吉林大學(xué)植科院2013級生化筆記總結(jié)

1、講一生物大分子：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：糖類核糖赤蘚糖甘油醛半乳糖(Gal)（Gal）二羥基丙酮葡萄糖甘露糖果糖木酮糖核酮糖和吡喃葡萄糖（羥基在下為型，在上為型）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 pH

2、 8.0 時, 在 412nm 波長處有強(qiáng)烈的光吸收, 因此可利用分光光度法定量測定-SH。肽平面（酰胺平面） 由肽鍵周圍的6個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、盡可能短的時間。1. 前處理階段物理法凍融法，超聲波法，均漿法，研磨法等。酶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、糖苷酶、殼多糖酶、細(xì)胞壁溶解酶等。其中溶菌酶主要對細(xì)菌類有作用，其他酶對酵母作用顯著。2. 粗分級/粗分離根據(jù)蛋白質(zhì)的溶解性質(zhì)、大小不同、帶電狀態(tài)不同/電荷多少凈化方法根據(jù)與其他化合物相互作用的蛋白質(zhì)（部分蛋白質(zhì)對.有特定的.）：凝膠過濾層析常用凝膠

3、過濾介質(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甲叉雙丙烯酰胺共價交聯(lián)而成。顆粒堅(jiān)硬，性質(zhì)比Sephadex更為穩(wěn)定，可高壓滅菌，在pH311條件下穩(wěn)定，可用有機(jī)溶劑洗脫，也可用SDS、尿素及鹽酸胍洗脫。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pH49條件下穩(wěn)定，超過40熔化，冷凍出現(xiàn)珠狀。 可分為S

4、epharose 2B、4B、6B（即含瓊脂2%、4%、6%）。 Sepharose CL 又稱交聯(lián)瓊脂糖，是Sepharose 同 2，3-二溴丙醇在強(qiáng)堿下交聯(lián)而成。在pH311條件下穩(wěn)定。 Sepharose Fast Flow 是經(jīng)過高度交聯(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1-2mol/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2040倍；2) 上樣量應(yīng)小于柱床體積的5%，最大不應(yīng)超過柱床體積的10%，上樣的蛋白質(zhì)樣品濃度以不超過4%為宜，渾濁樣品

5、需離心后上樣。3) 洗脫時，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；中等離子強(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；4) Sephadex在使用前需要溶脹，一份凝膠加10份水；在搖床上或手動混合，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，12h即可完成；：離子交換層析離子交換層析類型 強(qiáng)酸型：磺乙基、磺丙基陽離子交換樹脂 中酸型：磷酸基 弱酸型：羧甲基 強(qiáng)堿型：三乙基氨基乙基、陰離子交換樹脂 二乙基（2羥丙基）氨基乙基 中強(qiáng)堿型：二乙基氨基乙基 弱堿型：氨基乙基、對氨基苯甲基蛋白質(zhì)

6、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。葡聚糖系離子交換介質(zhì)：主要以Sephadex系的產(chǎn)品為主，它是在Sephadex G25及G50兩種凝膠過濾介質(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

7、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BioProcess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3.7 Amino Acid Composition of Proteins氨基酸組成的蛋白質(zhì) 朗伯比爾（Lambert-Beer）定律 在特定波長下，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l（以cm為單位）成正比。 A=Cl 紫外吸收: Trp, =280nm; Tyr, =275nm; Phe, =257nm;3.8測蛋白質(zhì)的C末端1.

8、切割位點(diǎn)（四種酶的酶切位點(diǎn)）羧肽酶:(1)羧肽酶劈開所有除了P,R、K(可以不做第二AA Pro);(2)羧肽酶B劈開只有R和K(可以不做第二AA Pro);(3)羧肽酶C劈開C末端AA,只有第二個AA是專業(yè);(4)羧肽酶Y劈開;【 Carboxypeptidase： (1)Carboxypeptidase A cleaves all except for P, R, K (It can not done if second AA is Pro); (2)Carboxypeptidase B cleaves only R and K (It can not done if second AA

9、is Pro); (3)Carboxypeptidase C cleaves the C terminal AA that only second AA is Pro; (4)Carboxypeptidase Y cleaves all;】3. Cleave each chain into smaller fragments by site- specific proteases or chemicals（1）胰蛋白酶（胰酶）Chymotrypsin： C-terminal of Phe, Trp, Tyr.糜蛋白酶：C末端 Phe Trp Tyr（2） 化學(xué)試劑CNBR：切割C端的甲硫氨酸第

