生物化學(xué)綜述

題目生物化學(xué)課程中文綜述學(xué)院湘雅醫(yī)學(xué)院專業(yè)班級(jí)臨床八年1404班姓名張豪學(xué)號(hào)2204140427完成日期2016年6月13日生物化學(xué)綜述摘要：生物化學(xué)這門學(xué)科的理論和技術(shù)已廣泛滲透到醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，用于探討疾病的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制及疾病的預(yù)防、診斷和治療。掌握了生物化學(xué)的知識(shí)使醫(yī)務(wù)工作者在疾病的診斷中有了追本溯源的能力！人體一切生命活動(dòng)均是由不同功能的蛋白質(zhì)在糖類、脂肪提供能量的前提下及各種激素的調(diào)節(jié)下執(zhí)行。各種物質(zhì)的相輔相成共同構(gòu)建了有機(jī)生命體的完整框架。而蛋白質(zhì)的來(lái)源則是遵從于除某些以RNA作為遺傳信息的病毒以外的所有生物體的信息流中心法則：DNA-RNA-蛋白質(zhì)，DNA的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄，RNA的翻譯，蛋白質(zhì)的合成。關(guān)鍵詞：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能，中間代謝，脂代謝，氮的代謝，代謝整合，遺傳信息的儲(chǔ)存與表達(dá)遺傳信息的儲(chǔ)存與表達(dá)1、DNA結(jié)構(gòu)復(fù)制與修復(fù)遺傳信息的儲(chǔ)存和表達(dá)均需要核酸。核酸有兩種不同的化學(xué)類型：脫氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA。儲(chǔ)存遺傳信息的DNA不僅出現(xiàn)在真核生物的細(xì)胞核的染色體，而且也存在于線粒體以及植物的葉綠體中。原核生物的細(xì)胞無(wú)核仁，有單個(gè)染色體，但也含有以質(zhì)粒的形式存在的非染色體DNA。DNA中的遺傳信息經(jīng)拷貝并通過(guò)DNA的復(fù)制傳給子代細(xì)胞。受精卵中的DNA編碼能指導(dǎo)生物體發(fā)育的信息。生物體發(fā)育可能涉及10億個(gè)細(xì)胞的產(chǎn)生，每個(gè)特殊的細(xì)胞僅表達(dá)那些維持生物體作用所需的功能，稱為基因的選擇性表達(dá)。DNA含有許多由3-5磷酸二酯鍵共價(jià)鏈接的脫氧核糖核苷一磷酸，產(chǎn)生長(zhǎng)的、無(wú)分支的、有極性的鏈，帶有一個(gè)5端和3端。核苷酸的序列從5-3方向閱讀。DNA以雙鏈分子存在，兩條鏈以反向平行的方式配對(duì)，并相互纏繞形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。A腺嘌呤與T胸腺嘧啶配對(duì)，形成兩個(gè)氫鍵，C胞嘧啶與G鳥(niǎo)嘌呤配對(duì)，形成三個(gè)氫鍵，雙螺旋的每一條鏈均可作為模板以構(gòu)建互補(bǔ)的子鏈，稱之為半保留復(fù)制。DNA復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞周期的S期，從復(fù)制起始點(diǎn)開(kāi)始復(fù)制。雙鏈局部分開(kāi)形成兩個(gè)復(fù)制叉，dsDNA的復(fù)制是雙向的，稱之為雙向復(fù)制。解旋酶解開(kāi)雙螺旋，當(dāng)雙螺旋的兩條鏈分開(kāi)時(shí)，復(fù)制叉之前的DNA區(qū)域產(chǎn)生正超螺旋，I型和II型DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶解除超螺旋，DNA聚合酶僅以5-3方向合成新的DNA鏈，因而，其中一條新合成的DNA鏈必須以5-3方向朝著復(fù)制叉前進(jìn)方向延伸（前導(dǎo)鏈），另一條必須以3-5方向背著復(fù)制叉前進(jìn)方向延伸（后隨鏈），此時(shí)存在半不連續(xù)復(fù)制現(xiàn)象。