生物化學筆記

/生物化學筆記導論一、生物化學的概念:研究生命有機體化學組成和化學變化的科學,即研究生命活動化學本質的學科。二、生物化學的主要研究內容：生物體的化學組成；生物大分子：蛋白質、核酸、多糖等相對分子量較大的有機化合物。生物體的物質代謝、能量轉換和代謝調節(jié)；生物體的信息代謝。三、生物化學的發(fā)展簡史:1、靜態(tài)生物化學時期（1920年以前）

研究內容以分析生物體內物質的化學組成、性質和含量為主.

2、動態(tài)生物化學時期(1950年以前）?生物化學從單純的組成分析深入到物質代謝途徑及動態(tài)平衡、能量轉化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代謝、蛋白質合成、核酸的遺傳功能、酶、維生素、激素、抗生素等的代謝,都基本搞清。?３、機能生物化學時期(1950年以后）

蛋白質化學和和核酸化學成為研究重點.生物化學研究深入到生命的本質和奧秘:運動、神經、內分泌、生長、發(fā)育、繁殖等的分子機理。1９53年，DNA雙螺旋結構、近代實驗技術和研究方法奠定了現(xiàn)代分子生物學的基礎，從此,核酸成了生物化學研究的熱點和重心。?

附：重要的生化科學發(fā)現(xiàn)1937年,英國生物化學家克雷布斯（Ｋrｅbs)發(fā)現(xiàn)三羧酸循環(huán)，獲19５３年諾貝爾生理學獎.?19５3年，沃森—克里克(Watｓon—Crｉcｋ）確定DNA雙螺旋結構，獲1９６２年諾貝爾生理、醫(yī)學獎。

1955年，英國生物化學家桑格爾(Sａngｅr）確定牛胰島素結構，獲1958年諾貝爾化學獎.?1980年，桑格爾（Sａnger)和吉爾伯特（Gilｂeｔ)設計出測定DＮA序列得方法,獲198０年諾貝爾化學獎。四、應掌握內容

1、基本的生物化學理論和知識

（１)生物大分子的結構、性質和功能（糖、脂、蛋白質、酶、維生素、核酸、激素、抗生素).功能：生理功能、發(fā)育、免疫、進化、生物膜、遺傳信息傳遞等.

（2）生物大分子在生物體內的代謝(分解、合成、轉化過程、能量的轉化）。?(3）遺傳信息傳遞的化學基礎及過程：DNA復制與修復、RNA生物合成、蛋白質生物合成、代謝調節(jié)?２、生化分離分析的一些技術手段（實驗生化和生化技術細講）蛋白質的結構與功能蛋白質概論：蛋白質是所有生物中非常重要的結構分子和功能分子，幾乎所有的生命現(xiàn)象和生物功能都是蛋白質作用的結果,因此，蛋白質是現(xiàn)代生物技術，尤其是基因工程，蛋白質工程、酶工程等研究的重點和歸宿點.一、蛋白質的生物學功能:1、催化生物體內的化學反應，如酶；２、調節(jié)機體內的代謝活動,如調節(jié)蛋白;3、在生物體內運輸各種小分子物質，如血紅蛋白;4、貯存營養(yǎng)物質成分，如酪蛋白;5、執(zhí)行機體運動功能，如肌動蛋白;６、抵御異體物質的侵害，如抗體；7、在氧化還原反應中傳遞電子和質子，如細胞色素。二、蛋白質的化學組成與分類

1、元素組成:碳50％

氧23％

氮16％

氫７%

硫0－3%

微量的磷、鐵、銅、碘、鋅、鉬凱氏定氮：蛋白質平均含氮16%，粗蛋白質含量=蛋白氮×6.25

2、氨基酸組成

從化學結構上看，蛋白質是由21種L-型α氨基酸組成的長鏈分子。

3、蛋白質分類?(1）、按組成：?簡單蛋白:完全由氨基酸組成?結合蛋白:除蛋白外還有非蛋白成分（輔基）?（2）、按分子外形的對稱程度：

球狀蛋白質:分子對稱，外形接近球狀，溶解度好，能結晶，大多數(shù)蛋白質屬此類。

纖維狀蛋白質：對稱性差，分子類似細棒或纖維狀。

（3)、按功能分:酶、運輸?shù)鞍住I養(yǎng)和貯存蛋白、激素、受體蛋白、運動蛋白、結構蛋白、防御蛋白。

4、蛋白質在生物體內的分布?

含量（干重):

微生物

50－80%；人體

4５%；一般細胞

50%?

種類：

大腸桿菌

300０種;人體

10萬種；?5、蛋白質分子大小與分子量

蛋白質是由21種基本aa組成的多聚物，aa數(shù)目由幾個到成百上千個，分子量從幾千到幾千萬。一般情況下，少于５0個ａa的低分子量aa多聚物稱為肽，寡肽或生物活性肽，有時也罕稱多肽。多于50個aa的稱為蛋白質。但有時也把含有一條肽鏈的蛋白質不嚴謹?shù)胤Q為多肽。此時，多肽一詞著重于結構意義，而蛋白質原則強調了其功能意義.?蛋白質分子量=ａa數(shù)目*11011０為氨基酸殘基平均分子量三、組成蛋白質的2１（22）種氨基酸的結構和分類氨基酸的共同結構特征：所有的氨基酸在α碳原子上都含有一個羧基和氨基（脯氨酸為亞氨基），并有一個氫原子和碳原子共價連接。各種氨基酸不同之處在于和α碳原子相連的側鏈（Ｒ基)結構差異.(一）氨基酸按其R基的極性分類（PH=7）１、非極性R基氨基酸:丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸；２、極性氨基酸不帶電荷的極性Ｒ基（中性)氨基酸:甘氨酸、酪氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺。帶負電荷的R基(酸性)氨基酸:天冬氨酸、谷氨酸帶正電荷的R基（堿性）氨基酸：賴氨酸、精氨酸、組氨酸其中:屬于芳香族氨基酸的是：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸屬于亞氨基酸的是:脯氨酸;含硫氨基酸包括：半胱氨酸、蛋氨酸無旋光性氨基酸：甘氨酸；最近發(fā)現(xiàn)的氨基酸：硒代半胱氨酸、吡咯賴氨酸注意：在識記時可以只記第一個字，如堿性氨基酸包括：賴精組；還必須記住該氨基酸的英文三字符縮寫，如天冬氨酸Asp.（二）按氨基酸結構分類1、脂肪族氨基酸:酸性氨基酸（２羧基１氨基：Gｌu、Asp）,堿性氨基酸（2氨基1羧基：Ａrg、Lys），中性氨基酸（氨基羧基各一:很多）２、芳香族氨基酸:含苯環(huán)：Phe、Tyr３、雜環(huán)氨基酸：His（也是堿性氨基酸）、Ｐro、Trｐ（三)按營養(yǎng)價值分類1、必需氨基酸：人和哺乳動物不可缺少但又不能合成的氨基酸，只能從食物中補充，共有8種：Leｕ、Lys、Meｔ、Phe、Ile、Trp、Thr、Val2、半必需氨基酸:人和哺乳動物雖然能夠合成，但數(shù)量遠遠達不到機體的需求，尤其是在胚胎發(fā)育以及嬰幼兒期間，基本上也是由食物中補充,只有2種:Aｒg、Ｈis。有時也不分必需和半必需，統(tǒng)稱必需氨基酸，這樣就共有1０種。記法：ＴipＭTVＨalｌ3、非必需氨基酸：人和哺乳動物能夠合成,能滿足機體需求的氨基酸，其余11種從營養(yǎng)價值上看，必需氨基酸＞半必需氨基酸〉非必需氨基酸四、除了蛋白質氨基酸以外,還有非編碼氨基酸（沒有密碼子)和非蛋白質氨基酸（不參與蛋白質的組成).五、氨基酸的理化性質１、兩性解離及等電點氨基酸分子中有游離的氨基和游離的羧基，能與酸或堿類物質結合成鹽，故它是一種兩性電解質。在某一ＰＨ的溶液中,氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子,呈電中性，此時溶液的PＨ稱為該氨基酸的等電點。２、氨基酸的紫外吸收性質芳香族氨基酸在28０nｍ波長附近有最大的紫外吸收峰，由于大多數(shù)蛋白質含有這些氨基酸殘基，氨基酸殘基數(shù)與蛋白質含量成正比，故通過對2８０nm波長的紫外吸光度的測量可對蛋白質溶液進行定量分析。３、茚三酮反應氨基酸的氨基與茚三酮水合物反應可生成藍紫色化合物,此化合物最大吸收峰在5７0ｎm波長處。8０℃，顯色慢，產物穩(wěn)定；1００℃，顯色快，產物不穩(wěn)定.由于此吸收峰值的大小與氨基酸釋放出的氨量成正比，因此可作為氨基酸定量分析方法.六、肽兩分子氨基酸可借助一分子所含的氨基與另一分子所帶的羧基脫去1分子水縮合成最簡單的二肽。二肽中游離的氨基和羧基繼續(xù)借脫水作用縮合連成多肽。肽的種類（依據(jù)氨基酸殘基數(shù)目劃分,聯(lián)系糖類的分類)寡肽:2—10，無構象,谷胱甘肽是３肽多肽：１０-50，介于之間，胰高血糖素是29肽蛋白質：50以上,有特定的構象,胰島素是51肽多肽鏈中的自由氨基末端稱為N端，自由羧基末端稱為Ｃ端，方向從Ｎ端指向Ｃ端。人體內存在許多具有生物活性的肽，重要的有:谷胱甘肽（GSH，氧化態(tài)為GＳSG）：是由谷、半胱和甘氨酸組成的三肽。半胱氨酸的巰基是該化合物的主要功能基團.GSH的巰基具有還原性，可作為體內重要的還原劑保護體內蛋白質或酶分子中巰基免于被氧化，使蛋白質或酶處于活性狀態(tài)。七、蛋白質的分子結構１、維持蛋白質構象的作用力(1)氫鍵：連接在一電負性很強的原子上的氫原子,與另一電負性很強的原子之間形成的化學鍵.（2)范德華力(分子間及基團間作用力）:原子之間的相互作用力。(3)疏水相互作用：蛋白質中的疏水殘基避開水分子而聚集在分子內部的趨向力。（４）離子鍵（鹽鍵）：是正電荷和負電荷之間的一種靜電作用。(５)共價健，主要的是二硫鍵。(6）、靜電相互作用2、蛋白質的一級結構：即蛋白質分子中氨基酸的排列順序。主要化學鍵：肽鍵,有些蛋白質還包含二硫鍵。3、蛋白質的高級結構:包括二級、三級、四級結構。１）蛋白質的二級結構：指蛋白質分子中某一段肽鏈的局部空間結構,也就是該段肽鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側鏈的構象.二級結構以一級結構為基礎?？煞譃椋害痢菪憾嚯逆湹闹麈溤友匾恢行妮S盤繞所形成的有規(guī)律的螺旋構象。常為右手螺旋，每隔3。6個氨基酸殘基上升一圈，螺距為0.５40ｎm。α－螺旋的每個肽鍵的Ｎ－Ｈ和第四個肽鍵的羧基氧形成氫鍵,氫鍵的方向與螺旋長軸基本平行.β－折疊：由若干肽段或肽鏈排列起來所形成的扇面狀片層構象。β－轉角：多肽鏈１8０°回折部分所形成的一種二級結構.無規(guī)卷曲:多肽鏈主鏈部分形成的無規(guī)律的卷曲構象.主要化學鍵：氫鍵。2）超二級結構和結構域超二級結構：由若干個相鄰的二級結構單元（α－螺旋、β-折疊、β-轉角及無規(guī)卷曲）組合在一起，彼此相互作用，形成有規(guī)則的、在空間上能夠辨認的二級結構組合體。結構域（ｄomain），又稱moｔif（模塊)：在二級結構及超二級結構的基礎上，多肽鏈進一步卷曲折疊，組裝成幾個相對獨立、近似球形的三維實體.3）蛋白質的三級結構：指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置.主要化學鍵:疏水鍵(最主要)、鹽鍵、二硫鍵、氫鍵、范德華力。４）蛋白質的四級結構：對蛋白質分子的二、三級結構而言，只涉及一條多肽鏈卷曲而成的蛋白質。在體內有許多蛋白質分子含有二條或多條肽鏈,每一條多肽鏈都有其完整的三級結構,稱為蛋白質的亞基,亞基與亞基之間呈特定的三維空間排布，并以非共價鍵相連接。這種蛋白質分子中各個亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用,為四級結構。由一條肽鏈形成的蛋白質沒有四級結構.主要化學鍵:疏水鍵、氫鍵、離子鍵八、蛋白質結構與功能關系１、蛋白質一級結構是空間構象和特定生物學功能的基礎。一級結構相似的多肽或蛋白質，其空間構象以及功能也相似。１）同源蛋白質一級結構的種屬差異與生物進化?同源蛋白質：在不同的生物體內具有同一功能的蛋白質。通過比較同源蛋白質的氨基酸序列的差異可以研究不同物種間的親源關系和進化，親源關系越遠，同源蛋白的氨基酸順序差異就越大.如細胞色素C在生物進化領域里的應用。2)蛋白質一級結構的個體差異——分子病?分子?。夯蛲蛔円鹉硞€功能蛋白的某個（些）氨基酸殘基發(fā)生了遺傳性替代從而導致整個分子的三維結構發(fā)生改變,致使其功能部分或全部喪失.?LiｎｕsＰａuling首先發(fā)現(xiàn)鐮刀形紅細胞貧血現(xiàn)是由于血紅蛋白發(fā)生了遺傳突變引起的，成人的血紅蛋白是由兩條相同的a鏈和兩條相同的β鏈組成a2β２，鐮刀形紅細胞中，血紅蛋白β鏈第6位的aa殘基由正常的Glu變成了疏水性的Vaｌ。因此,當血紅蛋白沒有攜帶Ｏ2時就由正常的球形變成了剛性的棍棒形,病人的紅細胞變成鐮刀形，容易發(fā)生溶血作用（血細胞溶解)導致病血,棍棒形的血紅蛋白對O２的結合力比正常的低。3)一級結構的部分切除與蛋白質的激活

