的3个乙酰-CoA缩合成6C的甲羟戊酸，限速酶是HMG-CoA还原酶（酮体合成限速酶是HMG-CoA合酶）。（4） 调节：一个类固醇分子促进HMG-CoA的酶原降解以及抑制HMG-CoA基因以及LDL受体基因的转录； 激素(胰岛素，胰高血糖素）通过可逆的磷酸化/去磷酸化调节限速酶的活性。4. 胆固醇的转化。(1) 转化为胆汁酸bile acid:肝胆酸盐，牛黄胆酸盐(2) 转化为类固醇激素 ：孕烯醇酮（所有固醇类激素共同前体，P450酶系，碳链裂解酶）； 孕酮，由孕烯醇酮3-OH氧化以及4-，5-位双键异构而来 ； 雄性激素（2C单位移除，羟基化），糖皮质激素（多步氧化），盐皮质激素（多步氧化），由孕酮转化来； 雌性激素（C-19移除，形成芳香环），由雄性激素转化而来。（3） 转化为7-脱氢胆固醇：7-脱氢胆固醇是维生素D的前体，维生素D促进小肠对钙的吸收以及肾和骨钙的水平。 5.各种血浆脂蛋白代谢的生理功能。 血浆脂蛋白是脂类在血浆中的运输形式，以疏水脂类为核心围绕着极性脂类和蛋白组成； 分类及生理功能：（1）乳糜微粒chylomicronsCM:将外源性甘油三酯TG从小肠运输到各种组织； 其载脂蛋白激活肌肉或脂肪组织毛细血管中的脂蛋白脂肪酶，向这些组织释放出游离的脂肪酸； CM的参与颗粒通过血液运输到肝脏进行代谢。 （2）极低密度脂蛋白VLDL：将内源性甘油三酯TG从肝脏运输到各种组织； 剩余颗粒一部分通过受体介导的内吞作用进入肝细胞代谢，一部分转化为LDL。 （3）低密度脂蛋白LDL:将胆固醇CH运输到各种组织； 血浆中LDL和细胞膜上的LDL受体结合后引发一系列的代谢反应； (4)高密度脂蛋白HDL：逆向运输血液中的CH，清除血液中的CH；6. LDL受体代谢途径。 LDL与细胞膜上的LDL受体结合，通过内吞作用进入细胞内，细胞内的溶酶体水解LDL，释放出游离的胆固醇CH,游离的CH使HMG-CoA酶系水平降低，LDL受体合成水平下降，使细胞膜合成水平，胆固醇酰基转移酶CoA辅酶ACAT表达水平上升。7. 胆固醇的逆向运输途径。 胆固醇的逆向运输途径指胆固醇从肝外组织运进肝内，是机体将肝外组织衰老细胞细胞膜中的CH运输到肝代谢并排除体外的过程。8. 什么是好的胆固醇？什么是坏的胆固醇？为什么？HDL中胆固醇是待清除的胆固醇，是好的胆固醇；坏的胆固醇是LDL运载的胆固醇，因为它是内源性胆固醇水平；9. 治疗高胆固醇血症的策略是什么？治疗过程中补充CoQ的目的是什么？（1） 策略是降低血清中的CH含量，使LDL向细胞内运胆固醇速率增加，胆固醇逆向运输途径速率增加；补充甲羟戊酸类似物，使胆固醇合成受阻，控制外源胆固醇摄入（2） 服用治疗高胆固醇血症的药物他汀类时，需要补充辅酶Q10. 作为两大能源物质，糖代谢和脂代谢的关系是怎样的？ （1）糖可以转化为脂肪； （2）脂肪在动物体内不能转化为