生物化学经典题

1、.：.；计算一分子硬脂酸彻底氧化成CO2和H2O，产生的ATP分子数，并计算每克硬脂酸彻底氧化产生的自在能.答 1一分子硬脂酸需求经过8轮氧化，生成9个乙酰CoA，8个FADH2 和8NADH，9个乙酰CoA可生成ATP：109=90个；8个FADH2可生成ATP ：1.58=12个；8个NADH可生成ATP：2.58=20个；以上总计为122个ATP，但是硬脂酸活化为硬脂酰CoA时耗费了两个高能磷酸键，一分子硬脂肪酸净生成120个ATP。2120个ATP水解的规范自在能为12030.54KJ=3664.8KJ，硬脂肪酸的相对分子质量为256。故1克硬脂肪酸彻底氧化产生的自在能为3664.8/

2、256=13.5KJ。详解：硬脂酸活化为硬脂酰CoA时把一个ATP转化成为AMP，耗费了两个高能磷酸键，长链脂酰CoA和肉毒碱反响转移进线立体时没有耗能，在-氧化的反响过程中第一步脱氢：脂酰CoA在脂酰基CoA脱氢酶的催化下，其烃链的、位碳上各脱去一个氢原子，生成、烯脂酰CoAtrans-y-enoyl CoA，脱下的两个氢原子由该酶的辅酶FAD接受生成FAD.2H.后者经电子传送链传送给氧而生成水，同时伴有两分子ATP的生成。第二步加水没有能量损失，c再脱氢：-羟脂酰CoA在-羟脂酰CoA脱氢酶L-hydroxy acyl CoAdehydrogenase催化下，脱去碳上的2个氢原子生成-酮

3、脂酰CoA，脱下的氢由该酶的辅酶NAD+接受，生成NADHH+ .后者经电子传送链氧化生成水及3分子ATP. d硫解：-酮脂酰CoA在-酮脂酰CoA在硫解酶中无能量损失，1分子软脂酸含16个碳原子，靠7次氧化生成7分子NADH+H+，7分子FADH2，8分子乙酰CoA，而一切脂肪酸活化均需耗去2分子ATP.故1分子软脂酸彻底氧化共生成：72+73+812-2129分子 试阐明“酮尿症的生化机制。 泛指一个系统中，各元素之间的相互作用的过程和功能。机制一定是经过实际检验有效的方式方法，并进展一定的加工，使之系统化、实际化，这样才干有效地指点实际。泛指一个复杂的任务系统和某些自然景象的物理、化学规

4、律等等。生化机制：经常是指在某些生物体内的某些化学物经过一定的化学反响生成一定的化学物，这个过程使得完成某项生理功能或景象。是在生物化学这个角度，各个元素相互作用的过程并行使其功能。计算一分子硬脂酸彻底氧化成CO2和H2O，产生的ATP分子数，并计算每克硬脂酸彻底氧化产生的自在能 答 1一分子硬脂酸需求经过8轮氧化，生成9个乙酰CoA，8个FADH2 和8NADH，9个乙酰CoA可生成ATP：109=90个；8个FADH2可生成ATP ：1.58=12个；8个NADH可生成ATP：2.58=20个；以上总计为122个ATP，但是硬脂酸活化为硬脂酰CoA时耗费了两个高能磷酸键，一分子硬脂肪酸净生

5、成120个ATP。2120个ATP水解的规范自在能为12030.54KJ=3664.8KJ，硬脂肪酸的相对分子质量为256。故1克硬脂肪酸彻底氧化产生的自在能为3664.8/256=13.5KJ。苯酮尿症(phenlketonuria,PKU)主要是由于编码苯丙氨酸羟化酶(PAH)的基因突变,导致肝脏PAH活性降低或缺乏所致.各国运用分子生物学等技术对PAH基因突变进展了广泛研讨,到目前为止,有498突变基因被确定,其中致病性的突变有460余种;研讨者们运用体外表达预测酶活性和测定体内苯丙氨酸氧化率等方法研讨基因型-表型的相关性,希望经过基因型来预测未知的表型,以便指点PKU的分类和治疗.该文