一些蛋白質、酶、多肽激素在剛合成時是以無活性的前體形式（酶原)存在,只有切除部分多肽后才呈現(xiàn)生物活性,如血液凝固系統(tǒng)的血纖維蛋白原和凝血酶原，消化系統(tǒng)的蛋白酶原、激素前體等.尿素或鹽酸胍可破壞次級鍵；β－巰基乙醇可破壞二硫鍵２、蛋白質空間結構是蛋白質特有性質和功能的結構基礎。肌紅蛋白:只有三級結構的單鏈蛋白質,易與氧氣結合，氧解離曲線呈直角雙曲線。血紅蛋白：具有４個亞基組成的四級結構,可結合4分子氧。成人由兩條α—肽鏈（141個氨基酸殘基）和兩條β—肽鏈（146個氨基酸殘基)組成。在氧分壓較低時,與氧氣結合較難,氧解離曲線呈Ｓ狀曲線。因為:第一個亞基與氧氣結合以后,促進第二及第三個亞基與氧氣的結合，當前三個亞基與氧氣結合后,又大大促進第四個亞基與氧氣結合，稱正協(xié)同效應.結合氧后由緊張態(tài)變?yōu)樗沙趹B(tài)。九、蛋白質的理化性質1、蛋白質的兩性電離：蛋白質兩端的氨基和羧基及側鏈中的某些基團，在一定的溶液ＰH條件下可解離成帶負電荷或正電荷的基團。２、蛋白質的膠體性質與沉淀:維持蛋白質膠體穩(wěn)定的主要因素電荷和水化膜。常見的蛋白質沉淀方法:a．有機溶劑沉淀，破壞水化膜。常用丙酮、乙醇等。b。鹽析，將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等加入蛋白質溶液，破壞在水溶液中的穩(wěn)定因素電荷而沉淀。3、蛋白質變性：在某些物理和化學因素作用下,其特定的空間構象被破壞，從而導致其理化性質的改變和生物活性的喪失。主要為二硫鍵和非共價鍵的破壞，不涉及一級結構的改變。變性后，其溶解度降低，粘度增加,結晶能力消失,生物活性喪失,易被蛋白酶水解.常見的導致變性的因素有：加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑、超聲波、紫外線、震蕩等。４、蛋白質的紫外吸收：由于蛋白質分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸,因此在2８0nm處有特征性吸收峰，可用蛋白質定量測定。5、蛋白質的呈色反應a.茚三酮反應：經水解后產生的氨基酸可發(fā)生此反應。b。雙縮脲反應：蛋白質和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸酮共熱，呈現(xiàn)紫色或紅色.氨基酸不出現(xiàn)此反應.蛋白質水解加強，氨基酸濃度升高，雙縮脲呈色深度下降，可檢測蛋白質水解程度.6、水解反應:肽可以被酸、堿、酶所水解，其優(yōu)劣性如下：＜1>酸水解:濃酸（6N以上,Ｎ=M/價），高溫（1１0℃以上），長時(24—36小時），污染,Ｔrp遭到破壞,不消旋，水解徹底；〈2>堿水解：濃堿(6N以上），高溫(１00℃以上），6小時，污染，含-ＯＨ和-ＳＨ的氨基酸均遭到破壞，Ser、Ｔhr、Tyr、Cｙs，消旋,水解徹底；<３〉酶水解：胰酶等，常溫常壓，常PH，不消旋、不破壞、不徹底。十、蛋白質的分離和純化１、沉淀;2、電泳：蛋白質在高于或低于其等電點的溶液中是帶電的，在電場中能向電場的正極或負極移動.根據(jù)支撐物不同，有薄膜電泳、凝膠電泳等。３、透析:利用透析袋把大分子蛋白質與小分子化合物分開的方法。4、層析；a．離子交換層析,利用蛋白質的兩性游離性質,在某一特定ＰH時，各蛋白質的電荷量及性質不同，故可以通過離子交換層析得以分離。如陰離子交換層析，含負電量小的蛋白質首先被洗脫下來。b．分子篩,又稱凝膠過濾。小分子蛋白質進入孔內，滯留時間長,大分子蛋白質不能時入孔內而徑直流出。５、超速離心:既可以用來分離純化蛋白質也可以用作測定蛋白質的分子量.不同蛋白質其密度與形態(tài)各不相同而分開。十一、、多肽鏈中氨基酸序列分析a。分析純化蛋白質的氨基酸殘基組成（蛋白質水解為個別氨基酸，測各氨基酸的量及在蛋白質中的百分組成）↓測定肽鏈頭、尾的氨基酸殘基二硝基氟苯法（DNP法)頭端尾端羧肽酶Ａ、B、Ｃ法等丹酰氯法↓水解肽鏈，分別分析胰凝乳蛋白酶(糜蛋白酶）法：水解芳香族氨基酸的羧基側肽鍵胰蛋白酶法：水解賴氨酸、精氨酸的羧基側肽鍵溴化脯法:水解蛋氨酸羧基側的肽鍵↓Edman降解法測定各肽段的氨基酸順序（氨基末端氨基酸的游離α—氨基與異硫氰酸苯酯反應形成衍生物，用層析法鑒定氨基酸種類)b。通過核酸推演氨基酸序列。第三章核酸的結構與功能一、核酸的生物學功能：核酸是遺傳物質；參與遺傳信息的表達;少量RNA還有催化功能.二、核酸的化學組成:核酸是一種線形多聚核苷酸,基本組成結構單位是核苷酸,而核苷酸則由堿基、戊糖和磷酸三種成分連接而成。兩類核酸：脫氧核糖核酸（ＤNA），存在于細胞核和線粒體內。核糖核酸（RＮＡ），存在于細胞質和細胞核內.核酸的降解產物：1、堿基:嘧啶環(huán)尿嘧啶(僅ＲNA）胞嘧啶胸腺嘧啶（僅ＤNA）嘌呤環(huán)腺嘌呤鳥嘌呤嘌呤和嘧啶環(huán)中均含有共軛雙鍵,因此對波長2６0nm左右的紫外光有較強吸收，這一重要的理化性質被用于對核酸、核苷酸、核苷及堿基進行定性定量分析.２、戊糖:DNA分子中核苷酸的戊糖是β-D-２－脫氧核糖，ＲNA中為β-D—核糖。3、磷酸：生物體內多數(shù)核苷酸的磷酸基團位于戊糖的第五位碳原子上.4、核苷：戊糖與含氮堿基經脫水縮合而生成的糖苷.在大多數(shù)情況下，核苷是由核糖或脫氧核糖的Ｃ1上的β－羥基與嘧啶堿Ｎ１或嘌呤堿Ｎ9進行縮合,故生成的化學鍵稱為N—C糖苷鍵。５、核苷酸:核苷酸是由核苷中的戊糖羥基與磷酸脫水縮合后生成的酯類化合物,包括核糖核苷酸和脫氧核糖核苷酸兩大類。由于核苷酸的核糖有3個自由羥基，脫氧核苷的戊糖上有２個，它們與磷酸基縮合會生成2′－、3′—和5′—核苷酸或是3′－和5′－脫氧核苷酸。最常見的為5′-核苷酸(5′常被省略).5′—核苷酸又可按其在5′位縮合的磷酸基的多少,分為一磷酸核苷(核苷酸）、二磷酸核苷和三磷酸核苷。生物體中還有兩種常見的３′,５′—環(huán)核苷酸：cＡMP、cＧMＰ，有放大或縮小激素信號的作用，稱之為“第二信使”。輔酶類核苷酸,一些核苷酸或其衍生物還是重要的輔酶或輔基的組成成分,如ＮＡD（輔酶）、NADP（輔酶）、ＣoＡSH（輔酶A)、FMN（黃素單核苷酸）、FAD(黃素腺嘌呤二核苷酸）.三、核酸的一級結構核酸的一級結構:核酸中核苷酸的排列順序及連接方式。核苷酸之間通過３′,5′-磷酸二酯鍵連接.四、DNA的高級空間結構與功能１、ＤNA的二級結構ＤＮA雙螺旋結構是核酸的二級結構.雙螺旋的骨架由戊糖和磷酸基構成，兩股鏈之間的堿基互補配對,是遺傳信息傳遞者，DＮA半保留復制的基礎,結構要點(B型雙螺旋）：a。兩條反向平行的多核苷酸鏈圍繞一個“中心軸”形成右手雙螺旋結構，螺旋表面有一條大溝和小溝;ｂ．磷酸和脫氧核糖在外側,通過3′,5′－磷酸二酯鍵相連形成DNA的骨架，與中心軸平行。堿基位于內側，與中心軸垂直;c.兩條鏈間存在堿基互補:A與T或G與C配對形成氫鍵，稱為堿基互補原則(A與T為兩個氫鍵，G與C為三個氫鍵);d。螺旋的穩(wěn)定因素為堿基堆集力和氫鍵；e.螺旋的直徑為2nm,螺距為3．４nｍ，相鄰堿基對的距離為0.３4nｍ，相鄰兩個核苷酸的夾角為36度。２、DNA的三級結構三級結構是在雙螺旋基礎上進一步扭曲形成超螺旋,使體積壓縮。在真核生物細胞核內,ＤNA三級結構與一組組蛋白共同組成核小體。在核小體的基礎上,DNA鏈經反復折疊形成染色體。