吉林大学植科院2013级生化笔记总结

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£彳H-C-OHH-C-OHH4COH,CH.OHl>Ribosc核糖CH：0HihGalactose讲一生物化学：主要用化学的理论和方法研究生命现象的一门学科。生物大分子：糖、脂、蛋白质(酶)、核酸、维生素、激素生物化学之父：费舍尔讲二地球上数量最多的一类有机化合物：糖类H 4°H、々0 'If H—C-OHH-C-OH H-C-OH,CH2OH 4CHjOHo-Glyccraldchydc D.Erythrose 赤薛糖廿油醛 赤井糖H、多。H、.”)H-C-OHIKJ-C-HHO-C-HHO-C-HH-C-OHH-C-OHH-C-OHH-C-OHCH:OHCH：OHd-GIucosci>Mannose葡萄糖甘露糖CH,OHCH;OHCH,OH1C=OC=0c=oHO—C-HH—C—OH-C—H1H-COHH—C—OH-c—OH1H-C-OHCH20HCH,OHCH:OHD-RibuloseCyluloseD-Fructose核酮糖木酮糖 果糖CH20HC=OCH.OHDihydroxyacetone二羟基丙酮半乳糖

(Gal)CHjOHa・》GIiKopyrmow(Haworthprojcvtion)CH.OH。*|“；Iucopyransc(Haworthpnijcciion)D-核糖 D-核糖 D-2-脱氧核糖CHOH—3—HH—I—0HH一1一0HICH20Ha和B毗喃葡萄糖（羟基在下为a型，在上为B型）1.5重要的单糖及其衍生物戊糖 D-核糖和D-2-脱氧核糖核酸的组成成分，以B•糖昔的形式存在。CHOH—L—OHH—C—OHIH—C—OHIch2oh己糖一D•葡萄糖最重要的单糖，是重要的结构物质和营养物质。是人的血糖。广泛用于食品、医药等领域。.CHOD-葡萄糖H—C—0H

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HO—C—HD-葡萄糖3|H—C—0H4|H-C—OH’I6cH20H己糖一D■果糖•最甜的单糖，是重要的甜味剂和营养物质。•广泛用于食品、医药等领域。1ch2oh/3-d-Fructofuranosec=o/3-d-Fructofuranose2IHO—C—H3|H—C—OH4|H—C—OH5|6cH20H

己糖一D-半乳糖•重要的营养物质。•广泛用于食品、医药等领域。D-半乳糖CHOH—C—0HIH0—C—HH0—L—HIH—C—0HICH20HD-Calactose糖原高度分支的生理意义:第三章、蛋白质20种氨基酸英文名等电点掌握氨基酸的用途、现象DNFB法PITCCys半胱氨酸Ellman反应，DTNB,二硫硝基苯甲酸Ellman反应（二硫硝基苯甲酸，DTNB）Cys与二硫硝基苯甲酸（DTNB）或称Ellman试剂发生硫醇-二硫化物交换反应。反应中1分子的Cys引起1分子的硫硝基苯甲酸的释放。它在pH8.0时，在412nm波长处有强烈的光吸收，因此可利用分光光度法定量测定-SH。肽平面（酰胺平面） 由肽犍周围的6个原子组成的刚性平面3.6蛋白质的纯化注：用尽可能少的步骤、尽可能短的时间。.前处理阶段物理法一冻融法，超声波法，均浆法，研磨法等。前裂解法——就是利用水解酶将细胞壁和细胞膜消化的方法，常用的水解酶有溶菌酶、葡聚糖酶、蛋白酶、糖甘酶、壳多糖酶、细胞壁溶解酶等。其中溶菌酶主要对细菌类有作用，其他酶对酵母作用显著。.粗分级/粗分离