10、4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4.7肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能4.8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Hb4.10 Measurement of protein（蛋白質(zhì)含量的測定）1 凱氏定氮法（Kjeldahl） 蛋白質(zhì)含量6.25蛋白N含量消化：蛋白質(zhì) + H2SO4 強(qiáng)熱和CuSO4 （NH4）2SO4 + SO2+ CO2+ H2O 蒸餾：（NH4）2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2 H2O + 2NH3 2NH3 + 4H3BO3（NH4）2B4O7 + 5H2O滴定：（NH4）2B4O7 + 2HCl + 5

11、H2O2NH4Cl + 4 H3BO3 2 雙縮脲法（biuret） （相對靈敏度不高）540nm3 Follin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（類似雙縮脲反應(yīng)）。由于蛋白質(zhì)中酪氨酸、色氨酸的存在，該絡(luò)合物在堿性條件下進(jìn)而與試劑B（磷鉬酸和磷鎢酸、硫酸、溴等組成）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）。可測定蛋白質(zhì)含量的范圍：25250g/mL。干擾因素：溶液或樣品中含有帶“-CO-NH2”、“-CH2-NH2” 、“-CS-NH2”基團(tuán)的化合物，T

12、ris、核酸、蔗糖、硫酸銨、巰基及酚類等化合物時。4 染料結(jié)合法（Bradford） Coomassie Brilliant Blue G-250(考馬斯亮藍(lán)g - 250)5 BCA法(bicinchonininc acid)6 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=cL，需已知；蛋白質(zhì)濃度（mg/mL）=OD280F；用OD280/ OD260查表知F因子蛋白質(zhì)濃度（mg/mL）=1.45OD2800.74OD260；第5章 、酶1、 酶通論不是所有的酶都是蛋白質(zhì)，一些RNA分子（核

13、酶）也是酶。酶：全酶（holoenzyme）：脫輔酶與輔因子結(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：1. 氧化還原酶2. 轉(zhuǎn)移酶3. 水解酶4. 裂合酶5. 異構(gòu)酶6. 連接酶酶的命名：1. 習(xí)慣命名法1 根據(jù)酶作用的底物命名，如淀粉酶、蛋白酶，有時還加上來源以區(qū)分不停來源的同一類酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶2 根據(jù)酶催化反應(yīng)的性質(zhì)及類型命名，如水解酶、轉(zhuǎn)移酶、氧化酶等。有的酶結(jié)合上述兩個原則命名，如琥珀酸脫氫酶是催化琥珀酸脫氫反應(yīng)的酶。2. 國際系統(tǒng)命名法以酶所催化的整體反應(yīng)為基礎(chǔ)，規(guī)定每種酶的名稱應(yīng)當(dāng)明確標(biāo)明酶的底物及催化反應(yīng)的性質(zhì)。如果一種酶催化兩個底物起反應(yīng)，應(yīng)在他們

14、的系統(tǒng)名稱中包括兩種底物的名稱，并以“：”將他們隔開。若底物之一是水時，可將水略去不寫。酶作為生物催化劑的特點(diǎn)1. 酶易失活2. 酶具有很高的催化效率3. 酶具有高度專一性4. 酶活性收到調(diào)節(jié)和控制許多酶需要幫助催化的非蛋白輔助因子1. 輔因子包括金屬離子及有機(jī)化合物。2. 一些輔助因子結(jié)合酶蛋白緊密(非共價或共價),他們因此被稱為輔基（prosthetic groups）。3. 只有脫輔酶和它的輔因子的同時存在才起作用(稱為全酶)。4. 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。（Coenzymes usually function as transient carrier

15、s of specific function groups.）5. 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)Binding energy can be used to overcome these barriers:1) Entropy, the relative motion of two molecules in solution;(entropy reduction )2) The solvated shell of hydrogen-bonded water that surrounds and helps to s

16、tabilize most biomolecules in aqueous solution;(desolvation)3) The electronic or structural distortion of substrates that must occur in many reactions; (Electron redistribution) 4) The need to achieve proper alignment of appropriate catalytic functional groups on the enzyme. (Induced enzyme conforma