3、功能ＤNＡ的基本功能就是作為生物遺傳信息復制的模板和基因轉錄的模板,它是生命遺傳繁殖的物質基礎，也是個體生命活動的基礎.DＮA中的核糖和磷酸構成的分子骨架是沒有差別的,不同區(qū)段的DNA分子只是堿基的排列順序不同.五、RＮA的空間結構與功能DNＡ是遺傳信息的載體，而遺傳作用是由蛋白質功能來體現(xiàn)的，在兩者之間RＮA起著中介作用.其種類繁多,分子較小，一般以單鏈存在，可有局部二級結構，各類RNA在遺傳信息表達為氨基酸序列過程中發(fā)揮不同作用。如：名稱功能核糖體RNA（rRＮＡ）核蛋白體組成成分信使RNＡ(mＲNA)蛋白質合成模板轉運ＲNＡ(tRNA）轉運氨基酸不均一核RNA（hnRNＡ)成熟ｍＲＮA的前體小核RNA（snＲNA)參與hnRNA的剪接、轉運小核仁RＮＡ（snoＲNA）rRNＡ的加工和修飾1、信使RNA(半衰期最短）1）ｈnRNＡ為mRＮA的初級產物，經過剪接切除內含子,拼接外顯子，成為成熟的ｍＲＮA并移位到細胞質２）大多數(shù)的真核mRNＡ在轉錄后5′末端加上一個７-甲基鳥嘌呤及三磷酸鳥苷帽子，帽子結構在mRNA作為模板翻譯成蛋白質的過程中具有促進核蛋白體與ｍRNA的結合，加速翻譯起始速度的作用，同時可以增強mRNA的穩(wěn)定性。３′末端多了一個多聚腺苷酸尾巴,可能與mRＮA從核內向胞質的轉位及mRＮA的穩(wěn)定性有關.３）功能是把核內DＮA的堿基順序，按照堿基互補的原則，抄錄并轉送至胞質,以決定蛋白質合成的氨基酸排列順序。mＲNA分子上每３個核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個氨基酸，為三聯(lián)體密碼。2、轉運RNＡ(分子量最?。?）ｔRＮA分子中含有10%~2０％稀有堿基,包括雙氫尿嘧啶，假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。２）二級結構為三葉草形，位于左右兩側的環(huán)狀結構分別稱為DHU環(huán)和TψC環(huán)，位于下方的環(huán)叫作反密碼環(huán)。反密碼環(huán)中間的３個堿基為反密碼子，與mRNA上相應的三聯(lián)體密碼子形成堿基互補。所有tＲNＡ3′末端均有相同的CＣA—ＯH結構.3)三級結構為倒L型。4）功能是在細胞蛋白質合成過程中作為各種氨基酸的戴本并將其轉呈給ｍＲNA。３、核糖體RＮＡ（含量最多）１）原核生物小亞基的rRNA為16S，大亞基為5S、23Ｓ；真核生物小亞基的ｒRＮA為１8S，大亞基為5Ｓ、5。8S、28S.真核生物的1８ＳｒＲNＡ的二級結構呈花狀。2）rRNＡ與核糖體蛋白共同構成核糖體,它是蛋白質合成機器－－核蛋白體的組成成分,參與蛋白質的合成。４、核酶：某些RNA分子本身具有自我催化能，可以完成ｒRNＡ的剪接.這種具有催化作用的RNA稱為核酶。六、核酸的理化性質１、DＮＡ的變性在某些理化因素作用下,如加熱，DNA分子互補堿基對之間的氫鍵斷裂，使DNA雙螺旋結構松散，變成單鏈，即為變性。監(jiān)測是否發(fā)生變性的一個最常用的指標是DNＡ在紫外區(qū)260nm波長處的吸光值變化.解鏈過程中,吸光值增加,并與解鏈程度有一定的比例關系，稱為DＮA的增色效應。紫外光吸收值達到最大值的50％時的溫度稱為ＤNＡ的解鏈溫度(Tｍ），一種DNA分子的Ｔm值大小與其所含堿基中的G＋C比例相關，G+C比例越高,Tm值越高。ＤNA雙螺旋在4<ｐH＜1１時最穩(wěn)定。pH＜4則發(fā)生酸變性,pH＞１１則發(fā)生堿變性,變性的原因都是pH不適宜而堿基之間的氫鍵發(fā)生斷裂.２、DＮA的復性和雜交變性ＤＮA在適當條件下，兩條互補鏈可重新恢復天然的雙螺旋構象，這一現(xiàn)象稱為復性，其過程為退火,產生減色效應。不同來源的核酸變性后,合并一起復性，只要這些核苷酸序列可以形成堿基互補配對,就會形成雜化雙鏈，這一過程為雜交。雜交可發(fā)生于ＤＮＡ－DNＡ之間，RＮA－ＲＮＡ之間以及RＮA-ＤNＡ之間.3、與蛋白質相似，核酸分子中既含有酸性基團（磷酸基）也含有堿性基團（氨基)，因而核酸也具有兩性性質.由于核酸分子中的磷酸是一個中等強度的酸，而堿基(氨基）是一個弱堿,所以核酸的等電點比較低.如ＤNA的等電點為4～４.5,RＮA的等電點為2～２。5。ＲNA的等電點比DNA低的原因，是RＮA分子中核糖基2′-OH通過氫鍵促進了磷酸基上質子的解離.DNA沒有這種作用.七、核酸酶(注意與核酶區(qū)別）指所有可以水解核酸的酶，在細胞內催化核酸的降解。可分為ＤＮＡ酶和ＲＮA酶;外切酶和內切酶;其中一部分具有嚴格的序列依賴性，稱為限制性內切酶。第四章酶酶的概念:由活細胞產生的，以蛋白質為主要成分的生物催化劑。酶與一般催化劑相比的異同:相同特點:１、只催化熱力學上允許的化學反應(△G＜0）；２、降低活化能,但不改變化學反應的平衡點；3、加快化學反應速度,但催化劑本身反應前后不發(fā)生改變。特殊之處:1．催化具有高效性;2。高度的專一性(只能催化一種底物或一定結構的底物)；３。易失活;４。催化活性受到調節(jié)和控制;5.催化活性與輔助因子有關(全酶＝酶蛋白+輔助因子）.二、酶的組成按組成成分來分:1)單純酶：僅由氨基酸殘基構成的酶。2)結合酶：除了蛋白質組分外，還含有對熱穩(wěn)定的非蛋白的小分子物質。結合酶的全酶=酶蛋白+輔助因子a．酶蛋白：決定反應的特異性；ｂ．、輔助因子:決定反應的種類與性質；可以為金屬離子或小分子有機化合物。輔助因子可分為輔酶：與酶蛋白結合疏松,可以用透析或超濾方法除去；輔基：與酶蛋白結合緊密，不能用透析或超濾方法除去。酶蛋白與輔助因子結合形成的復合物稱為全酶,只有全酶才有催化作用。2、按酶蛋白的亞基組成及結構特點分類1）單體酶由一條或多條共價相連的肽鏈組成的酶分子牛胰RNase１２4a.a單鏈；胰凝乳蛋白酶三條肽鏈單體酶種類較少，一般多催化水解反應。2)寡聚酶由兩個或兩個以上亞基組成的酶，亞基可以相同或不同，一般是偶數(shù)，亞基間以非共價鍵結合.寡聚酶中亞基的聚合,有的與酶的專一性有關,有的與酶活性中心形成有關,有的與酶的調節(jié)性能有關。大多數(shù)寡聚酶是胞內酶,而胞外酶一般是單體酶.3）多酶復合體由兩個或兩個以上的酶，靠非共價鍵結合而成，其中每一個酶催化一個反應，所有反應依次進行，構成一個代謝途徑或代謝途徑的一部分.如脂肪酸合成酶復合體.例如：大腸桿菌丙酮酸脫氫酶復合體由三種酶組成①丙酮酸脫氫酶（E１)以二聚體存在2×9600②二氫硫辛酸轉乙酰基酶(E２)７0000③二氫硫辛酸脫氫酶（E３）以二聚體存在2×５６000復合體：1２個E1二聚體24×96000;24個Ｅ２單體24×70000;6個E3二聚體12×56000。總分子量５60萬４）多酶融合體一條多肽鏈上含有兩種或兩種以上催化活性的酶，這往往是基因融合的產物。例如：天冬氨酸激酶I－-－高絲氨酸脫氫酶I融合體（雙頭酶）該酶是四聚體α4，每條肽鏈含兩個活性區(qū)域：Ｎ-端區(qū)域是Asｐ激酶,C端區(qū)域是高Sｅr脫氫酶三、酶的分類和命名１、習慣命名：1）(絕大多數(shù)酶）依據(jù)底物來命名。如：催化蛋白質水解的酶稱蛋白酶。催化淀粉水解的酶稱淀粉酶。2)依據(jù)催化反應的性質命名。如：水解酶、轉氨酶3）結合上述兩個原則命名,琥珀酸脫氫酶。４）有時加上酶的來源。如：胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶習慣命名較簡單，但缺乏系統(tǒng)性.2、國際系統(tǒng)命名系統(tǒng)名稱應明確標明酶的底物及催化反應的性質。