根据蛋白质的①溶解性质、②大小不同、③带电状态不同/电荷多少④净化方法根据与其他化合物相互作用的蛋白质（部分蛋白质对..有特定的..）②：凝胶过滤层析常用凝胶过滤介质Sephadex：交联葡聚糖,是采用环氧氯丙烷作交联剂将右旋葡聚糖交联而成。干粉容易膨胀，在水、盐溶液、有机溶液、碱和弱酸中化学性质稳定，可高压灭菌。高交联度的Sephadex,其颗粒坚硬，适于高流速下操作。Sephacryl:烯丙基葡聚糖同N、N'一甲叉双丙烯酰胺共价交联而成。颗粒坚硬,性质比Sephadex更为稳定，可高压灭菌，在pH3〜11条件下稳定，可用有机溶剂洗脱，也可用SDS、尿素及盐酸呱洗脱。Sepharose：琼脂糖凝胶,是将琼脂糖溶液冷却，多糖链形成双螺旋，凝集成束，自发的形成稳定的珠状颗粒。琼脂糖由氢键维系，在pH4〜9条件下稳定，超过40C熔化，冷冻出现珠状。可分为Sepharose2B、4B、6B（即含琼脂2%、4%、6%）。SepharoseCL又称交联琼脂糖,是Sepharose同2,3-二滨丙醇在强碱下交联而成。在pH3~l1条件下稳定。SepharoseFastHow是经过高度交联的琼脂糖珠体,大大增加了其机械强度，以流速快为特征。由于流速快，所以工业规模使用。有极高的物理化学稳定性，可用多种有机溶剂清洗，还可用l-2mol/L的NaOH进行“原位清洗”。一些注意事项1）为了提高分辨率，柱高应为柱直径的20〜40倍;2）上样量应小于柱床体积的泌，最大不应超过柱床体积的Ifi%,上样的蛋白质样品浓度以不超过4%为宜，浑浊样品需离心后上样。3）洗脱时，流速要恒定。缓冲液的pH值、离子强度等必须都有利于蛋白质稳定：中等离壬强度的缓冲液有助于消除蛋白质与凝胶可能产生的相互作用；Sephadex在使用前需要溶胀，一份凝胶加10份水：在摇床上或手动混合，避免使用电力搅拌器；待凝胶颗粒沉降后，去除上清，重复几次，直到液相不再混浊为止；自然溶胀需24h或几天，加热可促进溶胀，1〜2h即可完成；③：离子交换层析离子交换层析类型”强酸型：磺乙基、磺丙基阳离子交换树脂i中酸型：磷酸基、弱酸型：段甲基f强碱型：三乙基氨基乙基、阴离子交换树脂J 二乙基（2一羟丙基）一氨基乙基中强碱型：二乙基氨基乙基、弱碱型：氨基乙基、对氨基苯甲基蛋白质纯化常用的离子交换剂蛋白质纯化常用亲水性离子交换剂。因为亲水性离子交换剂对生物大分子物质的吸附和洗脱均较温和，被分离纯化的物质不易被破坏。纤维素类:纤维素离子交换剂是最早用于生物大分子分离的介质，它具有松散的亲水网络，大孔隙、表面积大等优点。但因以无定型为主，故很难用于层析柱操作。DEAE-Sephacel是经特殊交联处理制成的珠状离子交换纤维素。葡聚糖系离了•交换介质:主要以Sephadex系的产品为主，它是在SephadexG25及G50两种凝胶过滤介质上引入功能基后，产生的多种离子交换介质。该类介质容量大，价格较低，但由于流速、体积受外界影响较大，逐渐被新一代的BioProcess凝胶所代替。琼脂糖系(agarose)：琼脂糖凝胶介质上引入功能基得到的多种离子交换剂。其中，新一代BioPincess系列凝胶，具有流速高，载量大，理化稳定性好，可就地清洗，并可反复使用，是目前使用最多的离子交换介质。3.细分离AminoAcidCompositionofProteins氨基酸组成的蛋白质朗伯―比尔(Lambert-Beer)定律在特定波长下，溶液中物质的光吸收与其浓度C(以mmol-1为单位)和溶液中光径长1(以cm为单位)成正比。A=eCl紫外吸收：Trp,X=280nm;Tyr,X=275nm;Phe,X=257nm;测蛋白质的C末端1.切割位点(四种酶的酶切位点)竣肽酶：(1)竣肽酶劈开所有除了P,R、K(可以不做第二AAPro);(2)狡肽酶B劈开只有R和K(可以不做第二AAPro);(3)竣肽酶C劈开C末端AA,只有第二个AA是专业；(4)狡肽酶丫劈开；[Carboxypeptidase：(1)CarboxypeptidaseAcleavesallexceptforP,R,K(ItcannotdoneifsecondAAisPro);(2)CarboxypeptidaseBcleavesonlyRandK(ItcannotdoneifsecondAAisPro);(3)CarboxypeptidaseCcleavestheCterminalAAthatonlysecondAAisPro;(4)CarboxypeptidaseYcleavesall;]§3.Cleaveeachchainintosmallerfragmentsbysite-specificproteasesorchemicals(1)胰蛋白酶(胰酶)Chymotrypsin：C-terminalofPhe,Trp,Tyr.糜蛋白酶：C末端PheTrpTyr(2)化学试剂CNBR：切割C端的甲硫氨酸第四章、蛋白质的空间结构4.1蛋白质的构象二面角肌红蛋白的结构和功能血红蛋白肌红蛋白和血红蛋白属于同源蛋白质。（序列、功能相似相同）肌红蛋白Mb血红蛋白Hb4.10Measurementofprotein（蛋门质含;i；:的测定）.凯氏定氮法（Kjeldahl）蛋白质含量=6.25X蛋白N含量消化：蛋白质+H2so4强热和CuSO4f（NH4）2SO4+SO2t+C02t+H20蒸储：（NH4）2so4+2NaOH-Na2SO4+2H2O+2NH3t2NH3+4H3BO3f（NH4）2B4O7+5H2O滴定：（NH4）2B4O7+2HC1+5H2O-*2NH4C1+4H3BO3.双缩胭法（biuret）（相对灵敏度不高）540nm.Follin一酚法（Lowry）Folin-酚试剂由试剂A和试剂B两部分组成。蛋白质中的肽键首先在碱性条件下与酒石酸钾钠-铜盐溶液（试剂A）起作用生成紫色络合物（类似双缩服反应）。由于蛋白质中酪教酸、色氨酸的存在，该络合物在碱性条件下进而与试剂B（磷铝酸和磷鸨酸、硫酸、澳等组成）形成蓝色复合物，其呈色反应颜色深浅与蛋白质含量成正比（660nm）。可测定蛋白质含量的范围：25~250Ug/mLo干扰因素：溶液或样品中含有带“-C0-NH2"、“-CH2-NH2"、"-CS-NH2”基团的化合物，Tris、核酸、蔗糖、硫酸镀、疏基及酚类等化合物时。.染料结合法（Bradford）CoomassieBrilliantBlueG-250（考马斯亮蓝g-250）