17、tion change) 1) 降低熵值，使分子間作用時更穩(wěn)定。2) 去溶劑化，使底物暴露在無水且相對穩(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。2、 酶動力學(xué)米氏方程及其推導(dǎo)和應(yīng)用(推導(dǎo)P357)米氏方程：S：底物濃度Vmax：酶完全被底物飽和時的最大反應(yīng)速率Km：米氏常數(shù) （）根據(jù)米氏方程式可以說明以下關(guān)系：1) 當(dāng)SKm時，反應(yīng)速率已達(dá)到最大速率，這時酶全部被底物所飽和，v與S無關(guān)，符合零級動力學(xué)，只有在此條件下才能正確測得酶活力。3) 當(dāng)S=Km時，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)速率一半時的底物濃度，

18、單位是mol/L。LineweaverBurk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:以作圖，得出一直線。橫軸截距為，縱軸截距為。該作圖缺點(diǎn)是：實(shí)驗(yàn)點(diǎn)過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Vmax的準(zhǔn)確測定。穩(wěn)態(tài)：指反應(yīng)進(jìn)行一段時間后，系統(tǒng)的復(fù)合物ES濃度，由零逐漸增加到一定數(shù)值，在一定時間內(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，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

19、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1. 不可逆的抑制作用抑制劑與酶的必需基團(tuán)以共價鍵結(jié)合而引起酶活力喪失，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。2. 可逆的抑制作用抑制劑與酶以非共價鍵結(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) 競爭性抑制2) 非競爭性抑制3) 反競爭性抑制酶的抑制劑競爭型抑制、非競爭型抑制、混合型抑制酶的不可逆抑制劑底物類

20、似物、自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。活性部位通常又被分為結(jié)合部位和催化部位，前者負(fù)責(zé)與底物的結(jié)合，決定酶的專一性；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。酶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)合的過程中，底物分子和酶分子，有時是兩者的構(gòu)象同時發(fā)生了一定的變化后才互補(bǔ)的，這時催化基團(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。這個動態(tài)的辨認(rèn)過程稱為誘導(dǎo)契合。酶的活性部位的特點(diǎn)（ppt）(催化活性特點(diǎn)6個)P3841

21、酶的活性部位是一個三維實(shí)體。2 活性部位位于酶分子表面的一個裂縫內(nèi)，裂縫內(nèi)是相當(dāng)疏水的區(qū)域。3 活性部位在酶分子的總體中只占相當(dāng)小的部分。4 底物通過多種弱的作用力結(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。Specific catalytic groups contribute to catalysis （特定催化組有助于催化t93）金屬離子催化（P393）1 通過靜電穩(wěn)定或屏蔽負(fù)電荷。（通過電荷的屏蔽促進(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正電荷，作用比質(zhì)子要強(qiáng)，并且可以在中性pH溶液

22、中維持一定濃度。3 通過水的離子化促進(jìn)親核催化。4 通過結(jié)合底物為反應(yīng)定向。5 通過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)。酶活性的調(diào)節(jié)控制1. 別構(gòu)調(diào)控（allosteric regulation)酶分子的非催化部位與某些化合物可逆地非共價結(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)（allosteric regulation)。2. 可逆的共價修飾調(diào)控（Covalent modifications (reversible)）3. 通過專一性的蛋白水解作用來活化酶和蛋白質(zhì)（酶原的激活)（Proteolytic cleavage (irreversible)）4. (基因調(diào)控

23、: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 輔酶I： NAD+/NADH，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（氧化/還原

24、）輔酶II：NADP+/NADPH，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（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個方面：1) 從周圍環(huán)境中獲得營養(yǎng)物質(zhì)。2) 將外界引入的營養(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，熱能可以從一個物體傳遞給另一個物體，也可以與機(jī)械能或其他能量相互轉(zhuǎn)換，在傳遞和轉(zhuǎn)換過程中，能量的總值

25、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)動有一定的方向性，即自高溫流向低溫。自由能（free energy）物理意義：* (體系中能對環(huán)境作功的能量) 自由能的變化能預(yù)示某一過程能否自發(fā)進(jìn)行，即： G0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 G=0，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)條件：反應(yīng)的溫度為25，大氣壓為101,325 Pa（1atm），反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度都是1mol/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)動而進(jìn)行。這在生物化學(xué)反應(yīng)中是很多的。高能