如：谷丙轉氨酶(習慣名），系統(tǒng)名:丙氨酸：α-酮戊二酸氨基轉移酶反應：丙氨酸＋α—-酮戊二酸→谷氨酸+丙酮酸3、國際系統(tǒng)分類法及編號（EC編號)原則:將所有酶促反應按性質分為六類，分別用1、2、3、４、５、６表示。再根據(jù)底物中被作用的基團或鍵的特點，將每一大類分為若干個亞類,編號用1、2、3……，每個亞類又可分為若干個亞一亞類，用編號1、2、3……表示。每一個酶的編號由４個數(shù)字組成,中間以“·”隔開.第一個數(shù)字表示大類，第二個數(shù)字表示亞類，第三個表示亞－亞類，第四個數(shù)字表示在亞－亞中的編號。1、氧化還原酶類催化氧化還原反應:A·2H+BA+B·２H乳酸：NAＤ+氧化還原酶（ＥC1。1.1。２7)，習慣名：乳酸脫氫酶２、轉移酶類:AR+C=A+ＢRAla:酮戊二酸氨基移換酶（ＥC2。6．１。２），習慣名:谷丙轉氨酶3、水解酶類：AB＋Ｈ２ＯAＯＨ＋BＨ催化水解反應，包括淀粉酶、核酸酶、蛋白酶、脂酶.4、裂合酶類(裂解酶)：X－Ａ-——Ｂ—Ｙ A=B+X－Y催化從底物上移去一個基團而形成雙鍵的反應或其逆反應二磷酸酮糖裂合酶（ＥC4。１．2.７),習慣名：醛縮酶5、異構酶：AB催化同分異構體相互轉化，如葡萄糖異構酶6、合成酶(連接酶）:A+B+ＡＴPＡB+ADP+Pi催化一切必須與ATP分解相偶聯(lián)、并由兩種物質合成一種物質的反應。EC編號舉例：乙醇脫氫酶的分類編號是EC1.1.1。1,乳酸脫氫酶EC1。1。1．27,蘋果酸脫氫酶EＣ1．1。1．３7第一個數(shù)字表示反應大類：氧化還原反應第二個數(shù)字表示反應基團:醇基第三個數(shù)字表示電子受體：NＡD+或NAＤP+第四個數(shù)字表示此酶底物：乙醇,乳酸，蘋果酸.前面三個編號表明這個酶的特性：反應性質、底物性質（鍵的類型）及電子或基團的受體，第四個編號用于區(qū)分不同的底物.四、酶的活性中心酶的活性中心：酶分子中直接和底物結合，并與酶催化作用直接相關的部位?；钚灾行陌ńY合部位和催化部位.前者由參與底物結合的基團構成；后者由催化反應的基團組成。五、酶反應動力學酶促反應的速度取決于底物濃度、酶濃度、ＰＨ、溫度、激活劑和抑制劑等。1、底物濃度１)在底物濃度較低時,反應速度隨底物濃度的增加而上升，加大底物濃度，反應速度趨緩,底物濃度進一步增高,反應速度不再隨底物濃度增大而加快,達最大反應速度,此時酶的活性中心被底物飽合。２）米氏方程式V＝Vｍａx［S]/Km+［Ｓ］a．米氏常數(shù)Ｋm值等于酶促反應速度為最大速度一半時的底物濃度。b。Km值愈小,酶與底物的親和力愈大.c．Km值是酶的特征性常數(shù)之一，只與酶的結構、酶所催化的底物和反應環(huán)境如溫度、PH、離子強度有關,與酶的濃度無關。d．Vmax是酶完全被底物飽和時的反應速度，與酶濃度呈正比。2、酶濃度在酶促反應系統(tǒng)中,當?shù)孜餄舛却蟠蟪^酶濃度,使酶被底物飽和時，反應速度與酶的濃度成正比關系。３、溫度溫度對酶促反應速度具有雙重影響.升高溫度一方面可加快酶促反應速度,同時也增加酶的變性。酶促反應最快時的環(huán)境溫度稱為酶促反應的最適溫度.酶的活性雖然隨溫度的下降而降低，但低溫一般不使酶破壞。酶的最適溫度不是酶的特征性常數(shù)，它與反應進行的時間有關。４、PＨ酶活性受其反應環(huán)境的PH影響,且不同的酶對ＰＨ有不同要求，酶活性最大的某一ＰH值為酶的最適PH值,如胃蛋白酶的最適PH約為１.8，肝精氨酸酶最適PH為9。8，但多數(shù)酶的最適PＨ接近中性。最適PH不是酶的特征性常數(shù)，它受底物濃度、緩沖液的種類與濃度、以及酶的純度等因素影響。5、激活劑使酶由無活性或使酶活性增加的物質稱為酶的激活劑,大多為金屬離子，也有許多有機化合物激活劑。分為必需激活劑和非必需激活劑。6、抑制劑凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質統(tǒng)稱為酶的抑制劑.大多與酶的活性中心內、外必需基團相結合，從而抑制酶的催化活性?？煞譃?1)不可逆性抑制劑：以共價鍵與酶活性中心上的必需基團相結合，使酶失活.此種抑制劑不能用透析、超濾等方法去除.又可分為：ａ.專一性抑制劑：如農藥敵百蟲、敵敵畏等有機磷化合物能特民地與膽堿酯酶活性中心絲氨酸殘基的羥基結合，使酶失活，解磷定可解除有機磷化合物對羥基酶的抑制作用。b。非專一性抑制劑：如低濃度的重金屬離子如汞離子、銀離子可與酶分子的巰基結合，使酶失活，二巰基丙醇可解毒?；瘜W毒氣路易士氣是一種含砷的化合物,能抑制體內的巰基酶而使人畜中毒.2）可逆性抑制劑：通常以非共價鍵與酶和(或）酶－底物復合物可逆性結合，使酶活性降低或消失。采用透析或超濾的方法可將抑制劑除去，使酶恢復活性.可分為:a.競爭性抑制劑：與底物競爭酶的活性中心,從而阻礙酶與底物結合形成中間產物。如丙二酸對琥珀酸脫氫酶的抑制作用;磺胺類藥物由于化學結構與對氨基苯甲酸相似，是二氫葉酸合成酶的競爭抑制劑，抑制二氫葉酸的合成;許多抗代謝的抗癌藥物，如氨甲蝶呤(ＭTX）、５－氟尿嘧啶(5-FU）、６—巰基嘌呤（6—MP）等，幾乎都是酶的競爭性抑制劑，分別抑制四氫葉酸、脫氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成。動力學參數(shù)：Vmａｘ不變，Km值增大b。非競爭性抑制劑：與酶活性中心外的必需基團結合,不影響酶與底物的結合，酶和底物的結合也不影響與抑制劑的結合.動力學參數(shù):Vmax降低，Ｋm值不變。c。反競爭性抑制劑：僅與酶和底物形成的中間產物結合,使中間產物的量下降。動力學參數(shù)：Vmax、Kｍ均降低.六、酶活性的調節(jié)1、酶原的激活有些酶在細胞內合成或初分泌時只是酶的無活性前體，必須在一定條件下，這些酶的前體水解一個或幾個特定的肽鍵,致使構象發(fā)生改變，表現(xiàn)出酶的活性。酶原的激活實際上是酶的活性中心形成或暴露的過程。生理意義是避免細胞產生的蛋白酶對細胞進行自身消化，并使酶在特定的部位環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內代謝正常進行。2、變構酶體內一些代謝物可以與某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地結合,使酶發(fā)生變構并改變其催化活性,有變構激活與變構抑制.３、酶的共價修飾調節(jié)酶蛋白肽鏈上的一些基團可與某種化學基團發(fā)生可逆的共價結合,從而改變酶的活性，這一過程稱為酶的共價修飾。在共價修飾過程中,酶發(fā)生無活性與有活性兩種形式的互變。酶的共價修飾包括磷酸化與脫磷酸化、乙?；c脫乙?；⒓谆c脫甲基化、腺苷化與脫腺苷化等，其中以磷酸化修飾最為常見。七、同工酶同工酶是指催化相同的化學反應,而酶蛋白的分子結構、理化性質乃至免疫學性質不同的一組酶.同工酶是由不同基因或等位基因編碼的多肽鏈,或由同一基因轉錄生成的不同mRNA翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質。翻譯后經修飾生成的多分子形式不在同工酶之列.同工酶存在于同一種屬或同一個體的不同組織或同一細胞的不同亞細胞結構中。如乳酸脫氫酶是四聚體酶。亞基有兩型:骨骼肌型(M型）和心肌型（H型）。兩型亞基以不同比例組成五種同工酶，如ＬDH1（HHHH)、ＬＤH2(HＨＨM）等。