CoomassieBrilliantBlueG-250♦470nm CBG是一种指示剂 595nm♦干扰因素：去污剂，干扰因素：去污剂，SDS,Triton-100562nm特点：>范国广：20—2000ug/«l.MicroBCA试剂测定范图是562nm特点：>范国广：20—2000ug/«l.MicroBCA试剂测定范图是0.5-20ug/nl.》快速：45分钟内完成演I定.A抗干扰：不受离子型和非离子型去污剂影响.5.BCA法(bicinchoninincacid)STEP1.Protein♦Cu"STEP2. 46.紫外吸收法（最大光吸收280nm）核酸干扰较大。纯蛋白质：OD280/OD260>1.75,纯核酸：OD280/OD260<0.5«OD280=ecL,需已知e；蛋白质浓度（mg/mL）=OD280XF；用OD280/OD260查表知F因子蛋白质浓度（mg/mL）=1.45XOD280—0.74XOD260；第五章、酶一、酶通论不是所有的酶都是蛋白质，一些RNA分子（核酶）也是酶。酶:全酶(holoenzyme)：脱辅能与辅因子结合后所形成的复合物称为全酶。即全酶=脱辅酶+辅因子酶的分类：.氧化还原酶.转移醐.水解醐.裂合能.异构酶.连接醐酶的命名：.习惯命名法根据酶作用的底物命名，如淀粉酶、蛋白酶，有时还加上来源以区分不停来源的同一类酷，如胃蛋白酶、胰蛋白酶根据酶催化反应的性质及类型命名，如水解的、转移随、氧化酶等。有的酶结合上述两个原则命名，如琥珀酸脱氢酶是催化琥珀酸脱氢反应的酶。.国际系统命名法以醐所催化的整体反应为基础，规定每种酰的名称应当明确标明酶的底物及催化反应的性质。如果一种防催化两个底物起反应，应在他们的系统名称中包括两种底物的名称，并以将他们隔开。若底物之一是水时，可将水略去不写。酶作为生物催化剂的特点.醐易失活.酶具有很高的催化效率.醐具有高度专一性.酶活性收到调节和控制许多随需要帮助催化的非蛋白辅助因子.辅因子包括金属离子及有机化合物。.一些辅助因子结合酶蛋白紧密(非共价或共价),他们因此被称为辅基(prostheticgroups)o.只有脱辅酶和它的辅因子的同时存在才起作用(称为全酶)。.辅酶在酶催化中通常是起着电子、原子或某些化学基团的传递作用。(Coenzymesusuallyfunctionastransientcarriersofspecificfunctiongroups.).维生素通常作为辅酶的前体。热力学define反应速率和平衡酶影响反应速率，不影响平衡结合能导致特异性和催化反应Bindingenergycanbeusedtoovercomethesebarriers:Entropy,therelativemotionoftwomoleculesinsolution;(entropyreduction)Thesolvatedshellofhydrogen-bondedwaterthatsurroundsandhelpstostabilizemostbiomoleculesinaqueoussolution;(desolvation)Theelectronicorstructuraldistortionofsubstratesthatmustoccurinmanyreactions;(Electronredistribution)Theneedtoachieveproperalignmentofappropriatecatalyticfunctionalgroupsontheenzyme.（Inducedenzymeconformationchange）1）降低炳值，使分子间作用时更稳定。2）去溶剂化，使底物暴露在无水且相对稳定的环境。3）电子在酶的催化下结构更容易变形，易进行再分配。4）催化剂诱导酶产生形变，重排。二、酶动力学米氏方程及其推导和应用（推导P357）Vmax。［S］米氏方程一二后由［S］：底物浓度Vgx：酶完全被底物饱和时的最大反应速率〃左2+女3Km：米氏常数（K,"= ）k\根据米氏方程式可以说明以下关系：1）当［S］«Km时，反应速率与底物浓度称正比，V与［S］的关系符合一级动力学。这时由于底物浓度低，能没有全部被底物所饱和，因此在底物浓度低的条件下是不能正确测得防活力的。2）当［S］»Km时，反应速率已达到最大速率，这时酶全部被底物所饱和，V与［S］无关，符合零级动力学，只有在此条件下才能正确测得酶活力。3）当［S］=Km时，反应速率为最大速率的一半。因此Km值就代表反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度，单位是mol/LoLineweaver—Burk双例数作图法将米氏方程式两侧取倒数，得到下面方程式:1K,n1 1-= • + VVmax[S]Vmax以工一-L作图，得出一直线。横轴截距为-纵轴截距为一LV［S］ Km Vmax该作图缺点是：实验点过分集中在直线的左下方，而低浓度S的实验点又因倒数后误差较大，往往偏离直线较远，从而影响Km和Va的准确测定。稳态：指反应进行一段时间后，系统的复合物ES浓度，山零逐渐增加到一定数值，在一定时间内，尽管底物浓度和产物浓度不断地变化，复合物ES也在不断地生成和分解，但是当反