26、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，釋放出大量的自由能，這類含磷酸的化合物稱為高能磷酸化合物。當(dāng)這些磷酰基水解時，能釋放出20.92kj/mol（5 kcal/mol）以上的能量，因此將這些磷酸基團(tuán)與其它基團(tuán)之間的鍵稱為“高能鍵”（high-energy bond），并用符號 表示。 磷酸肌酸當(dāng)細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時，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)胞處于活動狀態(tài)時，ATP的濃度下降，反應(yīng)即轉(zhuǎn)向合成ATP的方向進(jìn)行，因此磷酸肌酸有“ATP緩沖劑”之稱。本章小結(jié)1.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程，包括合

27、成代謝和分解代謝。2.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。3.輔酶和輔酶,FMN和FAD和輔酶A在能量代謝中的作用.4.熱力學(xué)第一定律：能量守恒定律 DU=Q-W5.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)動有一定的方向性，即自高溫流向低溫。6.標(biāo)準(zhǔn)自由能變化中涉及的計(jì)算問題。 7.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)其中一個反應(yīng)的自由能變化為正值時，只要總反應(yīng)的自由

28、能變化為負(fù)值，這個反應(yīng)也是能夠進(jìn)行的。8.高能磷酸化合物的概念和種類。9. ATP的特點(diǎn)和作用： ATP中酸酐鍵不穩(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生成的一系列反應(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一系列的生化反

29、應(yīng)，逐步氧化成小分子化合物，并釋放出能量合成ATP的過程。糖酵解途徑從葡萄糖開始，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)生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，稱為酵解過程。由葡萄糖經(jīng)歷丙酮酸最后生成乙醇，稱為發(fā)酵過程糖酵解途徑中磷酸化中間產(chǎn)物的意義帶有負(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)物不易透過脂膜而失散；磷酸基團(tuán)在各反應(yīng)步驟中，對酶來說，起到信號基團(tuán)的作用，有利于與酶結(jié)合而被催化

30、；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)時有構(gòu)象變化，其變化大致是，酶與葡萄糖結(jié)合時，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)象是激酶的共同特性。肝臟中存在一種專一性強(qiáng)的葡萄糖激酶，對于維持血糖的恒定起作用。酵解第一階段的反應(yīng)葡萄糖的磷酸化酵解過程中的第一個調(diào)節(jié)酶：己糖激酶（是別構(gòu)酶）（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

31、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D-葡萄糖有特異活性。葡萄糖6磷酸的異構(gòu)化這個同分異構(gòu)化反應(yīng)由（磷酸）葡萄糖異構(gòu)酶催化。葡萄糖C1上的羰基，不像C6上羥基那樣容易磷酸化，將羰基從C1轉(zhuǎn)移到C2，是葡萄糖分子由醛式變?yōu)橥剑珻1形成了自由羥基,更容易在下一個反應(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)物的量來控制。磷酸葡萄糖異構(gòu)酶有絕對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6磷酸的磷酸化糖降解過程中的第二個磷酸化反應(yīng)。磷酸果糖激酶-1（PFK-1）重要的調(diào)控關(guān)鍵酶糖酵解過程的第二個調(diào)節(jié)酶也是酵解中的限

32、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。磷酸果糖激酶是酵解限速酶。磷酸果糖激酶是一個別構(gòu)酶，ATP，檸檬酸，脂肪酸對此酶有抑制效應(yīng)。AMP，ADP或無機(jī)磷可消除抑制，增加酶的活性。磷酸果糖激酶是一種變構(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F-6-P的親和力，是由于ATP結(jié)合到酶的一個特殊的調(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的比例對該酶有明顯的調(diào)節(jié)作用；H+濃度對酶活性的影響，當(dāng)pH下降時， H+對該酶有抑制作用，在生物體內(nèi)有重要的生物學(xué)意義，因?yàn)橥ㄟ^它阻止整個酵解途徑的繼續(xù)

33、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。第四步反應(yīng)醛縮酶凡是連接兩個羰基化合物，例如一個醛和一個酮化合物形成一個醛醇化合物就是醛縮反應(yīng)。第五步反應(yīng)磷酸三碳糖中只有3-磷酸甘油醛能繼續(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。酵解第二階段的反應(yīng)第六步反應(yīng)糖酵解中唯一的脫氫反應(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

34、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)為磷酸甘油酸激酶將甘油酸-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，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)的位置移動的酶都稱為變位酶。第九步烯醇化酶催化的脫水反應(yīng)是一個可逆反應(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-磷酸甘油酸中的磷酸鍵是一個低能鍵，其水解的