它們具有不同的電泳速度，對同一底物表現(xiàn)不同的Kｍ值。單個亞基無酶的催化活性。心肌、腎以LDＨ1為主,肝、骨骼肌以LＤH5為主。肌酸激酶是二聚體，亞基有M型(肌型)和B型（腦型）兩種.腦中含CK1(ＢB型）；骨骼肌中含CＫ3（ＭＭ型）；CK２（MB型）僅見于心肌.七、維生素維生素：維持肌體正常生命活動不可缺少的一類小分子有機化合物。１、脂溶性維生素１)維生素Ａ。作用：與眼視覺有關，合成視紫紅質的原料；維持上皮組織結構完整;促進生長發(fā)育。缺乏可引起夜盲癥、干眼病等。2)維生素D。作用：調節(jié)鈣磷代謝,促進鈣磷吸收。缺乏兒童引起佝僂病，成人引起軟骨病。3）維生素Ｅ。作用：體內最重要的抗氧化劑,保護生物膜的結構與功能；促進血紅素代謝；動物實驗發(fā)現(xiàn)與性器官的成熟與胚胎發(fā)育有關。4）維生素K。作用:與肝臟合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ有關.缺乏時可引起凝血時間延長,血塊回縮不良。2、水溶性維生素１）維生素B１。又名硫胺素,體內的活性型為焦磷酸硫胺素(TPP），TPP是α—酮酸氧化脫羧酶和轉酮醇酶的輔酶,并可抑制膽堿酯酶的活性,缺乏時可引起腳氣病和（或）末梢神經炎。２）維生素Ｂ2。又名核黃素，體內的活性型為黃素單核苷酸(ＦMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FＡＤ）。FMN和FAD是體內氧化還原酶的輔基,缺乏時可引起口角炎、唇炎、陰囊炎、眼瞼炎等癥.３）維生素PP。包括尼克酸及尼克酰胺,肝內能將色氨酸轉變成維生素PP,體內的活性型包括尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD＋）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+）。多種不需氧脫氫酶的輔酶,缺乏時稱為癩皮癥,主要表現(xiàn)為皮炎、腹瀉及癡呆。4）維生素B6。包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺,體內活性型為磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡哆醛是氨基酸代謝中的轉氨酶及脫羧酶的輔酶,也是δ-氨基γ-酮戊酸(ＡLＡ）合成酶的輔酶。5）泛酸。又稱遍多酸，在體內的活性型為輔酶Ａ及?；d體蛋白（ＡCP）。在體內輔酶A及?；d體蛋白(ＡＣP）構成?；D移酶的輔酶。6）生物素。生物素是體內多種羧化酶的輔酶，如丙酮酸羧化酶，參與二氧化碳的羧化過程。７）葉酸.以四氫葉酸的形式參與一碳基團的轉移,一碳單位在體內參加多種物質的合成，如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等。葉酸缺乏時，DＮＡ合成受抑制,骨髓幼紅細胞DNA合成減少，造成巨幼紅細胞貧血。８)維生素B１2.又名鈷胺素，唯一含金屬元素的維生素.參與同型半工半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸的反應，催化這一反應的蛋氨酸合成酶（又稱甲基轉移酶)的輔基是維生素Ｂ12，它參與甲基的轉移。一方面不利于蛋氨酸的生成,同時也影響四氫葉酸的再生，最終影響嘌呤、嘧啶的合成，而導致核酸合成障礙，產生巨幼紅細胞性貧血。９)維生素Ｃ。促進膠原蛋白的合成；是催化膽固醇轉變成7－α羥膽固醇反應的7－α羥化酶的輔酶;參與芳香族氨基酸的代謝;增加鐵的吸收；參與體內氧化還原反應，保護巰基等作用。缺乏出現(xiàn)壞血病。第五章糖代謝新陳代謝（物質代謝)是指生物與周圍環(huán)境進行物質和能量交換的過程。包括同化作用和異化作用。特點：１、溫和條件下由酶催化完成；２、反應協(xié)調而有順序性；3、反應分步進行并伴有能量變化,有中間產物。糖代謝是生物體廣泛存在的最基本代謝.糖代謝為生物提供重要的碳源和能源。生物所需的能量，主要由糖代謝提供。糖代謝包括糖的分解代謝和合成代謝，分解代謝包括糖的有氧氧化分解（糖酵解、丙酮酸氧化脫羧、三羧酸循環(huán)）和磷酸戊糖途徑；合成代謝包括糖異生和光合作用。注：代謝章節(jié)的特點是易懂難記，但對于任何一種代謝過程無非學習以下幾個方面知識:1、每步中間反應的反應物和產物是什么；２、催化的酶是什么;３、物質和能量變化情況；4、代謝如何進行調節(jié)；（５、生物學意義）。一、糖酵解糖酵解（EＭP途徑）:葡萄糖經過一系列中間反應后生成丙酮酸的過程。糖酵解在細胞質中進行。１、過程:１）、葡萄糖磷酸化形成G－6－Ｐ；此反應不可逆，催化此反應的激酶有，已糖激酶和葡萄糖激酶。激酶：催化ＡTP分子的磷酸基（r—磷?；?轉移到底物上的酶稱激酶，一般需要Mg2+或Mn2+作為輔因子,底物誘導的裂縫關閉現(xiàn)象似乎是激酶的共同特征。2）、G-6-P異構化為Ｆ—６—P；此反應可逆,反應方向由底物與產物的含量水平控制。由磷酸葡萄糖異構酶催化，將葡萄糖的羰基C由C1移至C2，為Ｃ1位磷酸化作準備，同時保證C2上有羰基存在,這對分子的β斷裂,形成三碳物是必需的。3）、F-6—Ｐ磷酸化，生成F-1．6-Ｐ;此反應在體內不可逆，調節(jié)位點，由磷酸果糖激酶催化。磷酸果糖激酶既是酵解途徑的限速酶,又是酵解途徑的第二個調節(jié)酶4)、F－１．６-P裂解成3—磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮（DＨＡP)；該反應可逆,由醛縮酶催化。同時在生理環(huán)境中，３—磷酸甘油醛不斷轉化成丙酮酸，驅動反應向右進行。5）、磷酸二羥丙酮（ＤHAP)異構化成3—磷酸甘油醛;由磷酸丙糖異構酶催化。已糖轉化成3-磷酸甘油醛后,C原子編號變化：Ｆ-1。６—P的C1—P、C6—Ｐ都變成了3－磷酸甘油醛的C３—Ｐ6）、３—磷酸甘油醛氧化成1.3—二磷酸甘油酸；由磷酸甘油醛脫氫酶催化。此反應可逆，既是氧化反應，又是磷酸化反應，氧化反應的能量驅動磷酸化反應的進行。碘乙酸可與酶的—SH結合，抑制此酶活性，砷酸能與磷酸底物競爭，使氧化作用與磷酸化作用解偶連（生成3—磷酸甘油酸)。7）、1．3-二磷酸甘油酸轉化成3—磷酸甘油酸和ＡTP;此反應可逆,由磷酸甘油酸激酶催化.這是酵解過程中的第一次底物水平磷酸化反應，也是酵解過程中第一次產生ATＰ的反應。一分子Glc產生二分子三碳糖，共產生2ATP.這樣可抵消Glc在兩次磷酸化時消耗的2ATP。8）、３-磷酸甘油酸轉化成2—磷酸甘油酸;此反應可逆,磷酸甘油酸變位酶催化，磷酰基從C３移至Ｃ２.9)、2—磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸;此反應可逆,烯醇化酶催化。2-磷酸甘油酸中磷脂鍵是一個低能鍵(△Ｇ=-1７.6Kj/mol）而磷酸烯醇式丙酮酸中的磷酰烯醇鍵是高能鍵(△Ｇ=－62.1Kj/mｏl），因此,這一步反應顯著提高了磷?；霓D移勢能。10）、磷酸烯醇式丙酮酸生成ATP和丙酮酸;此反應不可逆，調節(jié)位點。由丙酮酸激酶催化,丙酮酸激酶是酵解途徑的第三個調節(jié)酶，這是酵解途徑中的第二次底物水平磷酸化反應,磷酸烯醇式丙酮酸將磷酰基轉移給ADP,生成ＡTＰ和丙酮酸EＭＰ總反應式：１葡萄糖＋2Pｉ+2ADP＋2NAD+→2丙酮酸+2ＡＴＰ+２NADＨ+２Ｈ++2H２O2、糖酵解的能量變化無氧情況下：凈產生2ATP(２分子ＮADＨ將2分子丙酮酸還原成乳酸)。