应系统中ES的生成速率和ES的分解速率相等时,络合物ES浓度保持不变的这种反应状态称为稳态，即d[ES].. =Udt酶的抑制作用通常所谓抑制率是指抑制分数或抑制百分数。抑制作用的类型根据抑制剂与酶的作用方式及抑制作用是否可逆，可把抑制作用分为两大类.不可逆的抑制作用抑制剂与酶的必需基团以共价键结合而引起前活力丧失，不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活，称为不可逆抑制。由于被抑制的酶分子受到不同程度的化学修饰，故不可逆抑制也就是酶的修饰抑制。.可逆的抑制作用抑制剂与醐以非共价键结合而引起酶活力降低或丧失，能用物理方法抑制剂而使酶复活，这种抑制作用是可逆的，称为可逆抑制。根据可逆抑制剂与底物的关系，可逆抑制作用分为三种类型 （P368-369）1）竞争性抑制2）非竞争性抑制3）反竞争性抑制★EnzymesaresubjecttoinhibitionInhibitiont^ReversibleIrreversibleInhibitiont^ReversibleCompetitiveUncompetitiveMixed前的抑制剂竞争型抑制、非竞争型抑制、混合型抑制酶的不可逆抑制剂底物类似物、H杀抑制剂三.酶的作用机制和酶的调节酶的活性部位 （P384）少数参与底物结合及催化作用的特异的氨基酸残基比较集中的区域，即与酶活力直接相关的区域称为酶的活性部位或活性中心。活性部位通常又被分为结合部位和催化部位,前者负责与底物的结合,决定前的专一性;后者负责催化底物键的断裂形成新键，决定酶的催化能力。前的活性部位并不是和底物的形状正好互补的，而是在酶和底物结合的过程中，底物分子和酶分子，有时是两者的构象同时发生了一定的变化后才互补的，这时催化基团的位置也正好在所催化底物键断裂和即将生成键的适当位置。这个动态的辨认过程称为诱导契合。酶的活性部位的特点（ppt）（催化活性特点6个）p3a4①前的活性部位是一个三维实体。②活性部位位于酶分子表面的一个裂缝内，裂缝内是相当疏水的区域。③活性部位在前分子的总体中只占相当小的部分。④底物通过多种弱的作用力结合到酶上。（氢键、盐键、范德华力、疏水相互作用）酶的活性部位与酶蛋白的空间构象的完整性之间，是辩证统一的关系。Specificcatalyticgroupscontributetocatalysis（特定催化组有助「催化凶3）金属离子催化（P393）①通过静电稳定或屏蔽负电荷。（通过电荷的屏蔽促进反应）②和质子的作用相似（和酸的催化作用相似），但有些金属离子不止带一个正电荷，作用比质子要强，并且可以在中性pH溶液中维持一定浓度。③通过水的离子化促进亲核催化。④通过结合底物为反应定向。⑤通过可逆地改变金属离子的氧化态调节氧化还原反应。能活性的调节控制.别构调控（allostericregulation）醒分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后发生构象的改变,进而改变酶活性状态，称为酶的别构调节（allostericregulation）。.可逆的共价修饰调控（Covalentmodifications（reversible））.通过专一性的蛋白水解作用来活化酶和蛋白质（酶原的激活）（Proteolyticcleavage（irreversible））.（基因调控:改变特定的酶的数量。）比活力第六章、代谢代谢总论和生物学能新陈代谢是生命最基本的特征之一，泛指生物与周围环境进行物质交换、能量交换和信息交换的过程。包括合成代谢（属同化作用）、分解代谢（属异化作用）新陈代谢：营养物质在生物体内所经历的一切化学变化总称为新陈代谢。