DNA聚合酶需要引物，用于DNA重頭合成的引物是由引物酶合成的短的RNA片段。前導(dǎo)鏈僅需要一個(gè)RNA引物，而后隨鏈則需要許多RNA引物。大腸埃希菌DNA鏈延伸是由DNA聚合酶III催化，以5-脫氧核糖核苷酸三磷酸為底物，該酶可校讀新合成的DNA，通過(guò)其3-5核酸外切酶活性去除末端錯(cuò)配的核苷酸，體現(xiàn)出高保真性。RNA引物可由DNAA聚合酶I通過(guò)其5-3核酸外切酶活性去除，該酶可利用DNA填補(bǔ)空隙，當(dāng)DNA合成時(shí)進(jìn)行校讀。最終的磷酸二酯鍵連接是由DNA連接酶催化。真核生物的DNA聚合酶至少有5種，Polα是一種多亞基酶，其中一個(gè)亞基是引物酶。Polα5-3聚合酶活性將一小段DNA加至RNA引物。Polξ和Polσ均利用3-5核酸外切酶活性進(jìn)行校讀。Polβ與DNA修復(fù)有關(guān)，Polγ復(fù)制線粒體DNA。2、RNA結(jié)構(gòu)合成與加工三種主要類型的RNA參與蛋白質(zhì)的合成：rRNA、tRNA、mRNA。與DNA不同，核糖取代脫氧核糖，尿嘧啶取代胸腺嘧啶。rRNA是核糖體的組成部分；tRNA作為適配器分子攜帶特異的氨基酸至蛋白質(zhì)合成的部位；mRNA攜帶細(xì)胞核DNA的遺傳信息至細(xì)胞質(zhì)作為蛋白質(zhì)合成的模板。多亞基酶RNA聚合酶催化底物核苷三磷酸進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。原核生物細(xì)胞中，核心酶有2α、1β、1β’和1Ω五個(gè)亞基，具有5-3方向的聚合酶活性以延伸不斷生長(zhǎng)的RNA鏈，該酶需要一個(gè)附加的亞基σ因子，以識(shí)別將被轉(zhuǎn)錄的DNA起始的一段核苷酸序列（啟動(dòng)子區(qū)）。啟動(dòng)子區(qū)含有特征性的高度保守的一致性核苷酸序列，包括Pribnow盒和—35區(qū)。另一種蛋白質(zhì)P因子是某些基因轉(zhuǎn)錄終止所必需的。真核細(xì)胞核存在三種RNA聚合酶：RNA聚合酶I在核仁合成大的rRNA前體；RNA聚合酶II合成mRNA前體，以及在細(xì)胞質(zhì)合成部分ncRNA；RNA聚合酶III在細(xì)胞質(zhì)產(chǎn)生tRNA前體。RNA聚合酶不需要引物，且沒(méi)有校讀活性。由RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄的基因的啟動(dòng)子含有一致性序列，如TATA盒、Hogness盒、CAAT盒和GC盒，它們是通用轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)，轉(zhuǎn)錄因子依次相互作用并與RNA聚合酶II作用。增強(qiáng)子是可增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄起始效率的DNA序列。真核生物轉(zhuǎn)錄時(shí)，染色質(zhì)必須可及。初始轉(zhuǎn)錄物是轉(zhuǎn)錄單元的線性拷貝。原核生物和真核生物tRNA和rRNA的初始轉(zhuǎn)錄物均需要由核糖核酸酶切割修飾。真核生物的28S、18S、5.8SrRNA，原核生物的23S、16S、5SrRNA是由單個(gè)前體rRNA分子產(chǎn)生，真核生物的5SrRNA是由RNA聚合酶III合成并單獨(dú)修飾。真核mRNA是單順?lè)醋颖粡V泛修飾，含有內(nèi)含子，需去除才能產(chǎn)生有功能的mRNA，7-甲基鳥(niǎo)苷帽子與5端形成5-5連接鍵。多聚A尾附著于大多數(shù)mRNA的3端。tRNA也由前體分子產(chǎn)生，內(nèi)含子由核酸酶去除，5端和3端由核糖核酸酶修整，加上3-CCA序列。3、蛋白質(zhì)的合成密碼子由存在于mRNA的A、G、C、U三核苷酸堿基構(gòu)成，總是由5-3書(shū)寫。61個(gè)密碼子編碼20種常見(jiàn)的氨基酸，3個(gè)為蛋白質(zhì)合成終止信號(hào)。