有氧條件下:NＡＤH可通過呼吸鏈間接地被氧化,生成更多的ATP.1分子NADH→3ATＰ(或2。5ATP)1分子ＦADＨ２→2AＴP（或１。5ＡＴP）因此，凈產生8ＡTP(酵解2ATP,2分子NADH進入呼吸氧化，共生成6ＡTＰ）.但在肌肉系統(tǒng)組織和神經系統(tǒng)組織:一個Glｃ酵解,凈產生6AＴP(2+２＊2）?！锔视土姿岽┧?2分子NADH進入線粒體，經甘油磷酸穿梭系統(tǒng)，胞質中磷酸二羥丙酮被還原成３—磷酸甘油,進入線粒體重新氧化成磷酸二羥丙酮，但在線粒體中的3—磷酸甘油脫氫酶的輔基是FAD,因此只產生4分子ＡTＰ。①：胞液中磷酸甘油脫氫酶。②:線粒體磷酸甘油脫氫酶.★蘋果酸穿梭機制：胞液中的ＮＡDＨ可經蘋果酸脫氫酶催化，使草酰乙酸還原成蘋果酸，再通過蘋果酸—2—酮戊二酸載休轉運,進入線粒體內,由線粒體內的蘋果酸脫氫酶催化，生成NADＨ和草酰乙酸。而草酰乙酸經天冬氨酸轉氨酶作用，消耗Glu而形成Asp.Ａsp經線粒體上的載體轉運回胞液。在胞液中,Aｓp經胞液中的Asｐ轉氨酶作用,再產生草酰乙酸。經蘋果酸穿梭,胞液中NAＤH進入呼吸鏈氧化，產生3個ＡＴP.糖酵解過程中包含兩個底物水平磷酸化：一為1，3-二磷酸甘油酸轉變?yōu)?-磷酸甘油酸；二為磷酸烯醇式丙酮酸轉變?yōu)楸?。２、調節(jié)1）6-磷酸果糖激酶－１變構抑制劑：AＴＰ、檸檬酸變構激活劑：AMＰ、ADＰ、1，６—雙磷酸果糖(產物反饋激，比較少見）和2,6－雙磷酸果糖（最強的激活劑)。２）丙酮酸激酶變構抑制劑:ATP、肝內的丙氨酸變構激活劑:1，6-雙磷酸果糖３)葡萄糖激酶變構抑制劑:長鏈脂酰輔酶A注：此項無需死記硬背,理解基礎上記憶是很容易的，如知道糖酵解是產生能量的，那么有ATP等能量形式存在,則可抑制該反應，以利節(jié)能，上述的檸檬酸經三羧酸循環(huán)也是可以產生能量的,因此也起抑制作用；產物一般來說是反饋抑制的；但也有特殊，如上述的1，6—雙磷酸果糖。特殊的需要記憶，只屬少數(shù)。以下類同。關于共價修飾的調節(jié)，只需記住幾個特殊的即可，下面章節(jié)提及。3、丙酮酸的去路1)進入三羧酸循環(huán)2）乳酸的生成在厭氧酵解時(乳酸菌、劇烈運動的肌肉)，丙酮酸接受了3-磷酸甘油醛脫氫酶生成的ＮＡＤH上的氫，在乳酸脫氫酶催化下,生成乳酸。總反應：Gｌc+2ＡDP+2Pi→2乳酸+2ＡTP＋２H2Ｏ3）乙醇的生成酵母或其它微生物中,經糖酵解產生的丙酮酸,可以經丙酮酸脫羧酶催化,脫羧生成乙醛,在醇脫氫酶催化下，乙醛被NADH還原成乙醇。總反應：Glc+2ｐｉ+2ＡDＰ+2H+→２乙醇+2CO2+2ATＰ+２Ｈ20在厭氧條件下能產生乙醇的微生物,如果有氧存在時，則會通過乙醛的氧化生成乙酸，制醋.4）丙酮酸進行糖異生4、其它單糖進入糖酵解途徑:除葡萄糖外，其它單糖也可進行酵解，通過形成糖酵解的某一中間產物。各種單糖進入糖酵解的途徑，如糖原降解產物G-1—P異構成G-6—P。５、糖酵解的生理意義１）葡萄糖分解代謝的共同途徑;２）對于厭氧生物、缺氧或某些病理的組織來說,是糖分解和獲得能量的主要方式;3)糖酵解形成的很多中間產物,可作為合成其他物質的原料,與其他代謝途徑聯(lián)系起來。６、乳酸循環(huán):葡萄糖在肌肉組織中經糖的無氧酵解產生的乳酸,可經血循環(huán)轉運至肝臟,再經糖的異生作用生成自由葡萄糖后轉運至肌肉組織加以利用，這一循環(huán)過程就稱為乳酸循環(huán)(Ｃorｉ循環(huán)）.Cｏri循環(huán)是一個耗能過程:2分子乳酸生成1分子Glｃ,消耗6個ATP。乳酸循環(huán)是由于肝內糖異生活躍，又有葡萄糖—6—磷酸酶可水解6—磷酸葡萄糖，釋出葡萄糖.肌肉除糖異生活性低外,又沒有葡萄糖—6—磷酸酶。乳酸循環(huán)生理意義：避免損失乳酸以及防止因乳酸堆積引起酸中毒.二、糖有氧氧化葡萄糖的有氧氧化包括四個階段.①糖酵解產生丙酮酸(2丙酮酸、2AＴP、2ＮＡDH）②丙酮酸氧化脫羧生成乙酰ＣoA2×（CO2、NＡＤＨ）③三羧酸循環(huán)2×(2CO2、ＡTP、3NAＤＨ、FＡＤH２）④呼吸鏈氧化磷酸化(NADH--——-ＡＴＰ)三羧酸循環(huán):乙酰CoA經一系列的氧化、脫羧，最終生成CO2、H2Ｏ、并釋放能量的過程，又稱檸檬酸循環(huán)、Ｋreｂs循環(huán)。原核生物：①~④階段在胞質中真核生物：①在胞質中，②~④在線粒體中１、丙酮酸脫羧生成乙酰CoA。此反應在真核細胞的線粒體基質中進行,這是連接糖酵解與TCA的中心環(huán)節(jié)。１）丙酮酸脫氫酶系:丙酮酸脫氫酶系是一個十分龐大的多酶體系，位于線粒體膜上，電鏡下可見.Ｅ.coli丙酮酸脫氫酶復合體：分子量：4.5×1０６，直徑45ｎm，比核糖體稍大。酶輔酶每個復合物亞基數(shù)丙酮酸脫羧酶(E1）TPP２4二氫硫辛酸轉乙酰酶（E２)硫辛酸２4二氫硫辛酸脫氫酶（E3)ＦAＤ、ＮAD+12此外，還需要ＣoA、Ｍg2+作為輔因子。這些肽鏈以非共價鍵結合在一起,在堿性條件下，復合體可以解離成相應的亞單位，在中性時又可以重組為復合體.所有丙酮酸氧化脫羧的中間物均緊密結合在復合體上,活性中間物可以從一個酶活性位置轉到另一個酶活性位置，因此,多酶復合體有利于高效催化反應及調節(jié)酶在反應中的活性。２）反應步驟：（1)丙酮酸脫羧形成羥乙基-ＴＰP（２）二氫硫辛酸乙酰轉移酶（E2）使羥乙基氧化成乙?；ǎ常牛矊⒁阴；D給CｏA，生成乙酰－CoA（4）Ｅ3氧化E2上的還原型二氫硫辛酸（5）E３還原NAD＋生成ＮAＤH3）丙酮酸脫氫酶系的活性調節(jié)：從丙酮酸到乙酰CoＡ是代謝途徑的分支點,此反應體系受到嚴密的調節(jié)控制，此酶系受兩種機制調節(jié).（1）可逆磷酸化的共價調節(jié)：丙酮酸脫氫酶激酶(EＡ）（可被ＡTP激活）丙酮酸脫氫酶磷酸酶(EB)磷酸化的丙酮酸脫氫酶（無活性）去磷酸化的丙酮酸脫氫酶(有活性）（2）別構調節(jié)：ATP、ＣｏA、NAＤH是別構抑制劑。ATＰ抑制E1；CｏA抑制E2；NＡＤＨ抑制E3.4）能量變化:１分子丙酮酸生成1分子乙酰CoA,產生１分子ＮADH(3ATP）.2、三羧酸循環(huán)（TCＡ）的過程TＣA循環(huán)：每輪循環(huán)有2個C原子以乙酰CoA形式進入,有２個C原子完全氧化成CO２放出，分別發(fā)生4次氧化脫氫,共釋放12ATP。1)反應步驟（1）、乙酰CoA+草酰乙酸→檸檬酸檸檬酸合酶,TCA中第一個調節(jié)酶：受ATP、NADH、琥珀酰ＣoA、和長鏈脂肪酰ＣｏA的抑制;受乙酰CoA、草酸乙酸激活。氟乙酰CoＡ可與草酰乙酸生成氟檸檬酸，抑制下一步反應的酶,據(jù)此，可以合成殺蟲劑、滅鼠藥。（2）、檸檬酸→異檸檬酸由順鳥頭酸酶催化(3)、異檸檬酸氧化脫羧生成α－酮戊二酸和NAＤH異檸檬酸脫氫酶，這是三羧酸循環(huán)中第一次氧化脫羧反應，TCＡ中第二個調節(jié)酶:Mg2+（Mn２+）、NＡＤ+和ADＰ可活化此酶，NＡDH和ATP可抑制此酶活性。細胞在高能狀態(tài):AＴP/ＡDP、NＡDH／NAD+比值高時,酶活性被抑制。線粒體內有二種異檸檬酸脫氫酶,一種以ＮAD+為電子受體，另一種以ＮＡＤP＋為受體。前者只在線粒體中,后者在線粒體和胞質中都有。