35、標(biāo)準(zhǔn)自由能變化是-17.6kJ/mol。磷酸烯醇式丙酮酸中的磷酰烯醇鍵是高能鍵，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)顯著地提高了磷酰基的轉(zhuǎn)移勢能。磷酸烯醇丙酮酸在熱力學(xué)上很不穩(wěn)定。第十步丙酮酸激酶PK糖酵解過程的第三個調(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)是一個代謝調(diào)節(jié)位點(diǎn)。酶活力受高濃度ATP抑制，受1，6-二磷酸果糖激活。在肝中這個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)1. 葡萄糖經(jīng)已糖激酶催化生成6-磷酸葡萄糖 G= -33.5 kJ/mol2. 6-磷酸果

36、糖經(jīng)磷酸果糖激酶催化生成1，6二磷酸果糖 G= -22.2 kJ/mol3. 磷酸烯醇式丙酮酸經(jīng)丙酮酸激酶生成丙酮酸 G= -16.7 kJ/mol小結(jié)1. 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)生的能量來驅(qū)動該反應(yīng)的進(jìn)行催化反應(yīng)的酶：己糖激酶（在肝臟中存在一種特異性高的葡萄糖激酶），也是第一個調(diào)節(jié)酶，受產(chǎn)物G-6-P的別構(gòu)抑制在激酶與底物結(jié)合時，會發(fā)生酶葉關(guān)閉現(xiàn)象。2. 異構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)的意義是為了活化第一個C原子3. 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）第二個調(diào)節(jié)酶，同時是反應(yīng)的關(guān)鍵酶（概念），受很多因素的限制，ATP對其抑制機(jī)理，AMP能解除這

37、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。4.由醛縮酶（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。5. 只有3-P-甘油醛能夠進(jìn)入后續(xù)的反應(yīng)，所以需要一個異構(gòu)化酶。6.甘油醛-3-磷酸脫氫酶催化的糖酵解中唯一一個脫氫反應(yīng)，第一個氧化還原反應(yīng)，酶的活性集團(tuán)是具有親核作用的SH，能夠與醛基形成中間物，將氫轉(zhuǎn)移給NAD+生成NADH。兩個抑制劑分別為：砷酸鹽和碘乙酸，但機(jī)理不同。7.第一步底物水平磷酸化，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

38、，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8.由磷酸甘油酸變位酶（概念）催化的磷酸基團(tuán)變位反應(yīng)，催化基團(tuán)是組氨酸，通過磷酸化活化生成2,3-二磷酸甘油酸9.烯醇化酶催化的一個脫水反應(yīng)，生成了酵解途徑中的第二個高能磷酸化合物，磷酸烯醇式丙酮酸。氟化物是其抑制劑。10.丙酮酸激酶催化的第二個底物水平磷酸化，也是反應(yīng)體系的第三個調(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)輸問題。由葡萄糖

39、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+ + 2H2O C6H12O6+2NAD+2ADP+2Pi 2C3H4O3+2NADH+2H+2ATP+2H2O能量計(jì)算：氧化一分子葡萄糖凈生成 2ATP2NADH5ATP 或 3ATP 糖酵解過程中ATP的生成：（1，3，7，10）途徑化學(xué)計(jì)量和生物學(xué)意義葡萄糖在分解代謝過程中產(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 2分子丙酮酸，共消耗了2個ATP，產(chǎn)生了4 個

40、ATP，實(shí)際上凈生成了2個ATP，同時產(chǎn)生2個NADH。生物學(xué)意義 是葡萄糖在生物體內(nèi)進(jìn)行有氧或無氧分解的共同途徑,通過糖酵解，生物體獲得生命活動所需要的能量； 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)的酶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，由己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的反應(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。 糖酵解過程的限速/調(diào)節(jié)酶：磷酸果糖激酶是關(guān)鍵酶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

41、酸抑制磷酸果糖激酶：糖酵解除了為生命活動提供能量外，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，意味著有豐富的生物合成前體存在。檸檬酸通過加強(qiáng)ATP的抑制效應(yīng)來抑制磷酸果糖激酶的活性，從而使糖酵解過程減慢。果糖-2,6-二磷酸對酵解的調(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-2,6-二磷酸提高磷酸果糖激酶與果糖-6-磷酸的親和力，并降低ATP的抑制效應(yīng)。 己糖激酶對糖酵解的調(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，果糖-6-磷酸積累，使得葡萄糖-6-磷酸也積累，從而抑制己糖激酶的活性。但有的時候情況并不完全如此，因?yàn)槠咸烟?/p>