序列改變可引起沉默突變、錯(cuò)義突變或無(wú)義突變。遺傳密碼具有特異性、通用性和簡(jiǎn)并性。蛋白質(zhì)合成的必要條件：氨基酸；tRNA（反密碼子）；氨基酰-tRNA合成酶；mRNA（密碼子）；核糖體；蛋白質(zhì)合成起始、延長(zhǎng)、終止所需蛋白因子；作為能源的ATP和GTP。tRNA的3端有特異氨基酸的結(jié)合部位。哺乳類動(dòng)物的氨基酸有20種，其中必需氨基酸為賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸8種?？煞譃榉菢O性側(cè)鏈（位于水溶性功能蛋白質(zhì)的內(nèi)部和脂質(zhì)相互作用蛋白質(zhì)的表面）、無(wú)電荷的極性側(cè)鏈、酸性側(cè)鏈、堿性側(cè)鏈（位于水溶性功能蛋白質(zhì)的外部和膜相關(guān)蛋白質(zhì)內(nèi)部）四種。氨基酸由于結(jié)構(gòu)含有酸堿性擁有緩沖能力。核糖體均有tRNA的三個(gè)結(jié)合位點(diǎn)：A、P、E位。A結(jié)合新來(lái)的氨基酰tRNA，P由肽酰tRNA占據(jù)，E由將離開(kāi)核糖體的空載tRNA占據(jù)。密碼子與反密碼子結(jié)合遵循互補(bǔ)性和反相平行原理（除非特別說(shuō)明，核苷酸序列總是5-3寫出）。擺動(dòng)性假說(shuō)提出反密碼子第一個(gè)5堿基可與密碼子最后一個(gè)3堿基進(jìn)行非傳統(tǒng)的配對(duì)，使得一個(gè)tRNA可識(shí)別一種以上特定氨基酸的密碼子。在原核生物，mRNA的富含嘌呤區(qū)（SD序列）與16SrRNA的互補(bǔ)序列堿基配對(duì)，導(dǎo)致小亞基定位于mRNA開(kāi)始翻譯。真核生物mRNA的5帽子用于小亞基在mRNA的定位。起始密碼子是AUG，N-甲酰甲硫氨酸是原核生物的起始氨基酸，甲硫氨酸是真核生物的起始氨基酸。多肽鏈通過(guò)加入氨基酸至其生長(zhǎng)鏈的羧基端而延長(zhǎng)，該過(guò)程需要延長(zhǎng)因子。肽鍵的形成由肽?；D(zhuǎn)移酶催化，該酶對(duì)大亞基的rRNA有內(nèi)在活性。核糖體以5-3方向進(jìn)行移位。同時(shí)有多個(gè)核糖體翻譯一個(gè)信使rRNA形成多聚核糖體。三個(gè)終止密碼子之一由釋放因子識(shí)別移進(jìn)A位終止翻譯?？股乜筛蓴_蛋白質(zhì)合成。多肽鏈的共價(jià)修飾包括氨基酸鼎鼎去除、能使蛋白質(zhì)失活或激活的磷酸化、對(duì)蛋白質(zhì)有靶向作用的糖基化、或見(jiàn)于膠原蛋白的羧基化。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)必需折疊以獲得它們的功能形式，折疊可以使自發(fā)的或由分子伴侶促進(jìn)。蛋白質(zhì)缺陷（如折疊錯(cuò)誤）或快速更新的蛋白質(zhì)通過(guò)結(jié)合一串小的、高度保守的、成為泛素的蛋白質(zhì)進(jìn)行標(biāo)記而破壞，泛素化的蛋白質(zhì)通過(guò)稱為蛋白酶體的胞質(zhì)復(fù)合體而快速降解。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是氨基酸的序列；二級(jí)結(jié)構(gòu)是在α螺旋、β片層、β彎曲、非重復(fù)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)構(gòu)作用下的一級(jí)結(jié)構(gòu)的排列；三級(jí)結(jié)構(gòu)是折疊鏈的三維形狀由疏水作用、氫鍵、靜電相互作用、二硫鍵來(lái)穩(wěn)定；四級(jí)結(jié)構(gòu)是多個(gè)多肽亞基的排列由疏水作用、氫鍵、靜電相互作用穩(wěn)定。2、球狀蛋白血紅蛋白A是成年人主要的血紅蛋白，由四條通過(guò)非共價(jià)作用結(jié)合在一起的多肽鏈α2β2組成。T型是低氧親和性的血紅蛋白，S型是高氧親和性的血紅蛋白。