（4)、α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoＡ和NADＨα-酮戊二酸脫氫酶系,TＣA循環(huán)中的第三個調節(jié)酶：受ＮADＨ、琥珀酰CoＡ、Ｃa2+、AＴP、GＴＰ抑制，α-酮戊二酸脫氫酶系為多酶復合體，與丙酮酸脫氫酶系相似（先脫羧,后脫氫）（5）、琥珀酰CｏA生成琥珀酸和GTP琥珀酰CoA合成酶（琥珀酸硫激酶)，這是TＣＡ中唯一的底物水平磷酸化反應,直接生成GTP。在高等植物和細菌中,硫酯鍵水解釋放出的自由能，可直接合成ATP。在哺乳動物中，先合成ＧTP，然后在核苷二磷酸激酶的作用下，GTP轉化成ＡTP.（6）、琥珀酸脫氫生成延胡索酸（反丁烯二酸）和FＡDＨ琥珀酸脫氫酶是TCA循環(huán)中唯一嵌入線粒體內膜的酶。丙二酸是琥珀酸脫氫酶的競爭性抑制劑,可阻斷三羧酸循環(huán)。(7)、延胡索酸水化生成L—蘋果酸延胡索酸酶具有立體異構特性，OＨ只加入延胡索酸雙鍵的一側,因此只形成L—型蘋果酸.(8)、Ｌ—蘋果酸脫氫生成草酰乙酸和NADHＬ—蘋果酸脫氫酶，平衡有利于逆反應，但生理條件下，反應產物草酰乙酸不斷合成檸檬酸，其在細胞中濃度極低，少于10－６moｌ/L，使反應向右進行。2）TCＡ循環(huán)小結（1)、總反應式：丙酮酸+4ＮAD+＋FAD＋GＤＰ→4NADＨ+FADH２+ＧTP＋3CO2+H2O乙酰CoA+３NAＤ+＋FＡD+GＤP→３NAＤH+FＡDＨ2+ＧＴP+2CＯ２+H2O（2）、一次底物水平的磷酸化、二次脫羧反應，三個調節(jié)位點，四次脫氫反應。3個NADＨ、1個ＦADH2進入呼吸鏈(3)、三羧酸循環(huán)中碳骨架的不對稱反應同位素標記表明,乙酰CoA上的兩個C原子在第一輪TCA上并沒有被氧化。被標記的羰基碳在第二輪TＣＡ中脫去.在第三輪TCA中，兩次脫羧,可除去最初甲基碳的５0%,以后每循環(huán)一次，脫去余下甲基碳的5０％3）一分子Ｇlc徹底氧化產生的AＴP數(shù)量（按NAＤH的P／O=3,FAＤＨ２的為2來計算）（在肝臟中)反應酶ATＰ消耗產生AＴP方式ATＰ數(shù)量合計糖酵解已糖激酶1—18磷酸果糖激酶1-１磷酸甘油醛脫氫酶ＮAＤH呼吸鏈氧化磷酸化2×3磷酸甘油酸激酶底物水平磷酸化2×1丙酮酸激酶底物水平磷酸化2×1ＴCA丙酮酸脫氫酶復合物NADH2×330異檸檬酸脫氫酶NＡＤH2×3α—酮戊二酸脫氫酶復合物ＮADH2×3琥珀酸脫氫酶FＡＤＨ２2×2蘋果酸脫氫酶NADH2×3琥珀酰CoA合成酶底物水平磷酸化2×1凈產生：38ＡTP在骨骼肌、腦細胞中,凈產生：３6ＡＴＰ甘油磷酸穿梭,1個ＮADH生成２個ATP蘋果酸穿梭，1個NADH生成3個ATP（1）、磷酸甘油穿梭機制：磷酸二羥丙酮+NADＨ＋Ｈ+→3—磷酸甘油+ＮＡD+3—磷酸甘油進入線粒體，將２H交給FＡD而生成ＦADH2，F(xiàn)ADH２可傳遞給輔酶Q，進入呼吸鏈,產生2ＡTP(3－磷酸甘油脫氫酶的輔酶是FＡD)。（2)、蘋果酸穿梭機制：胞液中NＡDＨ可經蘋果酸酶催化，使草酰乙酸還原成蘋果酸，再通過蘋果酸－α－酮戊二酸載體轉運，進入線粒體,由線粒體內蘋果酸脫氫酶催化，生成NAＤH和草酰乙酸,ＮＡＤH進入呼吸鏈氧化，生成3ATP。（蘋果酸脫氫酶的輔酶是NＡD+)１分子Gｌc在肝、心中完全氧化,產生38ATP，在骨骼肌、神經系統(tǒng)組織中,產生36ＡTP。4)三羧酸循環(huán)的代謝調節(jié)（1）、檸檬酸合酶（限速酶）:受AＴＰ、NAＤH、琥珀酰ＣｏA及脂酰ＣoA抑制.受乙酰CoA、草酰乙酸激活（2）、異檸檬酸脫氫酶:NＡDH、ＡTP可抑制此酶,ＡDP可活化此酶,當缺乏AＤＰ時就失去活性.（3）、α-酮戊二酸脫氫酶：受NAＤH和琥珀酰CoA抑制。5）TCA的生物學意義(1）氧化提供能量。線粒體外的ＮＡDH，可通過3—磷酸甘油穿梭和蘋果酸穿梭機制，運到線粒體內,經呼吸鏈再氧化，這兩種機制在不同組織的細胞中起作用。（2）ＴＣA是生物體內其它有機物氧化的主要途徑，如脂肪、氨基酸、糖（3)ＴCA是物質代謝的樞紐.一方面，TCＡ是糖、脂肪、氨基酸等徹底氧化分解的共同途徑；另一方面，循環(huán)中生成的草酰乙酸、α—酮戊二酸、檸檬酸、琥珀酰CoＡ和延胡索酸等又是合成糖、氨基酸、脂肪酸、卟啉等的原料,因而TCＡ將各種有機物的代謝聯(lián)系起來。TCA是聯(lián)系體內三大物質代謝的中心環(huán)節(jié)，為合成其它物質提供C架。6）TCA的回補反應三羧酸循環(huán)中間物的的回補：在TCＡ循環(huán)中,有些中間產物是合成其它物質的前體,如卟啉的主要碳原子來自琥珀酰CoA，Glu、Ａsp可以從α-酮戊二酸和草酰乙酸衍生而成,一旦草酰乙酸濃度下降，則會影響ＴCA循環(huán),因此這些中間產物必須不斷補充，以維持TCA循環(huán)。產生草酰乙酸的途徑有三個：（1）、丙酮酸羧化酶催化丙酮酸生成草酰乙酸丙酮酸羧化酶是一個調節(jié)酶，乙酰CoＡ可以增加其活性。需要生物素為輔酶（２）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸轉化成草酰乙酸在腦、心臟中存在這個反應。(3）、Asｐ、Glu轉氨可生成草酰乙酸和α-酮戊二酸Ile、Val、Thr、Mｅt也會形成琥珀酰CoＡ，最后生成草酰乙酸附：葡萄糖有氧氧化生成的ＡＴP反應輔酶ATP第一階段葡萄糖6－磷酸葡萄糖-1６-磷酸果糖1，6雙磷酸果糖－12*3-磷酸甘油醛２*1，3－二磷酸甘油酸ＮAＤ+２＊3或２*2（詳見）2＊1,3—二磷酸甘油酸2＊3-磷酸甘油酸2＊12＊磷酸烯醇式丙酮酸２*丙酮酸２＊1第二階段２＊丙酮酸2＊乙酰CｏＡNAD＋2*3第三階段2*異檸檬酸２＊α-酮戊二酸ＮAD+2＊32＊α—酮戊二酸2*琥珀酰CoANAD+2*32＊琥珀酰ＣoA２＊琥珀酸2*12＊琥珀酸2＊延胡索酸FAD2＊22＊蘋果酸２＊草酰乙酸ＮAD+2＊3凈生成38或36個ATP３、磷酸戊糖途徑也稱磷酸己糖支路,發(fā)生在胞質中。細胞內Glc的氧化分解，除通過糖酵解，三羧酸循環(huán)和發(fā)酵外,還能直接氧化分解.即反應開始，在G－６-P上的C2原子上直接氧化,通過一系列轉化被分解,此為磷酸戊糖途徑。兩個事實：①用碘乙酸和氟化物抑制糖酵解(磷酸甘油醛脫氫酶）發(fā)現(xiàn)Ｇlｃ的消耗并不因此而受影響，證明葡萄糖還有其它的分解途徑②用1４C分別標記Gｌc的C1和C6，然后分別測定14CO2生成量，發(fā)現(xiàn)Ｃ１標記的Ｇlc比Ｃ6標記的Glｃ更快、更多地生成1４CO2，如果糖酵解是唯一的代謝途徑,那么1４C1和1４C2生成14CO2的速度應該相同。1)、反應過程Glc經磷酸戊糖途徑氧化分解可分為兩個階段.第一階段:６-磷酸葡萄糖氧化脫羧生成5—磷酸核糖第二階段：磷酸戊糖分子重排,產生不同碳鏈長度的磷酸單糖（1)６-磷酸葡萄糖脫氫脫羧生成5-磷酸核酮糖在此氧化脫羧階段中，Ｇｌc經兩次脫氫，一次脫羧,生成5－磷酸核酮糖及ＮADＰH。６—磷酸葡萄糖脫氫酶是磷酸戊糖途徑的調控酶，NＡDＰH反饋抑制此酶活性。（2)磷酸戊糖異構生成5-磷酸核糖及5－磷酸木酮糖（表異構酶）5—磷酸木酮糖產率：２/3;（異構酶）5－磷酸核糖產率:1／3(３）磷酸戊糖通過轉酮、轉醛反應生成酵解途徑的中間產物（Ｆ-6-P，3-磷酸甘油醛）ａ．轉酮反應:５—磷酸木酮糖將自身的二碳單位（羥乙?；┺D到５－磷酸核糖的C１上，生成3－磷酸甘油醛和7－磷酸景天庚酮糖。轉酮酶需TＰP為輔酶,作用機理與丙酮酸脫氫酶中的ＴPＰ類似.b。轉醛反應：轉醛酶將7－磷酸庚酮糖上的三碳單位（二羥丙酮基)轉到３—磷酸甘油醛的Ｃ1上，生成４－磷酸赤鮮糖和６-磷酸果糖。