6、综述了PAH基因突变在不同地域、人种和民族的特点,同时对基因型-生化代谢表型以及基因型-智能表型的相关关系的研讨进展综合分析. 苯酮尿症(Phenylketonuria),简称PKU，此疾病为一种稀有的遗传性疾病，起由于苯氨基丙酸(phenylalanine)这种氨基酸无法被完全代谢所导致；缺乏丙酮酸羟化酶，苯丙氨酸只能靠转氨生成苯丙酮酸，病人尿中排出大量苯丙酮酸。苯丙酮酸堆积对神经有毒害，使智力发肓出现妨碍。 病因 苯酮尿症是先天性氨基酸代谢异常的疾病,因患者的肝脏内缺乏苯丙氨酸径化脢,而无法将人体过量的苯丙氨酸转变为酪氨酸及其他无害的物质。过量的苯丙氨酸及其代谢物质堆积在血液中,会呵斥脏器

7、损害,尤其会对脑部及中枢神经系统呵斥损伤,引起智能缺乏。新生儿患病的机率约是五万分之一,一年约有六、七个患有此种病症的新生儿出生。 一、苯酮尿症构成的缘由及病症 1934年挪威的Dr.Folling在家族性智障病患的尿液中发现有特殊陈腐味道，後来才知道该物质是苯丙酮酸(phenylpyruvic acid)，在1937年正式命名为苯酮尿症(phenylketonuria；PKU)。苯酮尿症是一种体染色体隐性遗传疾病，主要是由於体内苯丙胺酸(phenylalanine；Phe)羟化(hydroxylation)成酪胺酸(tyrosine；Tyr)的代谢途径机障所引起的先天代谢异常疾病。目前知有五

8、种不同酵素的缺乏会呵斥此种代谢机障；这些包括有：苯丙胺酸羟化酵素(phenylalaninehydroxylase；PAH)、鸟嘌呤核甘三磷酸环化水解酵素(Gtp cyclohydrolase I；GTPCHI)、丙二酮四氢喋呤合成酵素(6-pyruvoyl tetrahydropterin synthase；PTPS)、双氢喋啶复原酵素(dihydropteridine reductase；DHPR)及喋呤甲醇胺脱水酵素(pterin-4?-carbinolamine dehydratase；PCD)。依其缺乏的不同，会有不同的临床病症及诊断方法，其治疗方法也不一样。 第一种苯丙胺酸羟化酵素

9、(PAH)缺乏会呵斥最常见的典型苯酮尿症。其临床病症为毛髮展现黄色、皮肤惨白乾燥及智能残障的後遗症。根据文献的报告，欧美的PKU患者约9899%为此型，其发生率约为一万分之一，但是有很大的地域和种族上的差别。国内筛检八十七万新生儿的结果显示，PKU发生率约为三万四千分之一，其中只需约7080%的患者为典型苯酮尿症。第二至第四种缺乏会呵斥苯丙胺酸羟化成酪胺酸时必需的辅助酵素四氢生喋呤(tetrahydrobiopterin；BH4)缺乏。其临床病症除了典型苯酮尿症有的病症外，尚有严重的神经学病症(如抽搐)、生长发育缓慢、易感染等。第五种缺乏虽也会呵斥辅助酵素四氢生喋呤的缺乏，但临床病症细微，能够

10、不需求治疗。国内之PKU患者约有20%30%为四氢生喋呤缺乏型，与西方国家的结果大不一样，特别需求鑑别诊断，以便採取正确的治疗方法。二、苯酮尿症的治疗方式要预防PKU後遗症的发生，除了必需对症下药，且愈早治疗效果愈好。根据国外文献报告，患者在一个月内治疗，其平均智商为95，一至两个月大才治疗之患者，平均智商为85；而晚期接受治疗或未治疗者，其平均智商为53-45。根据国内的阅历及国外之文献，BH4缺乏型的治疗预後很好，尤其是神经病症的控制及生长发育，假设在新生儿期即接受治疗，其智商更可到达正常人的规范。 阐明真核生物体内脂肪酸合酶的构造与功能。答 在植物体内，脂肪酸合酶是由不同的七种多肽链的聚

11、合体和ACP组成的多酶体系。酵母中，脂肪酸合酶由酰基载体蛋白ACP和6个酶构成，这6个酶定位为两个多功能多肽链，它们分别是乙酰CoA-ACP转酰酶、丙二酸单酰CoA-ACP转酰酶、-酮酰-ACP合酶、-酮酰-ACP复原酶、-羟酰-ACP脱水酶、烯酰-ACP复原酶；动物中，脂肪酸合酶包含有7个酶和一个ACP，其中6个酶和酵母中的一样，另一个为软脂酰-ACP硫酯酶。ACP是“acyl carrier proterin的简写符号，是一个相对分子质量低的蛋白质，它没有酶的活性，在脂肪酸合成中犹如CoA在脂肪酸降解中的作用，仅作为脂酰基的载体。它的辅基是ACP的丝氨酸残基上结合的4-磷酸泛酰巯基乙胺，其

