生化总复习动态部分.pdf

糖代谢 糖酵解 柠檬酸循环 生物氧化 糖的其他代谢途径 储存性糖类 （糖原、淀粉等） 葡糖 -6-磷酸 糖代谢总图 甘露糖 葡萄糖 果糖 乙酰辅酶 A 核 糖 CO2+H2 O 各种脂类 其他生糖物质 酵解 乳酸、乙醇 ATP CO2+H2O 生糖氨基酸 糖异生 戊糖磷 酸 途径 发酵 戊糖磷酸 三羧酸循环 乙醛酸循环 磷酸丙糖 丙酮酸 糖酵解 目的和要求 ： 了解糖酵解的研究历史，其他六碳糖单糖 进入糖酵解的方式 ； 了解糖酵解的十步反应过程、参与的酶和 反应机理 掌握能量代谢，生理作用和代谢调节 。 一、糖酵解全过程总结 前五步为准备阶段 :从 G开始，磷酸化，异构，磷酸 化 , 分子断裂，异构 ； 消耗 2分子 ATP 后五步为放能阶段 :氧化磷酸化，转磷酸基，变位 , 烯 醇化，转磷酸基 ； 产生了 2分子 NADH， 4分子 ATP 共产生 2分子 ATP和 2分子 NADH 耗能部位分别为 1， 3 产生部位分别为 7， 10 二、糖酵解的调节 （ 3）丙酮酸激酶的调节： FBP激活 ； 丙氨酸 抑制 （ 1）已糖激酶的调节： G-6-P是抑制剂 （ 2）磷酸果糖激酶的调节 三、丙酮酸的去路 四、糖酵解的生理意义 （ 1）供能 （ 2）提供生物合成所需的物质 （ 3）糖酵解不仅是葡萄糖的降解途径，也是 其它一些单糖的分解代谢途径 （ 4）为糖的彻底降解作了准备 柠檬酸循环 目的和要求 ： 掌握柠檬酸循环的过程、机理、能量代谢 、 调节和生理意义 ； 掌握柠檬酸循环的回补反应底物类型 了解乙醛酸循环途径 。 一、柠檬酸循环总结 经历八步反应涉及八种酶 每一循环过程中两个碳原子以乙酰 CoA形式进入 , 两次脱羧反应脱掉两分子 CO2 共有四次氧化反应 产生一分子 ATP和三分子 NADH,一分子 FADH2 二、柠檬酸循环的调控 柠檬酸循环本身制约系统的调节 能荷调节 Ca2+调节 柠檬酸合酶，限速酶，受琥珀酰 CoA、 NADH、 ATP和脂酰 CoA 的抑制。 异柠檬酸脱氢酶， ADP是别构激活剂， ATP和 NADH是抑制剂。 -酮戊二酸脱氢酶被反应产物琥珀酰 CoA和 NADH抑制，也被高 的能荷抑制。 它激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶，从而激活丙酮酸脱氢酶复合物， 产生乙酰 CoA。 Ca2+还激活异柠檬酸脱氢酶和 -酮戊二酸脱氢酶。 三、柠檬酸循环的生理意义 循环过程中产生的还原型 NADH和 FADH2进一步氧化分 解产生 ATP 循环过程中的中间产物在许多生物合成中充当前体原料 乙酰 CoA可用来合成脂类物质 琥珀酰 CoA可用来合成卟啉环 ,进而合成血红素 草酰乙酸可用来合成丙酮酸 ,通过糖异生途径生成葡萄糖 草酰乙酸 ,-酮戊二酸等可用来合成氨基酸 目的和要求： 了解生物氧化的概念和生物氧化体系的类型； 掌握电子传递链的组成成分的结构 初步掌握电子传递过程； 掌握 ATP合酶的结构、氧化磷酸化的机制 掌握细胞溶胶内 NADH再氧化途径，会计算葡萄 糖等物质完全氧化能量代谢 ； 了解电子传递抑制剂和氧化磷酸化解偶联剂类型 和作用 。 生物氧化 一、生物氧化概论 、生物氧化的涵义 一切生物都靠能量维持生存，生物体所需的能量大都 来自体内糖、脂肪、蛋白质等有机物的氧化 人们把有机分子糖、脂、蛋白质等在活细胞内氧化分解， 产生 CO2、 H2O 并释放能量形成 ATP 的过程称生物氧化。 、生物氧化的特点 体温条件下，有机分子经系列酶促反应，逐步氧化释 能，可以使放出的能量得到最有效的利用。 在氧化过程中产生的能量一般都贮存在一些特殊的化 合物中，主要是 ATP。 