Chaper8生物体内的有机反应.ppt

第八章 生物体内的有机化学 几种主要的有机代谢反应 生物体内的有机化学生物体内的有机化学 第一节 生物体内大分子立体结构的维系 共价键 氢键 配位键 离子键 疏水作用 范德华作用力 （1）非共价键 氢键 离子键 范德瓦尔力 疏水作用 （2） S-S键 维持蛋白质空间结构中重要的化学键 共价键键角 氢键及其典型的键长 DNA碱基对中的氢键 D N A 中 的 氢 键 酶的选择性结合（氢键） 血红蛋白中的配价键 血红素（铁卟啉） 酶中的离子键 范德华力与距离的关系 使蛋白质相互连接的作用（力） 第二节 生物体内发生的 基本化学反应 一、水解及缩合 酯键，酰胺键，糖苷键的水解。缩合是水解的逆反 应如 二、氧化和还原 重要的有机代谢反应 三、碳链增长反应 ACPacyl carrier protein酰基载体蛋白 四、DNA的烷基化及去烷基化 五、磷酰化反应 ATP（adenosine triphosphate)，三磷酸腺苷 六、分子重排反应 七、异构化反应 第三节 生物有机化学的 立体效应 K1/K2=104 一、邻基效应（proximity effect） 二、潜手性中心与潜手性面的选择 乙醛分子的潜手性面 乙醛加氘生成手性醇的反应 醇和辅酶NAD+作用 在一些酶催化的氧化还原反应中，质子的加入和消除，都有严格的立体选择性。 NAD+（nicotinamide adenine dinucleotide）， 即烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 是一种重要的电子和质子载体 氘代乙醇和辅酶NAD+的氧化还原反应 YADH（yeast alcohol dehydrogenase） 酵母乙醇脱氢酶 乙醇 脱氢 酶催 化乙 醛的 还原 三、生物分子的相互作用与超分子 1、模板效应 5 3 A T G C G T A T G T A C G C A T A C 3 5 根据碱基互补原理发展起来的 模板分子探针技术，是核酸分 析鉴定的重要方法之一。 DNA碱基对的识别 2、分子识别 （molecular recognition） 分子识别分子识别：分子间一种特殊的、专一性的相互作用分子间一种特殊的、专一性的相互作用 例如：抗体抗原 酶底物 RNADNA遗传信息 分子识别分子识别：空间匹配 缔合力：氢键 静电引力 堆积作用 疏水作用 受体(Acceptor)和底物(Substrate) 反应1反应1 反应2 反应反应1 1被丙二酸抑制被丙二酸抑制 3、超分子 (Supermolecules) 超分子是生物分子相互识别和作用的一种特殊中间过 程，几乎是一切生命现象和过程的必需阶段。 如，琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸脱氢过程中，关键是形 成脱氢酶琥珀酸“超分子” 主体主体( (HostHost) )和客体和客体( (GuestGuest) ) 冠醚的选择性吸附金属离子 冠醚 Yu Liu, Bao-Hang Han, Yun-Ti Chen; Coordination Chemistry Reviews 200202 (2000) 53 环糊精 杯芳烃 瓜环 第四节 主要的有机代谢反应 糖代谢 脂代谢 蛋白质代谢 第一阶段 葡萄糖（6C）断裂变为2个磷酸丙糖（3C） 注意，这个过程消耗了2个ATP分子 不可逆反应 一、糖代谢 不可逆反应 反应倾向生成磷酸甘油醛,往下以2分子甘油醛-3-P作为底物进行 第二阶段 生成丙酮酸 在这个阶段发生了氧化反应（生成NADH）和 第一次形成了高能键，共产生了2个ATP分子 接着，烯醇化酶催化的反应使分子内部基团重排能量 重新分布，形成了第二个高能键，共生成2个ATP分子 不可逆反应 第三阶段 丙酮酸还原成乳酸 在无氧的条件下，丙酮酸在乳酸脱氢酶的催 化下，加氢还原生成乳酸，所需的NADH 来 自第二阶段的反应。 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 1，6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛 1,3- 二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 磷酸二羟丙酮 乙醛乳酸乙醇 己糖激酶 磷酸己糖异构酶 磷酸果糖激酶 醛缩酶 脱氢酶 磷酸甘油酸激酶 变位酶 烯醇化酶 丙酮酸激 酶 乳酸脱氢酶 -ATP -ATP +ATP +ATP 糖原 1-P-G 糖酵解途径汇总 由1分子G在无氧条件下氧化解， 最终产生2分子ATP。如果从糖原 开始，则可得到3分子ATP 注意酵解途径中的3个 关键酶催化的不可逆 反应. 他们是: 1. 己糖激酶 2. 磷酸果糖激酶 3. 丙酮酸激酶 脂肪的分解代谢 二、脂代谢 按糖代谢途径进行分解注意，甘油必须从脂肪组织中转 运到肝脏分解，因为催化甘油磷酸化的甘油激酶为肝脏 、肾