12、末端的SH基是携带脂酰基的功能部位。ACP可把脂酰基从一个酶转移到另一个酶，因此被称作 “酰基载体蛋白。在脂肪酸降解中，同样的磷酸泛酰巯基乙胺又是CoA的一部分。这个长链的4-磷酸泛酰巯基乙胺分子犹如“摆臂，把底物在酶复合体上从一处的催化中心转移到另一处。 脂肪酸合成中碳链的延伸在线粒体中和在内质网中的机制有何不同？ 5 ? 1 线粒体中的延伸是以乙酰单位的加长和复原，是降解的逆过程。只是脂肪酸延伸最后一步运用 NADPH+H + 为复原剂，而脂肪酸降解的第一步运用 FAD 为氧化剂。 2 光面内质网中的延伸更为活泼，其反响过程与软脂酸的合成类似，只是参与的酶有所改动， CoA 取代了合成中所

13、用得 ACP ，丙二酸单酰 CoA 为二碳单位的供体，由 NADPH+H + 提供 H ，经过复原、脱水、再复原构成 18 碳产物硬脂酰 CoA 。 软脂酸作为其他更长碳链脂肪酸的前体，在滑面内质网或线粒体中的脂肪酸碳链延伸酶体系作用下，构成更长碳链的脂肪酸。 在内质网，软脂酸延伸是以丙二酰CoA为二碳单位的供体；在线粒体，软脂酸延伸以乙酰CoA为二碳单位的供体。在延伸过程中均由NADPH+H+供氢，使脂肪酸碳链延伸至24碳或26碳。以18碳的硬脂酸最多。脂肪酸碳链的延伸可在滑面内质网和线粒体中经脂肪酸延伸酶体系催化完成。 在内质网，软脂酸延伸是以丙二酰CoA为二碳单位的供体，由NADPH+H

14、+供氢，亦经缩合脱羧、复原等过程延伸碳链，与胞液中脂肪酸合成过程根本一样。但催化反响的酶体系不同，其脂肪酰基不是以ACP为载体，而是与辅酶A相连参与反响。除脑组织外普通以合成硬脂酸(18C)为主，脑组织因含其他酶，故可延伸至24碳的脂肪酸，供脑中脂类代谢需求。 在线粒体，软脂酸经线粒体脂肪酸延伸酶体系作用，与乙酰CoA缩合逐渐延伸碳链，其过程与脂肪酸氧化逆行反响类似，仅烯脂酰CoA复原酶的辅酶为NADPH+H+与氧化过程不同。经过此种方式普通可延伸脂肪酸碳链至24或26碳，但以硬脂酸最多。 酮体是脂肪代谢的产物，包括乙酰乙酸，-羟丁酸及丙酮。其中乙酰乙酸及-羟丁酸均为强酸。 患糖尿病时，由于糖

15、代谢紊乱加重，细胞不能充分地利用葡萄糖来补充能量，只好动用脂肪，脂肪分解加速产生大量脂肪酸，超出了机体利用的才干而转化为酮体。当超越肾脏排酮阈时，酮体从尿中排出，所以尿中出现酮体。酮体为乙酰乙酸、羟丁酸及丙酮的总称,为人体利用脂肪氧化物产生的中间的代谢产物,正常人产生的酮体很快被利用,在血中含量极微,约为2.0-4.0mg/L其中乙酰乙酸羟丁酸丙酮各种分加约占20%、78%、2%。尿中酮体以丙酮计约为50mg/24h。定性测试为阴性。但在饥饿、各种缘由引起的糖代谢发生妨碍脂分解添加及糖尿病酸中毒时，因产生酮体速度大于组织利用速度，可出现酮血症，继而发生酮尿ketonuria,KET。 方法学评