二、 电子传递链的组成和性质 、 NADH-Q 还原酶 NADH 脱氢酶，复合体 I， 、辅酶 Q 泛醌 , 脂溶性辅酶 , 可与膜结合或游离。 、琥珀酸 -Q 还原酶 (FADH2) 复合体 II，嵌在线粒体内膜内的酶蛋白 ， 、细胞色素还原酶 复合体 III, 、细胞色素 C 球形蛋白 ,13 000;唯一能溶于水的细胞色素 ; 作用：复合体 III 和 IV间传递电子 、 细胞色素氧化酶 细胞色素 c 氧化酶 ,复合体 IV, 三、氧化磷酸化 氧化磷酸化： 底物水平磷酸化： （一）氧化磷酸化学说 （二） ATP合酶结构 F0F1-ATP 酶哑铃形 （三）细胞溶胶内 NADH 的再氧化： 甘油 -3-磷酸穿梭途径； 苹果酸 -天冬氨酸穿梭途径 NADH呼吸链 P/O= 2.5 甘油 -3-磷酸穿梭途径 苹果酸 -天冬氨酸穿梭途径 葡萄糖彻底氧化成水和二氧化碳产生的 ATP的数量 1、糖酵解途径： 2ATP； 2NADH 2、丙酮酸脱羧： 2NADH 3、三羧酸循环： 2GTP（ ATP）； 6NADH； 2FADH 30 或 32 四、葡萄糖彻底氧化的总算 FADH2呼吸链 P/O=1.5 糖的其他代谢途径 目的和要求： 掌握葡萄糖异生作用大致途径、糖异生前体物 质类型，生理意义和调节； 掌握磷酸戊糖途径大致代谢过程，意义和调节 了解该途径与糖酵解、糖异生途径共同适应不 同细胞代谢状态的调节； 掌握糖原分解和合成相关酶及调节； 二、糖异生的生理意义 维持血糖浓度恒定的重要措施之一 , 通过异生 途径合成 G对维持血糖浓度起重要作用 ;脑组织 , 红细胞以血液中葡萄糖为主要燃料 ,自身无糖原贮存 饥饿 ,剧烈运动后 ,对机体恢复起重要作用 科里循环 (Cori cycle) 反刍动物可利用异生作用将某些酸类物质转化为葡萄糖 植物种子萌发 ,果实成熟时利用糖异生作用 ,生成葡萄糖 三、糖异生的调节 葡萄糖异生和糖酵解作用有协同作用 磷酸果糖激酶 ,果糖 1,6二磷酸酶的调节 丙酮酸激酶 ,丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙 酮酸羧激酶 己糖激酶和葡萄糖 6磷酸酶 四 磷 酸 戊 糖 途 径 五、磷酸戊糖途径代谢意义： （ 1）供能 （ 2）产生大量的 NADPH，可供给组织中合成代谢 的需要。细胞产生还原力 (NADPH)的主要途径 （ 3）产生的 R-5-P是核酸生物合成的必需原料。 （ 4）戊糖磷酸途径是戊糖代谢的重要途径。 （ 5）戊糖磷酸途径与糖酵解有密切关系。由核糖 - 5-磷酸形成的果糖 -6-磷酸和甘油醛 -3-磷酸 （ 6） HMP途径中生成 C3、 C4、 C5、 C6、 C7等各种 长短不等的碳链，这些中间产物都可作为生物合成的 前体。 六、戊糖磷酸途径代谢的调节 戊糖磷酸途径的调节点主要是 G-6-P脱氢酶， 这是一个不可逆反应，是戊糖磷酸途径中的 限速一步。 NADPH是 G-6-P脱氢酶的竞争性抑制剂， 当 NADPH/NADP+的比值大于 10时，其抑制 作用可达 90%。 脂代谢 脂肪酸的分解代谢 脂肪酸的合成 代谢 目的和要求： 了解甘油三酯的分解代谢； 掌握脂肪酸的氧化过程、能量代谢； 了解磷脂的分解代谢。 