血紅蛋白的氧解離曲線呈S形（肌紅蛋白是雙曲線型），提示亞基在結(jié)合氧時(shí)時(shí)協(xié)同作用，一個(gè)氧分子結(jié)合于一個(gè)血紅素基團(tuán)可增加其余血紅素的氧親和性。血紅蛋白可逆性結(jié)合氧的能力受pO2、環(huán)境PH、pCO2和2,3-二磷酸甘油酸（2，3-BPG）作用影響。PH降低或pCO2增加時(shí)，Hb氧的釋放增加（Bohr效應(yīng)），2,3-BPG結(jié)合于Hb并降低其氧親和力，CO牢固結(jié)合于血紅蛋白的鐵離子，形成一氧化碳血紅蛋白，均讓解離曲線右移。血紅蛋白結(jié)構(gòu)異?；蛘吆铣闪坎蛔銜?huì)導(dǎo)致鐮狀細(xì)胞貧血、血紅蛋白SC病和C病、地中海貧血癥。3、纖維狀蛋白膠原蛋白和彈性蛋白是纖維狀蛋白，膠原蛋白分子富含脯氨酸、賴氨酸和甘氨酸，后者出現(xiàn)于一級(jí)結(jié)構(gòu)的每一個(gè)第三位上。膠原蛋白含有羥脯氨酸、羥賴氨酸和糖基化的羥賴氨酸。膠原蛋白分子通常含有長(zhǎng)的、僵硬的、三股螺旋結(jié)構(gòu)的原纖維，三條膠原蛋白多肽鏈以索樣超螺旋互相纏繞。彈性蛋白是一種具橡膠樣性質(zhì)的結(jié)締組織蛋白，存在于肺等組織。α1-抗胰蛋白酶由肝臟產(chǎn)生，可防止肺泡壁彈性蛋白降解，其缺陷引起肺氣腫。4、酶酶是通過(guò)降低過(guò)渡態(tài)能量而增加化學(xué)反應(yīng)速率的蛋白質(zhì)催化劑，本身不被消耗。酶分子含有活性部位，其含有參與底物結(jié)合和催化作用的氨基酸側(cè)鏈?；钚圆课唤Y(jié)合底物形成ES復(fù)合物，引起酶構(gòu)象改變，可進(jìn)行催化。ES轉(zhuǎn)化為EP復(fù)合物，最終解離為酶和產(chǎn)物。大多數(shù)酶表現(xiàn)為米曼動(dòng)力學(xué)，初始速率V0對(duì)底物濃度S作圖為雙曲線。抑制劑可分為競(jìng)爭(zhēng)性抑制（增加表觀Km）和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑（降低表觀Vm）。多亞基的別構(gòu)酶為S型曲線，受效應(yīng)物雙向調(diào)節(jié)。別構(gòu)效應(yīng)物既能改變酶與底物的親和性，又能改變酶的最大催化活性。中間代謝1、糖酵解含有醛基的單糖稱為醛糖，含有酮基的單糖稱為酮糖。二糖、寡糖和多糖由單糖通過(guò)糖苷鍵連接組成。糖酵解是指將葡萄糖或糖原分解為丙酮酸，ATP和NADH+H的過(guò)程，此過(guò)程中伴有少量ATP的生成。這一過(guò)程是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，不需要氧氣，每一反應(yīng)步驟基本都由特異的酶催化。在缺氧條件下丙酮酸則可在乳酸脫氫酶的催化下，接受磷酸丙糖脫下的氫，被還原為乳酸。而有氧條件下的糖的氧化分解，稱為糖的有氧氧化，丙酮酸可進(jìn)一步氧化分解生成乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)，生成CO2和H2O。糖的有氧氧化和糖酵解在開(kāi)始階段的許多步驟是完全一樣的，只是分解為丙酮酸以后，由于供氧條件不同才有所分歧。糖酵解總共包括10個(gè)連續(xù)步驟，均由對(duì)應(yīng)的酶催化?？偡磻?yīng)為：葡萄糖+2ATP+2ADP+2Pi+2NAD+2H——>2丙酮酸+4ATP+2NADH+2H++2H2O丙酮酸（CH3COCOOH）+2NADH—可逆—>乳酸(CH3CHOHCOOH)+2NAD+2、三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)是用于將乙酰CoA中的乙酰基氧化成二氧化碳和還原當(dāng)量的酶促反應(yīng)的循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)的第一步是由乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸。反應(yīng)物乙酰輔酶A(Acetyl-CoA)(一分子輔酶A和一個(gè)乙酰相連)是糖類、脂類、氨基酸代謝的共同的中間產(chǎn)物，進(jìn)入循環(huán)后會(huì)被分解最終生成產(chǎn)物二氧化碳并產(chǎn)生H，H將傳遞給輔酶--尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD），使之成為NADH+H+和FADH2。NADH+H+和FADH2攜帶H進(jìn)入呼吸鏈，呼吸鏈將電子傳遞給O2產(chǎn)生水，同時(shí)偶聯(lián)氧化磷酸化產(chǎn)生ATP，提供能量。真核生物的線粒體和原核生物的細(xì)胞質(zhì)是三羧酸循環(huán)的場(chǎng)所。它是呼吸作用過(guò)程中的一步，但在需氧型生物中，它先于呼吸鏈發(fā)生。厭氧型生物則首先遵循同樣的途徑分解高能有機(jī)化合物，例如糖酵解，但之后并不進(jìn)行三羧酸循環(huán)，而是進(jìn)行不需要氧氣參與的發(fā)酵過(guò)程。3、糖異生糖異生不是糖酵解的簡(jiǎn)單逆轉(zhuǎn)。雖然由丙酮酸開(kāi)始的糖異生利用了糖酵解中的七步近似平衡反應(yīng)的逆反應(yīng)，但還必需利用另外四步酵解中不曾出現(xiàn)的酶促反應(yīng)，繞過(guò)酵解過(guò)程中不可逆的三個(gè)反應(yīng)。糖異生保證了機(jī)體的血糖水平處于正常水平。1.葡萄糖經(jīng)己糖激酶催化生成6磷酸葡萄糖2.6磷酸果糖經(jīng)磷酸果糖激酶催化生成1，6二磷酸果糖3.磷酸烯醇式丙酮酸經(jīng)丙酮酸激酶生成丙酮酸。取而代之的是：1.葡萄糖6磷酸酶催化6磷酸葡萄糖生成葡萄糖2.果糖1，6二磷酸酶催化1，6二磷酸果糖生成6磷酸果糖。3.此過(guò)程由兩個(gè)反應(yīng)組成，第一個(gè)反應(yīng)由丙酮酸羧化酶催化，輔酶是生物素，反應(yīng)消耗1分子ATP。第二個(gè)反應(yīng)由磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化，反應(yīng)消耗1分子GTP。4、糖原代謝由葡萄糖（包括少量果糖和半乳糖）合成糖原的過(guò)程稱為糖原合成，反應(yīng)在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，需要消耗ATP和UTP，合成反應(yīng)包括以下幾個(gè)步驟：糖原合成酶催化的糖原合成反應(yīng)不能從頭開(kāi)始合成第一個(gè)糖分子，需要至少含4個(gè)葡萄糖殘基的α-1，4-多聚葡萄糖作為引物，在其非還原性末端與UDPG反應(yīng)，UDPG上的葡萄糖基C1與糖原分子非還原末端C4形成α-1，4-糖苷鏈，使糖原增加一個(gè)葡萄糖單位，UDPG是活潑葡萄糖基的供體，其生成過(guò)程中消耗UTP，故糖原合成是耗能過(guò)程，糖原合成酶只能促成α-1，4-糖苷鍵，因此該酶催化反應(yīng)生成為α-1，4-糖苷鍵相連構(gòu)成的直鏈多糖分子如淀粉。機(jī)體內(nèi)存在一種特殊蛋白質(zhì)稱為glycogenin，可做為葡萄糖基的受體，從頭開(kāi)始如合成第一個(gè)糖原分子的葡萄糖，催化此反應(yīng)的酶是糖原起始合成酶，進(jìn)而合成一寡糖鏈作為引物，再繼續(xù)由糖原合成酶催化合成糖。同時(shí)糖原分枝鏈的生成需分枝酶催化，將5-8個(gè)葡萄糖殘基寡糖直鏈轉(zhuǎn)到另一糖原子上以α-1.6-糖苷鍵相連，生成分枝糖鏈，在其非還原性末端可繼續(xù)由糖原合成酶催化進(jìn)行糖鏈的延長(zhǎng)。多分枝增加糖原水溶性有利于其貯存，同時(shí)在糖原分解時(shí)可從多個(gè)非還原性末端同時(shí)開(kāi)始，提高分解速度。糖原分解不是糖原合成的逆反應(yīng)，除磷酸葡萄糖變位酶外，其它酶均不一樣，反應(yīng)包括：這樣將糖原中1個(gè)糖基轉(zhuǎn)變?yōu)?分子葡萄糖，但是磷酸化酶只作用于糖原上的α（1→4）糖苷鍵，并且催化至距α（1→6）糖苷鍵4個(gè)葡萄糖殘基時(shí)就不再起作用，這時(shí)就要有脫枝酶的參與才可將糖原完全分解。