42、-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，葡萄糖-6-磷酸不一定積累，己糖激酶也就不一定受抑制，所以己糖激酶不是糖酵解途徑的限制酶。 糖酵解小結(jié)糖酵解過程的11個酶糖酵解過程的12步反應(yīng)： 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖 磷酸二羥丙酮+3-磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛 3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇式丙酮酸 烯醇式丙酮酸 丙酮酸 丙酮酸 乳酸

43、糖酵解意義：l 在無氧條件下迅速提供能量,供機(jī)體需要。如:劇烈運(yùn)動、人到高原l 是某些細(xì)胞在不缺氧條件下的能量來源。l 是某些病理情況下機(jī)體獲得能量的方式。l 是糖的有氧氧化的前過程，亦是糖異生作用，大部分逆過程。l 糖酵解是糖、脂肪和氨基酸代謝相聯(lián)系的途徑l 若糖酵解過度，可因乳酸生成過多而導(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) (The Citric Acid Cycle)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CO2和H2O的過程。1、 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

44、多酶復(fù)合體，由3種酶高度組合在一起形成的，統(tǒng)稱為丙酮酸脫氫酶復(fù)合體或丙酮酸脫氫酶系，有時也籠統(tǒng)地稱為丙酮酸脫氫酶。反應(yīng)的輔助因子不止有輔酶A和NAD+，還有硫胺素焦磷酸（TPP）、硫辛酰胺、黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）等三種酶：丙酮酸脫氫酶組分、二氫硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰基酶、二氫硫辛酸脫氫酶。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。由丙酮酸脫氫酶，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酶復(fù)合體。丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)控 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化的這個反應(yīng)是哺乳動物體內(nèi)使丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA的唯一途徑。乙酰Co

45、A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)。1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)，抑制丙酮酸脫羧。2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，一種稱為激酶，另一種稱為磷酸酶，它們分別使E1磷酸化和去磷酸化，去磷酸化形式是E1的活性形式。Ca2+通過激活磷酸酶的作用，也能使E1活化。2、 檸檬酸循環(huán)概貌檸檬酸循環(huán)也叫三羧酸循環(huán)(tricarboxylic acid cycle)，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

46、縮合成六碳三羧酸即檸檬酸，經(jīng)過一系列代謝反應(yīng)，乙酰基被徹底氧化，草酰乙酸得以再生的過程稱為三羧酸循環(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 異檸檬酸脫氫酶5 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體6 琥珀酰-CoA合成酶7 琥珀酸脫氫酶8 延胡索酸酶9 蘋果酸脫氫酶3、 檸檬酸循環(huán)的反應(yīng)機(jī)制Step 1. 乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸檸檬酸的形成：乙酰輔酶與草酰乙酸縮合成檸檬酸。反應(yīng)由檸檬酸合酶催化，此酶是一個調(diào)控酶。草酰乙酸先與酶結(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)

47、，先縮合成檸檬酰CoA，然后水解。第一個調(diào)控酶調(diào)節(jié)酶：檸檬酸合酶Step 2.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。Step 3.異檸檬酸氧化形成酮戊二酸 是第一個氧化還原反應(yīng)異檸檬酸脫氫酶：第二個調(diào)節(jié)酶這階段放出了1分子CO2，由 C6 C5 ；產(chǎn)生1分子NADH異檸檬酸氧化脫羧生成-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，它是一個不穩(wěn)定的-酮酸，當(dāng)與酶結(jié)合則脫羧形成-酮戊二酸

48、，脫下的氫由NAD接受，生成NADH和H。異檸檬酸脫氫酶是三羧酶循環(huán)中第二個調(diào)節(jié)酶。 （記：發(fā)生的變化、能量的產(chǎn)生、體系的調(diào)節(jié)）Step 4.酮戊二酸氧化脫羧形成琥珀酰CoA 這階段又放出了1分子CO2，由 C5 C4 ；又產(chǎn)生1分子NADH；形成1個高能硫酯鍵。這是三羧酸循環(huán)中第二個氧化脫羧反應(yīng)，是由-酮戊二酸脫氫酶系所催化的。此脫氫酶系與丙酮酸脫氫酶系相似，由三個酶即-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，F(xiàn)AD和NAD5種輔助因子。 -酮戊二酸脫氫酶，由-酮戊二酸脫氫酶（E1)、二氫硫辛酰轉(zhuǎn)琥珀酰酶（E2)、二氫硫辛酰脫氫酶（E3）組成。需要T