氧化作用所放出的能量与氧化途径无关，只要最后产物相同，释放出的总能量就相同。最重要的两类调控反应：反馈抑制、前馈激活细胞中的主要代谢途径:ATP是能量代谢的中心物质辅酶的作用参与电子的传递、基团的转移等，决定了酶所催化反应的性质。

维生素B3是NAD和NADPQ的组成成分辅酣I：NAD+/NADH,烟酰胺腺噪吟二核甘酸（氧化/还原）辅酶II：NADP+/NADPH,烟酰胺腺喋吟二核甘酸磷酸（氧化/还原）。泛酸：维生素B5是CoA的组成成分，CoA是生物体内转酰基酶的辅酶。新陈代谢的功能概括为5个方面：1）从周围环境中获得营养物质。2）将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件，即大分子的组成前体。3）将结构元件装配成自身的大分子4）合成或降解执行生物体特殊功能所需的生物分子。5）提供生命活动所需的一切能量。热学第一定律能量守恒定律：热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式。热力学第一定律指出，热能可以从•个物体传递给另一个物体,也可以与机械能或其他能量相互转换,在传递和转换过程中，能量的总值不变。热学第二定律热的传导只能由高温物体传至低温物体。热的自发地逆向传导是不可能的。这表明：热力学体系的运动有一定的方向性，即自高温流向低温。自由能（freeenergy）物理意义：-AG=W*（体系中能对环境作功的能量）自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即：AG<0,AG>0,AG<0,AG>0,AG=0,标准条件:反应的温度为25C,大气压为101,325Pa（latm）,反应物和产物的浓度都是lmol/L。偶联化学反应标准自由能变化的可加性及其意义该规则表明一个在热力学上不利的反应，可以与热力学有利的反应偶联进行，即可以被热力学有利的反应所驱动而进行。这在生物化学反应中是很多的。高能磷酸化合物机体内有许多含磷酸的化合物，当其磷酰基水解时，释放出大量的自山能，这类含磷酸的化合物称为高能磷酸化合物。当这些磷酰基水解时，能释放出20.92kj/mol（5kcal/mol）以上的能量，因此将这些磷酸基团与其它基团之间的犍称为“高能键”（highenergybond）,并用符号〜表示。磷酸肌酸当细胞处于静息状态时，ATP的浓度较高，反应向合成磷酸肌酸的方向进行。当细胞处于活动状态时，ATP的浓度下降，反应即转向合成ATP的方向进行，因此磷酸肌胶有“ATP缓冲剂”之称。本章小结.新陈代谢是生命最基本的特征之一，泛指生物与周围环境进行物质交换、能量交换和信息交换的过程，包括合成代谢和分解代谢。.新陈代谢的共同特点：由酶催化，反应条件温和；诸多反应有严格的顺序，彼此协调；具有中间代谢。.辅酶I和辅能1LFMN和FAD和辅酎A在能量代谢中的作用..热力学第一定律：能量守恒定律DU=Q-W.热力学第二定律：热的传导只能由高温物体传至低温物体。热的自发地逆向传导是不可能的。这表明：热力学体系的运动有一定的方向性，即自高温流向低温。.标准自由能变化中涉及的计算问题。.偶联化学反应标准自由能变化的可加性及其意义：在互相联系或称为偶联的化学反应中，这些相互联系的化学反应的总的自由能变化等于各步反应自由能变化的总和。当其中一个反应的自由能变化为正值时,只要总反应的自由能变化为负值,这个反应也是能够进行的。.高能磷酸化合物的概念和种类。.ATP的特点和作用：ATP中酸酎键不稳定容易水解，从而释放大量能量，是能量的中间传递体。多糖和寡聚糖只有分解成小分子后才能被吸收利用，称为糖化。淀粉的磷酸解以磷酸代替水使淀粉分解形成1-磷酸葡萄糖的过程称淀粉的磷酸解，它是细胞内多糖的主要降解方式。葡萄糖的主要代谢途径