脫枝酶是一種雙功能酶，它催化糖原脫枝的兩個(gè)反應(yīng)，第一種功能是4-α-葡聚糖基轉(zhuǎn)移酶活性，即將糖原上四葡聚糖分枝鏈上的三葡聚糖基轉(zhuǎn)移到酶蛋白上，然后再交給同一糖原分子或相鄰糖原分子末端具自由4羥基的葡萄糖殘基上，生成α（1→4）糖苷鍵，結(jié)果直鏈延長(zhǎng)3個(gè)葡萄糖，而α（1→6）分枝處只留下1個(gè)葡萄糖殘基，在脫枝酶的另一功能，即1，6-葡萄糖苷酶活性催化下，這個(gè)葡萄糖基被水解脫下，為游離的葡萄糖，在磷酸化酶與脫枝酶的協(xié)同和反復(fù)的作用下，糖原可以完全磷酸化和水解。脂代謝1、脂肪酸與三酰甘油的代謝脂肪酸一般含一個(gè)線性的烴鏈和一個(gè)羧基末端，可以是飽和的或不飽和的。亞油酸和亞麻酸是營(yíng)養(yǎng)必須的。在含過(guò)量的碳水化合物和蛋白質(zhì)飲食后，在肝細(xì)胞胞質(zhì)合成脂肪酸。用于脂肪酸合成的碳由乙酰CoA提供，能量由ATP提供，還原當(dāng)量由NADPH提供。脂肪酸的合成在胞質(zhì)中，檸檬酸運(yùn)載兩個(gè)碳的乙?；鶑木€粒體到胞質(zhì)。脂肪酸合成大的調(diào)節(jié)步驟是乙酰輔酶A羧化酶催化的反應(yīng)，需要生物素。檸檬酸是變構(gòu)激活劑而長(zhǎng)鏈脂肪酸是抑制劑。此酶被胰島素激活，而腎上腺素、高血糖素和AMP通過(guò)AMPK抑制酶活性。脂肪酸合成的其余步驟由多功能酶脂肪酸合酶催化，由乙酰輔酶A和丙二酰輔酶A合成軟脂酰輔酶A，來(lái)自磷酸戊糖途徑的NADPH提供還原當(dāng)量（磷酸戊糖途徑的氧化部分包括三步反應(yīng)，每個(gè)葡萄糖-6-磷酸分子氧化生成5-磷酸核糖、CO2、2個(gè)NADPH);非氧化反應(yīng)催化三碳到七碳糖之間的相互轉(zhuǎn)變。脂肪酸在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中延長(zhǎng)和去飽和。當(dāng)機(jī)體需要脂肪酸提供能量時(shí)，脂肪細(xì)胞的激素敏感脂肪酶（被腎上腺素和高血糖素激活，胰島素抑制）啟動(dòng)儲(chǔ)存的三酰甘油分解。脂肪酸在血中由血清清蛋白運(yùn)輸?shù)礁魏屯庵芙M織進(jìn)行氧化提供能量。三酰甘油分解的甘油骨架經(jīng)血液運(yùn)輸?shù)礁?，作為重要的糖異生前體。脂肪酸分解（β氧化）發(fā)生在線粒體。需要肉堿穿梭將脂肪酸從胞質(zhì)運(yùn)到線粒體基質(zhì)。需要的酶為轉(zhuǎn)位酶、肉堿軟脂酰轉(zhuǎn)移酶I和II。肉堿軟脂酰轉(zhuǎn)移酶I被丙二酰輔酶A抑制。脂肪酸一旦進(jìn)入線粒體，就被氧化生成乙酰輔酶A、NADH和FADH2。β氧化的第一步由4種?；o酶A脫氫酶家族中的一種酶催化，每種分別特異性針對(duì)短鏈、中鏈、長(zhǎng)鏈或者=超長(zhǎng)鏈脂肪酸。中鏈脂酰輔酶A脫氫酶缺陷癥是最常見(jiàn)的一種先天性代謝疾病，降低脂肪酸氧化，導(dǎo)致低酮血癥和嚴(yán)重的低血糖癥。奇數(shù)碳脂肪酸的氧化每次生成兩個(gè)碳（乙酰輔酶A），直到剩余三個(gè)碳（丙酰輔酶A）。丙酰輔酶A轉(zhuǎn)變成甲基丙二酰輔酶A（需要生物素），接著轉(zhuǎn)變成琥珀酰輔酶A（糖異生前體），由甲基丙二酰輔酶A變位酶（需要維生素B12）催化。2、膽固醇和類固醇的代謝膽固醇生物合成的原料是乙酰輔酶A，合成途徑可分為5個(gè)階段：（1）乙酰乙酰輔酶A與乙酰輔酶A生成二羥甲基戊酸（6C中間代謝產(chǎn)物）；（2）從二羥甲基戊酸脫羧形成異戊二烯單位（5C中間代謝產(chǎn)物）；（3）6個(gè)異戊二烯單位縮合生成鯊烯（30C-中間代謝物）；（4）鯊烯通過(guò)成環(huán)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成羊毛脂固醇（30C中間代謝物）；（5）羊毛脂固醇轉(zhuǎn)變成膽固醇（27C化合物）。膽固醇除作為細(xì)胞膜及血漿脂蛋白的重要組分外，還是許多重要類固醇如膽汁酸、腎上腺皮質(zhì)激素、雌性激素、雄性激素、維生素D3等的前體。