云南大學(xué)生化下冊(cè)生物能學(xué)原理

云南大學(xué)生化下冊(cè)生物能學(xué)原理一、生物系統(tǒng)遵循熱力學(xué)定律一個(gè)體系及其周圍環(huán)境得總能量就是一個(gè)常數(shù)。能量可以在系統(tǒng)內(nèi)轉(zhuǎn)移,或從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。有機(jī)化合物氧化時(shí)釋放得能量等于該物質(zhì)所具有得化學(xué)鍵能與其氧化產(chǎn)物所含化學(xué)鍵能之差。(一)熱力學(xué)第一定律——能量守恒定律熵(entropy)表示一個(gè)系統(tǒng)得無序或隨機(jī)程度。常用?G(自由能得變化)衡量一個(gè)生物化學(xué)過程就是否能夠自發(fā)進(jìn)行:?G<0,反應(yīng)不可逆?G>0,反應(yīng)為吸能反應(yīng)(?G值越大,則系統(tǒng)越穩(wěn)定,發(fā)生反應(yīng)得傾向越小。)?G=0,反應(yīng)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)(二)熱力學(xué)第二定律

——自動(dòng)發(fā)生得過程總熵增加?Go:當(dāng)反應(yīng)物濃度為1mol/L,反應(yīng)溫度為25℃,壓力為1大氣壓時(shí),用?Go表示標(biāo)準(zhǔn)自由能變化。?Go

:生物化學(xué)反應(yīng)時(shí),將pH定為7、0,這種狀態(tài)下得標(biāo)準(zhǔn)自由能變化用?Go

表示。?Go

可根據(jù)平衡常數(shù)Keg進(jìn)行計(jì)算:

?Go

=-2、303RTlogKeg

R為氣體常數(shù)R=8、31×10-3kJ/mol·K,T為絕對(duì)溫度。

(一)代謝物轉(zhuǎn)變時(shí)釋放得自由能提供另一種代謝物得轉(zhuǎn)變二、體內(nèi)吸能過程與放能過程偶聯(lián)進(jìn)行A+C→B+D+熱能(二)一個(gè)熱力學(xué)上不利得反應(yīng)可被熱力學(xué)有利得反應(yīng)驅(qū)動(dòng)AB+CBDAD+C(三)放能反應(yīng)時(shí)生成高能化合物提供吸能反應(yīng)所需得自由能ACB~DEE～E代表高能化合物,E為相應(yīng)得低能化合物

三、ATP在能量捕獲、轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存和利用過程中起核心作用一般將?Go

大于ATP(包括ATP),或?Go

大于21kJ/mol得磷酸化合物稱為高能磷酸化合物。用符號(hào)~P表示高能磷酸鍵。(一)高能磷酸化合物得磷?；鈺r(shí)釋放出大量自由能高能磷酸化合物:一些生物學(xué)重要得有機(jī)磷酸化合物水解時(shí)釋放得標(biāo)準(zhǔn)自由能化合物?Go

kJ/mol(kcal/mol)磷酸烯醇式丙酮酸-61、9(-14、8)氨基甲酰磷酸-51、4(-12、3)1,3-二磷酸甘油酸-49、3(-11、8)磷酸肌酸-43、1(-10、3)ATP→ADP+Pi-30、5(-7、3)ADP→AMP+Pi-27、6(-6、6)焦磷酸-27、6(-6、6)1-磷酸葡萄糖-20、9(-5、0)6-磷酸果糖-15、9(-3、8)AMP-14、2(-3、4)6-磷酸葡萄糖-13、8(-3、3)3-磷酸甘油醛-9、2(-2、2)10大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流高能化合物得類型:(1)磷氧鍵型;(2)氮磷鍵型;(3)硫酯鍵型;(4)甲硫鍵型。(二)ATP將熱力學(xué)上不利得過程和有利得反應(yīng)相偶聯(lián)體內(nèi)許多代謝物得“活化”反應(yīng)(吸能)大多直接或間接地與ATP酸酐鍵得水解放能反應(yīng)相偶聯(lián),使“活化”反應(yīng)能順利進(jìn)行。OCH2HOHOHOHHOHHOHHH葡萄糖ATPADPMg2+己糖激酶(hexokinase)OHOHOHHOHHOHHOCH2H6-磷酸葡萄糖PP(三)腺苷酸激酶(adenylatekinase)催化腺嘌呤核苷酸之間相互轉(zhuǎn)變

ATP+AMP2ADP(四)核苷二磷酸激酶催化UTP、CTP、GTP生成

ATP+UDP→ADP+UTP

ATP+CDP→ADP+CTP

ATP+GDP→ADP+GTP(五)磷酸肌酸作為肌和腦中能量得一種儲(chǔ)存形式ATPADP肌酸磷酸肌酸

氧化磷酸化底物水平磷酸化~P~P機(jī)械能(肌肉收縮)滲透能(物質(zhì)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn))化學(xué)能(合成代謝)電能(生物電)熱能(維持體溫)生物體內(nèi)能量得儲(chǔ)存和利用都以ATP為中心。人體內(nèi)ATP得來源和去路:四、ATP在能量代謝中得作用(一)ATP儲(chǔ)存有高能量得原因:1、ATP負(fù)電荷斥力。2、水解產(chǎn)物比ATP有更多得共振結(jié)構(gòu)3、H＋得推動(dòng)力。

ATP+H2OADP3-