脂肪酸的分解代谢 脂肪分解代谢总貌 脂肪酸的转运（动物） 组织间转运 细胞内转运 脂肪酸活化：脂酰 CoA 合酶 : 脂肪酸转入线粒体：肉碱 -脂酰转移系统 偶数饱和脂肪酸的 -氧化 脱氢 水化 再脱氢 硫解 脱氢 水化 硫解 再脱氢 一、脂肪酸的氧化 乙酰 CoA的去路 肝脏线粒体中乙酰 CoA的去路 : 彻底氧化（进入柠檬酸循环） 合成脂酸（出线粒体进入细胞溶胶） 合成固醇 合成酮体（ 乙酰乙酸 ,D- -羟丁酸和丙酮） 二、酮体 软脂酸活化 消耗两分子高能磷酸键 氧化 产生 8分子乙酰 CoA 7分子 FADH2 7分子 NADH 柠檬酸循环 8*（ 3NADH+1FADH2+GTP） 8 10=80 共产生 80+17.5+10.5-2=106 意义：产生大量的 ATP； 产生大量代谢 水 三、脂肪酸完全氧化产生的能量 脂肪酸的合成 目的和要求 ： 了解体内脂肪酸的来源 ； 掌握脂肪酸的生物合成途径和能量代谢 ， 脂肪酸合成和分解的异同点和调节； 了解磷脂的生物合成 S C O CH2 ACP CH2 CH3 E SH SH ACP E S COCH3 COCH3 E SH ACP S S ACP E S COCH3 COCH2COOH S C O CH2 ACP C CH3 E SH O S C O CH2 ACP CH E SH OH CH3 S O C CH CH E SH ACP CH3 SH ACP E 转酰基酶 CO2 -酮脂酰 -ACP合酶 3 HOOCCH2CO-SCoA 丙二酰 CoA-ACP转酰基酶 CoASH 1b NADP+ NADPH+H+ HO H NADP+ 烯脂酰 -ACP还原酶 NADPH+H+ 6 加氢 启动 脱水 5 加氢 4 装载 2 缩合 HSCoA 乙酰 CoA-ACP转酰基酶 CH3COSCoA SH 1a 二、脂肪酸降解和合成的调节 自身调控 (别构调控 ,竞争 )、激素调控 (共价修饰 )、基因 表达调控 (酶量 ) 脂肪酸降解的调节 丙二酰 -CoA: 别构调节肉碱酰基转移酶 I, 激素 : 胰高血糖素和肾上腺素 ;胰岛素 心脏脂肪酸氧化的调节 : 乙酰 CoA； NADH 脂肪酸合成的调节 : 动物：柠檬酸 ,乙酰 CoA，软脂酰 -CoA，胰岛素，胰高 血糖素 ,肾上腺素，酶量调控； 植物和细菌：乙酰 -CoA羧化酶不受柠檬酸或共价修饰 调节， pH和 Mg2+浓度增高，酶活性升高 区别点 合成 分解 (-OX） 亚细胞部位 胞液 线粒体 酰基载体 ACP CoA 二碳片段 丙二酰 CoA 乙酰 CoA 还原当量 NADPH + FAD、 NAD HCO3-和柠檬酸 需要 不需要 能量变化 消耗 7ATP 14NADPH 产生 108ATP 三、脂酸合成总结 脂酸合成和脂酸降解的比较 蛋白质代谢 蛋白质分解和氨基酸代谢 蛋白质合成和转运 目的和要求： 了解蛋白质的降解过程； 掌握氨基酸的去氨基途径、尿素循环； 了解氨基酸碳骨架的代谢和氨基酸合成的 主要路线。 蛋白质分解和氨基酸代谢 氨基酸的分解过程 脱氨转 氨作用 脱羧作用 二 氨基酸的分解代谢 （一）氨基酸氨基的转移 1. 转氨基作用 :氨基酸和 -酮酸之间转移 ,形成新的氨 基酸和新的酮酸 2. 氧化脱氨基作用 氧化脱氨作用将氨基酸氧化为 -酮酸和 NH3 3. 联合脱氨基作用 转氨酶和谷氨酸脱氢酶联合脱氨方式；嘌呤核苷酸 循环的联合脱氨基方式。 4. 非氧化脱氨形式 5. 脱酰氨基作用 （三）尿素循环 1. 氨甲酰磷酸合成酶催化合成 氨甲酰磷酸 鸟氨酸转氨甲酰酶 ,氨甲酸磷酸的氨甲酰基转移 到鸟氨酸上形成瓜氨酸； -精氨琥珀酸合成酶 ,瓜氨酸的脲基与天冬氨酸的 氨基进行缩合； -精氨琥珀酸酶，生成精氨酸和延胡索酸； -精氨酸酶催化生成尿素和鸟氨酸。 2. 尿素循环的总结： ATP消耗，反应部位 ; 尿素氮 原子来源 (NH3， Asp-NH3 );延胡索酸的联系 (TCA循环） 蛋白质合成和转运 目的和要求： 掌握蛋白质合成的分子基础和作用； 掌握蛋白质合成的过程，氨酰 tRNA酶特性、原核 和真核生物蛋白质合成起始复合物形成； 了解蛋白质合成的抑制剂； 了解蛋白质合成后的修饰和定向转运过程。 