葡萄糖的主要代谢途径糖异生葡萄糖乳,酸乙醇葡萄糖乳,酸乙醇糖酵解(Glycolysis)糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的•系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。该途径也称作Embden-Meyethof途径，以纪念Embden和Mayerholf。糖酵解是葡萄糖通过一系列的生化反应，逐步氧化成小分子化合物，并释放出能量合成ATP的过程。糖酵解途径从葡萄糖开始，到生成2分子丙酮酸为止，在途径的前期消耗2分子ATP,后期合成4分子ATP,所以途径运行的结果，1分子葡萄糖可以产成2分子ATP。把糖酵解途径加上丙酮酸转变成乙醇或乳酸称为无氧呼吸。把糖酵解途径、柠檬酸循环加上呼吸电子传递链合称为有氧呼吸途径。由葡萄糖经历丙酮酸最后生成乳酸，称为酵解过程。由葡萄糖经历丙酮酸最后生成乙醇，称为发酵过程糖酵解途径中磷酸化中间产物的意义①带有负电荷的磷酸基团使中间产物具有极性，从而使这些产物不易透过脂膜而失散；②磷酸基团在各反应步骤中，对酶来说，起到信号基团的作用，有利于与酶结合而被催化；③磷酸基团经酵解作用后，最终形成ATP的末端磷酸基团，因此具有保存能量的作用。

激酶：能够在ATP和任何一种底物之间起催化作用，转移磷酸基团的一类酶。X-晶体衍射研究表明，在己糖激酶催化反应时有构象变化，其变化大致是，酶与葡萄糖结合时，结合裂缝两侧的酶叶关紧，糖被酶蛋白环绕造成非极性环境，从而促使ATP的磷酰基转移，防止水作为底物攻击ATP。这种底物诱导的裂缝关闭现象是激脑的共同特性。肝脏中存在一种专一性强的葡萄糖激酶，对于维持血糖的恒定起作用。酵解第一阶段的反应

葡萄糖的磷酸化GlucoseGlucose6-phosphate这是酵解过程中的△G'°=GlucoseGlucose6-phosphate这是酵解过程中的△G'°=-16.7kJ/mol第一个调节酶辅因子：镁离子Mg2+酵解过程中的第一个调节醐：己糖激酗（是别构醐）（第一步反应在肝脏中）己糖激酶以六碳糖为底物，其专一性不强，不仅可以作用于葡萄糖，还可以作用于D-果糖和D-甘露糖。葡萄糖激酶：存在于肝细胞中。它对D-葡萄糖有特异活性。△G'°=1.7kJ/mol磷酸葡萄糖

a-。-葡萄糖-6.磷酸 异构的 B-a果糖-6-磷酸一种异构酶这个同分异构化反应由（磷酸）葡的糖异构陋催化。葡萄糖C1上的埃基，不像C6上羟基那样容易磷酸化，将谖基从C1转移到C2,是葡萄糖分子由醛式变为酮式，C1形成了自由羟基，更容易在下一个反应中磷酸化。由于此反应标准自由能变化很小，反应是可逆的。反应方向由底物和产物的量来控制。磷酸葡萄糖异构酶有绝对的专一性和立体专一性，6-磷酸葡糖酸等都是它的抑制剂。