（４)轉酮反應（轉酮酶）4－磷酸赤鮮糖接受另一分子5－磷酸木酮糖上的二碳單位（羥乙?；?生成6—磷酸果糖和3—磷酸甘油醛磷酸戊糖分子重排的總結果是:2個5—磷酸木酮糖+１個５－磷酸核糖→2個（F-６-Ｐ）+1個3磷酸甘油醛由于5－磷酸木酮糖可以由5-磷酸核糖經差向酶轉化而來，所以上式可寫成：3個5-磷酸核糖→2個(F-6—Ｐ）+１個3磷酸甘油醛.因此，在細胞中若形成過量的磷酸戊糖可以經磷酸戊糖途徑轉化為６—磷酸果糖及3-磷酸甘油醛，與糖酵解途徑相連.２）磷酸戊糖途徑小結1、通過此途徑，可將Ｇ—6-P徹底氧化Ｇ-6-P+12NAＤＰ++6H2O→12NADPH＋12Ｈ++６CO２相當于（3６－１)個ＡＴP3）磷酸戊糖途徑的調節(jié)6-磷酸葡萄糖脫氫酶是磷酸戊糖途徑的限速酶，催化不可逆反應。其活性主要受ＮADP+／ＮＡＤＰH比例的調節(jié)。機體內,NＡＤ+/ＮADH為7０0，而NADP＋/NADPH僅為0．０１4，這就使NADPＨ可以進行有效地反饋抑制調節(jié)6-磷酸葡萄糖脫氫酶和6—磷酸葡萄糖酸脫氫酶的活性。只有ＮＡＤPH被生物合成消耗后，才能解除抑制.非氧化階段戊糖的轉變主要受控于底物的濃度。5-磷酸核糖過多時可以轉化為６-磷酸果糖和3—磷酸甘油醛進行酵解。４)磷酸戊糖途徑與糖酵解途徑的協(xié)調調節(jié)G－6—P的流向取決于對ＮＡDPＨ、磷酸戊糖及ATＰ的需要。（1）需要核糖—５－P（用于合成嘌呤核苷酸）的量比NAＤPH的量大得多時，大多數(shù)G-6—P轉變成5－磷酸核糖。還可由轉酮酶、轉醛酶催化，將２分子F-6-P和一分子甘油醛-３—P轉變成3分子核糖-5－P。G-6－P+2ＮADP+＋H2O→核糖—5－Ｐ+2NＡDＰＨ+2H+2果糖－6—P＋甘油醛—3—P→３核糖-5-P（２)對ＮADPH和5－磷酸核糖的需要量平衡時，代謝就通過氧化階段由G－6－Ｐ氧化脫羧，生成2個NAＤPＨ和1個核糖—５—P反應：G-6—P＋２ＮADP++Ｈ2O→核糖-5—Ｐ+２NADP+２H+＋CO2（3）需要ＮADＰH的量比5-磷酸核糖的量多得多時,G—6－P就完全氧化成CＯ2反應式：6（G—6—P）+１２NADＰ++6H2O→６(5—磷酸核糖）+1２NADＰH+１２Ｈ++6CO２生成的5-磷酸核糖通過非氧化重組及Glｃ異生作用，再合成G-Ｐ-６。G-6-P+12NAＤP++6H2O→12NADPH＋１2H+＋6CO2（４）需要ＮADPH和ＡTP更多時,G-６－Ｐ轉化成丙酮酸磷酸戊糖途徑→3-磷酸甘油醛+６－磷酸果糖→糖酵解3（G－6-P）＋６NAＤP++５ＮAD++５Ｐi+8ADＰ→5丙酮酸+6NADPＨ+5NADH2+8ATP＋2H２O+8H+＋3CO25）磷酸戊糖途徑的生理意義（１）產生大量的NＡDＰＨ,為細胞的各種合成反應提供主要的還原力.NAＤPH作為主要的供氫體，為脂肪酸、固醇、四氫葉酸等的合成，非光合細胞中硝酸鹽、亞硝酸鹽的還原，及氨的同化等所必需。哺乳動物的脂肪細胞和紅細胞中占5０％,肝中占1０﹪。（2）中間產物為許多化合物的合成提供原料。產生的磷酸戊糖參加核酸代謝。4-磷酸赤蘚糖與糖酵解中的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP）可合成莽草酸,經莽草酸途徑可合成芳香族a．a.（3）是植物光合作用中CＯ2合成Glc的部分途徑。注：NＡDPＨ主要用于還原反應,其電子通常不經電子傳遞鏈傳遞,一般不用于ATＰ合成。如ＮＡDPH用于供能，需通過兩個偶聯(lián)反應,進行穿梭轉運,將氫轉移至線粒體NAD+上。胞液內:α-酮戊二酸+CO２＋NＡＤPＨ＋H+=異檸檬酸+NADP+異檸檬酸能自由通過線粒體膜,傳遞氫.線粒體內：異檸檬酸+NAD＋=α－酮戊二酸+CＯ2+NADH+H+一分子Ｇlc經磷酸戊糖途徑,完全氧化,產生1２分子NADPＨ,可生成（36-1）=3５AＴＰ。4、糖的異生作用糖異生是指從非糖物質合成Glc的過程。植物利用光、CＯ2和H2O合成糖。動物可以將丙酮酸、甘油、乳酸及某些氨基酸等非糖物質轉化成糖。1）糖異生的證據(jù)及生理意義證據(jù)：大鼠禁食２4ｈ,肝糖原由7%降至１%。再喂乳酸、丙酮酸或ＴＣA中間產物,肝糖原會增加。意義:糖異生是一個十分重要的生物合成葡萄糖的途徑。紅細胞及大腦是以Glc為主要能量,成人每天需１６0克Glc,而其中1２0克Ｇｌc用于腦代謝.糖異生主要在肝臟中進行，腎上腺皮質中也有，腦和肌肉細胞中很少。因此,在血中葡萄糖濃度降低時首先是腦受到傷害.2）糖異生途徑糖異生起源于細胞線粒體內。由丙酮酸生成Glc是糖異生的主要途徑。從丙酮酸到葡萄糖的糖異生途徑不是糖酵解的簡單逆轉，因為在糖酵解中有３步是不可逆步驟,糖異生時必須饒過這３步：①Glc到G—６－P，②F-6—P到F-1。6－P③PEＰ到丙酮酸（1）丙酮酸被羧化成草酰乙酸(線粒體內）丙酮酸+CO２+ATP→草酰乙酸+ＡDP丙酮酸羥化酶需要生物素為輔酶。人和哺乳動物的丙酮酸羧化酶主要存在于肝臟和腎的線粒體內，所以細胞液中的丙酮酸要經過運載載體進入線粒體后才能羧化成草酰乙酸。丙酮酸羧化酶還催化三羧酸循環(huán)的回補反應，所以,草酰乙酸既是糖異生的中間物,又是三羧酸循環(huán)的中間物，丙酮酸羧化酶聯(lián)系著三羧酸循環(huán)和糖異生作用丙酮酸羧化酶是別構酶，受乙酰CoA和高比值ATP/ADP的激活.若細胞內AＴP含量高，則三羧酸循環(huán)的速度降低，糖異生作用加強。（2）草酰乙酸被還原成蘋果酸(線粒體內)，蘋果酸脫氫酶。該反應的逆反應就是ＴCA。生成的蘋果酸從線粒體內運到線粒體外。(3）蘋果酸被重新氧化成草酰乙酸（線粒體外）,蘋果酸脫氫酶.（4）草酰乙酸生成磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸羧化激酶。（5)磷酸烯醇式丙酮酸沿糖酵解的逆方向生成1.6-二磷酸果糖.(６)、F—1.6—P→F－6-Ｐ,果糖二磷酸酶。這是糖異生的關鍵反應，果糖二磷酸酶被AMP、2.6—二磷酸果糖強烈抑制，但被ATＰ、檸檬酸和3-磷酸甘油酸激活。（７)６－磷酸果糖異構化為6—磷酸葡萄糖，磷酸葡萄糖異構酶.(8)6—磷酸葡萄糖生成葡萄糖,葡萄糖—6－磷酸酶。糖異生總反應：2丙酮酸+4ＡTP+２ＧTP+2ＮＡＤH+2Ｈ++4Ｈ20→Gｌc+2NAD+＋4ADP＋２ＧＤＰ+6Ｐi。從２分子丙酮酸形成Ｇlc共消耗6個ATＰ,2個NADH。在糖異生中，有三步反應與糖酵解途徑不同:丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸；1。6—二磷酸果糖→F-6—P;Ｇ-6—Ｐ→Glc3）糖異生途徑的前體凡是能生成丙酮酸或成草酰乙酸的物質都可以變成葡萄糖,如ＴCA中全部的中間產物，大多數(shù)氨基酸.植物微生物經過乙醛酸循環(huán)，可將乙酰CoA轉化成草酰乙酸，因此可以將脂肪酸轉變成糖.動物體中不存在乙醛酸循環(huán)，因此不能將乙酰CoA轉變成糖。非生糖氨基酸：Ile、Lｅu、Tｙｒ、Ｔrp反芻動物胃、腸道細菌分解纖維素,產生乙酸、丙酸、丁酸等，其中奇數(shù)碳脂肪酸可轉變成琥珀酰CoA，進入TＣA,生糖。4）糖異生和糖酵解的代謝協(xié)調調控糖異生和糖酵解在細胞中是兩個相反的代謝途徑，同時,又是協(xié)調的.①高濃度Ｇ—6—Ｐ抑制已糖激酶，活化Ｇ-6—P酶，抑制酵解，促進異生.②酵解和異生的控制點是F—6—P與F-1.６—2Ｐ的轉