mRNA 是蛋白质合成的模板 遗传密码 tRNA 转运活化的氨基酸 核糖体是蛋白质合成的工厂 一 . 蛋白质合成的分子基础 二 . 蛋白质合成过程 氨酰 tRNA 合成酶催化形成氨酰 tRNA 氨酰 tRNA合成酶 氨酰 tRNA 合成酶催化的反应过程： 原核生物蛋白质合成的起始 起始密码子的识别 蛋白质合成起始 原核生物蛋白质合成的延伸 蛋白质合成的终止 嘌呤毒素：破坏转肽过程 真核生物起始复合物的形成 蛋白质合成的抑制剂 三、蛋白质合成后修饰、加工和转运 核酸代谢 核酸降解和核苷酸代谢 DNA的复制 RNA的生物合成和加工 核酸降解和核苷酸代谢 目的和要求： 了解核酸降解过程； 了解嘌呤碱和嘧啶碱基降解过程； 掌握核苷酸合成大致过程 了解核苷酸、脱氧核糖核苷酸合成与调节。 核苷酸合成的两条途径 DNA的复制 目的和要求： 了解 DNA的半保留、半不连续复制、复制的起点和方 式； 重点掌握 DNA复制相关酶和蛋白质；掌握大肠杆菌 DNA复制过程，特别是 DNA复制忠实性的机制； 了解真核生物 DNA复制的特点及与原核生物的异同； 了解真核生物端粒复制 一 . DNA的半保留复制 二 . DNA复制的起点和方式 复制的起点 :特殊的碱基序列能与控制复制开始的蛋 白质或酶特异识别 ,结合 ,复制开始 复制叉 :复制开始 ,两条链解开 ,形成的叉形结构 . 复制终点 ：原核生物环状 DNA分子具有特殊的碱基 序列，终止复制；真核生物不同复制叉相遇，复制 终止。 复制方向和复制方式： 三 . DNA的半不连续复制 四 .DNA复制有关的酶和蛋白 质 DNA聚合酶 DNA复制酶的通性 DNA的复制、校对和修复 大肠杆菌 DNA聚合酶 DNA聚合酶 I 三个活性中心 :DNA聚合酶活 力 ,1000bp/min； 35 核酸 外切酶活力 ,校对； 53 核 酸外切酶活力 ,修复、引物 链去除；不是主要的复制酶 , 修复酶 DNA聚合酶 II 无 53 外切酶活性 ; DNA的 修复中起重要作用 DNA聚合酶 III 大肠杆菌真正的复制酶 拓扑异构酶 解螺旋酶 引物合成酶 DNA连接酶 复制相关蛋白 五 .大肠杆菌 DNA复制过程 起始 ,延伸和终止三个阶段 复制的起始 复制起始过程 复制起始调节 复制的延伸 前导链和滞后链的合成过程 前导链 : 滞后链 : 复制的终止 . RNA的生物合成和加工 目的和要求： 了解 RNA合成的范畴，启动子、转录因子、终 止子和终止因子的概念； 掌握 RNA聚合酶的特性和转录过程； 了解 RNA转录后加工的方式和过程； 了解逆转录过程和逆转录酶；。 一、 DNA指导下 RNA合成 概述 DNA指导下的 RNA聚合酶 1. 聚合酶通性 : 以适当的 DNA为模板 ,全保留方式； 底物为四种核苷三磷酸； 合成方向 53 ；无需引物； Mg2 促进聚合反应 大肠杆菌 DNA指导下的 RNA聚 合酶 亚基的功能 真核生物 DNA指导下的 RNA聚 合酶 分类根据 启动子和转录因子 原核生物启动子的一般结构 真核生物启动子 终止子和终止因子 转录过程 RNA生物合成的抑制剂 二、真核生物与原核生物转录 的主要区别 三、 RNA的转录后加工 原核生物 RNA的加工 rRNA前体加工 tRNA前体的加工 真核生物 RNA加工 1.真核生物 rRNA前体加工 2.tRNA前体的加工 3.mRNA前体的加工 四、 RNA指导下的 RNA 合成 噬菌体 QRNA复制 病毒 RNA的复制方式 五、 RNA指导下的 DNA合 成 逆转录 :以 RNA为模板 ,按照 RNA中的核苷酸顺序合成 DNA,这与通常转录过程中 遗传信息流从 DNA到 RNA的 方向相反称逆转录。