生物體內(nèi)許多生理活性物質(zhì)如維生素A、E及K，胡蘿卜素，橡膠，葉綠素的植醇側(cè)鏈，多種芳香油的主要成分及萜類中的碳?xì)浠衔?；昆蟲(chóng)的保幼激素，蛻皮素等與膽固醇的生成相似；也是以乙酰輔酶A為原料，衍化生成異戊烯醇磷酸酯。作為合成上述生物分子的結(jié)構(gòu)單位前體。膽固醇的分解代謝也在肝臟內(nèi)進(jìn)行。膽固醇大部分可轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼帷Ｐ〔糠纸?jīng)腸道內(nèi)細(xì)菌作用轉(zhuǎn)變?yōu)榧S固醇隨糞便排出體外。膽固醇代謝失調(diào)能給機(jī)體帶來(lái)不良影響。血漿膽固醇含量增高是引起動(dòng)脈粥樣硬化的主要因素，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中含有大量膽固醇，是膽固醇在血管壁中堆積的結(jié)果，由此可引起一系列心血管疾病。膽固醇在體內(nèi)不被徹底氧化分解為CO2和H2O，而經(jīng)氧化和還原轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌h(huán)戊烷多氫菲母核的化合物。其中大部分進(jìn)一步參與體內(nèi)代謝，或排出體外。膽固醇在體內(nèi)可作為細(xì)胞膜的重要成分。此外，它還可以轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N具有重要生理作用的物質(zhì)，在腎上腺皮質(zhì)可以轉(zhuǎn)變成腎上腺皮質(zhì)激素；在性腺可以轉(zhuǎn)變?yōu)樾约に?，如雄激素、雌激素和孕激素；在皮膚，膽固醇可被氧化為7-脫氫膽固醇，后者經(jīng)常紫外線照射轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D3；在肝臟，膽固醇可氧化成膽汁酸，促進(jìn)脂類的消化吸收。膽固醇在肝臟氧化生成的膽汁酸，隨膽汁排出，每日排出量約占膽固醇合成量的40%。在小腸下段，大部分膽汁酸又通過(guò)肝循環(huán)重吸收入肝構(gòu)成膽汁的肝腸循環(huán)；小部分膽汁酸經(jīng)腸道細(xì)菌作用后排出體外。藥物如消膽胺可與膽汁酸結(jié)合，阻斷膽汁酸的腸肝循環(huán)，增加膽汁酸的排泄，間接促進(jìn)肝內(nèi)膽固醇向膽汁酸的轉(zhuǎn)變。肝臟也能將膽固醇直接排入腸內(nèi)，或者通過(guò)腸粘膜脫落而排入腸腔；膽固醇還可被腸道細(xì)菌還原為糞固醇后排出體外。氮的代謝1、氨基酸的降解與合成，轉(zhuǎn)換生成特殊產(chǎn)物氨基酸的碳架可轉(zhuǎn)化成7種物質(zhì)：丙酮酸、乙酰CoA、乙酰乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。最后集中為5種物質(zhì)進(jìn)入TCA：乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。生糖氨基酸能生成丙酮酸或者三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物。生酮氨基酸能生成乙酰乙酸或者其前體物乙酰輔酶A或乙酰乙酰輔酶A。苯丙氨酸血癥一種先天性氨基酸代謝障礙，以苯丙氨酸羥化酶活性缺乏，致血漿苯丙氨酸濃度升高為特征，常造成嚴(yán)重智能遲緩。苯丙氨酸是機(jī)體必需氨基酸之一。正常條件下，若體內(nèi)過(guò)量則羥化成酪氨酸而排除，該反應(yīng)需要苯丙氨酸羥化酶參與。若該酶無(wú)活性，則苯丙氨酸堆積在血中，并主要經(jīng)尿以原型排出；部分苯丙氨酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)變?yōu)楸奖幔笳哌M(jìn)一步代謝為苯乙酸，苯乳酸和正羥苯乙酸，這些都從尿中排出。氨基酸是包括卟啉在內(nèi)的許多含氮化合物的前體，卟啉結(jié)合亞鐵離子形成血紅素。血紅素生物合成主要部位在肝臟和骨髓的紅細(xì)胞生成細(xì)胞。