49、PP、硫辛酸、CoA、FAD、NAD+、Mg2+六種輔助因子。（書） Step 5 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：這是三羧酸循環(huán)中唯一底物水平磷酸化直接產(chǎn)生高能磷酸鍵的步驟。Step 6 琥珀酸脫氫形成延胡索酸這是三羧酸循環(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。該酶是三羧酸循環(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。丙二酸是琥珀酸脫氫酶的強(qiáng)抑制劑。Step 7 延胡索酸水合形成L-蘋果酸 Step 8 L-蘋果酸脫氫形成草酰乙酸三羧酸循環(huán)中第4次氧化還原反應(yīng)，也是最后一步。小結(jié)：1. 由檸檬酸合

50、酶催化的從C4和C2縮合成C6的反應(yīng)，是TCA的第一個調(diào)節(jié)酶，屬于“誘導(dǎo)契合”反應(yīng)。2. 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。3. 檸檬酸脫氫酶催化的第一個氧化還原反應(yīng)，生成了一個a-酮酸，這階段放出了1分子CO2，由 C6 C5，產(chǎn)生1分子NADH，該酶是體系的第二個調(diào)節(jié)酶。4. 由-酮戊二酸脫氫酶系所催化的第二個氧化脫羧反應(yīng)，此脫氫酶系與丙酮酸脫氫酶系相似，由三個酶即-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，F(xiàn)AD和NAD5種輔助因子。這階段又放出了1分

51、子CO2，由 C5 C4 ；又產(chǎn)生1分子NADH；形成1個高能硫酯鍵。該酶是體系的第三個調(diào)節(jié)酶。5. 琥珀酰CoA合成酶催化的三羧酸循環(huán)中唯一底物水平磷酸化，生成一分子GTP。6. 琥珀酸脫氫酶催化的三羧酸循環(huán)中第三步氧化還原反應(yīng)，該酶嵌合在線粒體內(nèi)膜上，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。7. 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。8. 蘋果酸脫氫酶催化的三羧酸循環(huán)中第4次氧化還原反應(yīng)，又產(chǎn)生1分子NADH。4、 檸檬酸循環(huán)的化學(xué)總結(jié)算產(chǎn)物NADH和FADH2的去路:由TCA循環(huán)產(chǎn)生的

52、NADH和FADH2必須經(jīng)呼吸鏈將電子交給O2，才能回復(fù)成氧化態(tài)，再去接受TCA循環(huán)脫下的氫。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無法交給氧，即呼吸鏈氧化磷酸化無法進(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法進(jìn)行。葡萄糖徹底氧化經(jīng)由的途徑：EMP途徑、丙酮酸氧化脫羧、TCA循環(huán)、呼吸鏈氧化磷酸化。5、 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：檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體。其調(diào)控可以分為兩個方面： 檸檬酸循環(huán)本身各種物質(zhì)對酶活性的調(diào)控； ADP、ATP和

53、Ca2+的調(diào)控。 檸檬酸循環(huán)本身制約系統(tǒng)的調(diào)節(jié) 1乙酰CoA和草酰乙酸的供應(yīng)情況。乙酰CoA來源于丙酮酸，受到丙酮酸脫氫酶復(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)物離開循環(huán)的速率和補(bǔ)充的速率。2. NADH/NAD+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NADH更為敏感。酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體也受NADH的抑制。3產(chǎn)物的反饋抑制。檸檬酸合酶受高濃度檸檬酸的抑制；酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體受琥珀酰CoA的抑制。 ATP、ADP和Ca2+對檸檬酸循環(huán)的調(diào)節(jié) 1ATP/ADP的比值。 ATP/ADP的比值對檸檬酸循環(huán)中的酶有調(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。2Ca2+濃度。 Ca2+可激活丙酮酸脫氫酶的磷酸酶，使丙酮酸脫氫酶去磷酸化而活化，從而增加乙酰CoA的供應(yīng)。同時Ca2+也能激活異檸檬酸脫氫酶和酮戊二酸脫氫酶。 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。