16、价以往采用亚硝基铁氰化钠试管或粉剂检查法，现多为简易快速的干化学试带法所取代，此法主要对丙酮及乙酰乙酸起反响，也可用酶法定量或进一步用气相色谱法分析。 参考值定性实验：阴性 临床意义 1糖尿病酮症酸中毒：由于糖利用减少，分解脂肪产生酮体添加而引起酮症。未控制或治疗不当的糖尿病出现酸中毒或昏迷时，尿酮体检查极不价值。应与低血糖、心脑疾病乳酸中毒或高血糖高浸透性糖尿病昏迷相区别。酮症酸中毒时尿酮体阳性，而后者尿酮体普通不增高，但应留意糖尿病酮症者肾功能严重损伤而肾阈值增高时，尿酮体亦可减少，甚至完全消逝。 2非糖尿病性酮症者：如感染性疾病肺炎、伤寒、败血症、结核等发热期，严重腹泻、呕吐、饥饿、禁食

17、过久、全身麻酸后等均可出现酮尿，此种情况相当常见。妊娠妇女常因妊娠反响，呕吐、进食少，以致体脂降低解代谢明显增多，发生酮体症而致酮尿。 酮体是脂肪酸分解代谢过程中的产物，仅在肝内构成，它包括-羟丁酸、乙酰乙酸和丙酮，正常成人24小时尿内含量分别为25mg,9mg和3mg，因含量少，用普通方法无法检出。 当糖类代谢发生妨碍时，脂肪的分解代谢添加，所产生的酮体严重者可使血浆酮体高达34g/L超越肝外组织所能利用，即积聚在体内，可引起酸中毒。 尿内出现酮体，是代谢性酸中毒的表现。阳性见于糖尿病酮症酸中毒、严重的妊娠中毒性休克，还可见于中毒如：磷、乙醚、氯仿等、热性病如：伤寒、麻疹、猩红热、肺炎、败血

18、症、急性风湿热、急性粟粒性结核等及惊厥时。另外，分娩后以及摄入多量脂肪和蛋白质、重症不能进食如食道癌等或进食而不摄入糖类时，均可因体内缺乏，大量分解脂肪而致尿中酮体阳性。试比较脂肪酸合成与脂肪酸-氧化的异同。1细胞定位不同：胞质中；线粒体2酰基载体不同：ACP；COA3发生的反响不同：缩合、复原、脱水、再复原；脱氢、水化、再脱氢、硫解4参与酶类不同：2种酶系；5种5辅因子不同：NADPH；FAD，NAD+6ATP不同：耗7ATP；生成130ATP7方向不同：甲基端向羧基端；相反E.coli中脂肪酸合成包括5个反响步骤：前体负载，前体缩合，复原，脱水和进一步复原图13.15。负载：乙酰CoA在乙

19、酰CoA-ACP转酰基酶的催化下，将其乙酰基转移到ACP上，构成乙酰-ACP。丙二酸单酰CoA在丙二酸单酰-ACP转酰基酶的催化下，将丙二酸单酰基转移到ACP上，构成丙二酸单酰-ACP。 点击可以放大 缩合：酮酰基-ACP合成酶接受乙酰-ACP的乙酰基，释放HS-ACP。酮酰基-ACP合成酶催化乙酰基转移到丙二酸单酰-ACP上，构成乙酰乙酰-ACP，并释放一分子CO2。复原：在酮酰基ACP复原酶催化下，乙酰乙酰-ACP中的b-酮基被NADPHH复原为醇，构成D-b-羟丁酰-ACP。脱水：在b-羟酰基-ACP脱水酶的催化下，D-b-羟丁酰- ACP脱水，生成带有双键的反式丁烯酰-ACP。复原：烯

20、酰基-ACP复原酶催化反式丁烯酰-ACP复原为丁酰-ACP，NADPH为辅酶。每反复一次25的合成过程，就可以增长两个碳单位，直至合成需求长度的脂酰ACP如软脂酰ACP。以下图。软脂酰-ACP是硫解酶的底物，该酶催化生成软脂酸和HS-ACP。H2O软脂酰-ACP 软脂酸HS- ACP 硫解酶由乙酰CoA和丙二酸单酰CoA合成软脂酸的总反响的化学计量关系式可表示为：乙酰CoA7丙二酸单酰CoA14NADPH14H软脂酸7CO214NADP8CoASH6H2O试解释“三羧酸运送系统tricarboxylate transport system的作用机制和功能。合成脂肪酸的原料是乙酰CoA，主要糖的氧化分解。此外，某些氨基酸分解也可提供部分乙酰CoA。以上过程都是在线粒体内进展的，而合成脂肪酸的酶却存