卟啉合成始于甘氨酸和琥珀酸輔酶A，血紅素合成的限速步驟是生成σ-氨基酮戊酸，由肝中ALA合酶-1和紅細(xì)胞生成組織中ALA合酶-2催化。卟啉癥是血紅素合成的遺傳性或者獲得性缺陷引起的。血紅素降解的第一步是產(chǎn)生綠色的膽綠素，膽綠素隨之還原成膽紅素。膽紅素被轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟，在肝中膽紅素結(jié)合兩分子的葡糖醛酸后水溶性提高，雙葡糖醛酸膽紅素被運(yùn)輸?shù)侥懶」?，首先被腸菌作用水解并還原為尿膽素原，接著被腸菌氧化為糞膽素。2、核苷酸的代謝嘌呤核苷酸主要由一些簡(jiǎn)單的化合物合成而來(lái)，這些前身物有天門冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、CO2及一碳單位（甲?；按渭谆伤臍淙~酸攜帶）等。它們通過(guò)11步酶促反應(yīng)先合成次黃嘌呤核苷酸（又稱肌苷酸）。隨后，肌苷酸又在不同部位氨基化而轉(zhuǎn)變生成腺苷酸及鳥(niǎo)苷酸。合成途徑的第一步是5-磷酸核糖在酶催化下，活化生成5-磷酸核糖1-焦磷酸。（PRPP），這是一個(gè)重要的反應(yīng)。嘌呤核苷酸的從頭合成主要是在肝臟中進(jìn)行，其次是在小腸粘膜及胸腺中進(jìn)行。嘌呤核苷酸降解可產(chǎn)生嘌呤堿，嘌呤堿最終分解為尿酸，其中部分分解產(chǎn)物可被重新利用再合成嘌呤核苷酸，這稱為回收合成代謝途徑，可在骨髓及脾臟等組織中進(jìn)行。嘌呤核苷酸降解產(chǎn)生的腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤及次黃嘌呤在磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的催化下，接受3'-焦磷酸-5-磷酸核糖（PRPP）分子中的磷酸核糖，生成相應(yīng)的嘌呤核苷酸。此合成途徑也具有一定意義。嘧啶核苷酸的從頭合成主要也在肝臟中進(jìn)行。合成原料為氨基甲酰磷酸及天門冬氨酸等。氨基甲酰磷酸及天門冬氨酸經(jīng)過(guò)數(shù)步酶促反應(yīng)生成尿苷酸，尿苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿姿崮蜍蘸?，從谷氨酰胺接受氨基生成三磷酸胞苷。上述體內(nèi)合成的嘌呤及嘧啶核苷酸均系一磷酸核苷。它們均可在磷酸激酶的催化下，接受ATP提供的磷酸基，進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)槎姿岷塑占叭姿岷塑?。體內(nèi)還有一類脫氧核糖核苷酸。它們是dAMP、dGMP、dCMP及dTMP。它們組成中的脫氧核糖并非先生成而后組合到核苷酸分子中去，而是通過(guò)業(yè)已合成的核糖核苷酸的還原作用而生成的。此還原作用發(fā)生于二磷酸核苷分子水平上，dADP、dGDP、dCDP及dUDP均可由此而來(lái)，但dTMP則不同，它是由dUMP經(jīng)甲基化作用而生成的。核苷酸在體內(nèi)的合成受到反饋性的調(diào)節(jié)作用。嘌呤核苷酸合成的終產(chǎn)物是AMP及GMP，它們可以反饋性地抑制由IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP及GMP的反應(yīng)。它們可與IMP一齊反饋性地抑制合成途徑的起始反應(yīng)PRPP的生成。嘧啶核苷酸合成的產(chǎn)物CTP也可反饋性地抑制嘧啶合成的起始反應(yīng)。代謝整合1、胰島素與胰高血糖素在代謝中的作用胰高血糖素含量升高，胰島素含量降胰島素含量升高，胰高血糖素含量升

。胰島素的作用是降低血糖，胰高血糖素的作用是升高血糖。胰島素和胰高血糖素的關(guān)系是拮抗作用。

血糖的濃度是要維持在一個(gè)穩(wěn)定的水平的，過(guò)高和過(guò)低都不行。當(dāng)血糖過(guò)低時(shí)，胰高血糖素分泌增多，升高血糖含量；當(dāng)血糖過(guò)高時(shí)，胰島素分泌增多，降低血糖含量。在血糖偏高時(shí)，為了維持血糖含量的正常，這時(shí)胰島素分泌會(huì)增多，從而