果糖一6一磷酸的磷酸化ATPADP5g歹 ：Fructose6-phosphate△G'°=-14.2kJ/molFructose1,6-bisphosphateFructose6-phosphate△G'°=-14.2kJ/molFructose1,6-bisphosphate糖降解过程中的第二个磷酸化反应。磷酸果糖激酶-1（PFK-1）重要的调控关键酶糖酵解过程的第二个调节前也是酵解中的限速酶这一步反应是酵解中的关键反应步骤，反应是放能的，在体内是不可逆的。磷酸果糖激酹是酵解限速酶。磷酸果糖激酶是一个别构酶，ATP,柠檬酸，脂肪酸对此酶有抑制效应。AMP,ADP或无机磷可消除抑制，增加醐的活性。磷酸果糖激酶是•种变构酶,受很多因素的控制：如：肝中的磷酸果糖激酶受高浓度ATP的抑制,ATP可降低该酶对F-6-P的亲和力，是由于ATP结合到酶的一个特殊的调控部位上，调节部位不同于催化部位。抑制作用可被AMP解除，因此ATP/AMP的比例对该酶有明显的调节作用；H+浓度对酶活性的影响,当pH下降时，H+对该酶有抑制作用，在生物体内有重要的生物学意义，因为通过它阻止整个酵解途径的继续进行，从而防止乳酸的急剧形成；这又可以防止血液pH的下降，有利于避免酸中毒。磷酸果糖激酶有三种同工酶:同工酶A存在于心肌和骨骼中，同工酶B存在于肝和红细胞中，同工酶C存在于脑中。植物在这一步利用的是Pi，不是ATP。

限速酶/关键酶(rate-limitingenzyme/keyenzyme)Tn八.催化非可逆反应Tn2.催化效率低管＜3.受激素或代谢物的调节4.常是在整条途径中催化初始反应的酶15.活性的改变可影响整个反应体系的速度和方向EM途径的限速酶：磷酸果糖激酶第四步反应醛缩酶凡是连接两个镣基化合物，例如一个醛和一个酮化合物形成一个醛醇化合物就是醒维反廛。第五步反应磷酸三碳糖中只有3-磷酸甘油酸能继续进入酵解途径。磷酸二羟丙酮可在磷酸丙糖异构酶的催化下迅速转化成3-磷酸甘油醛。酷解第二阶段的反应第六步反应14ri甘油醛14ri甘油醛-3-磷酸

脱氢酶糖酵解中唯一的

脱氢反应0 0P(耳X/CIH—C—OH+NADH+H*I,

CH2OP(^-甘油醛-3-磷酸1,3-二磷酸甘油酸甘油醛-3-磷酸碑酸盐是磷酸的类似物，可以代替磷酸结合到甘油酸的1位，并很快水解，使得不能形成1,3-二磷酸甘油酸，不能产生ATP,导致解偶联。糖酵解中唯•的脱氢反应第七步底物水平磷酸化是指物质在生物氧化过程中生成的一些含有高能键的化合物，它们可以不经电子传递链，而直接偶联ATP或GTP的合成，这种反应称为底物水平磷酸化。糖酵解中第一次底物水平磷酸化反应这步反应为磷酸甘油酸激醐将甘油酸-1,3-二磷酸的磷酸基团转移至ATP,形成甘油酸-3-磷酸和一份子ATP,在这一步，糖酵解过程达到了能量收支平衡：2分子ATP在先前的反应中被消耗，而在这步反应中有两分子ATP被合成。这步反应作为两步底物水平磷酸化中的一步，以ADP作为底物，所以当细胞ATP水平较高时，该步反应被抑制；第八步凡是催化分子内化学功能基团的位置移动的酶都称为支位奥。第九步烯醇化酶催化的脱水反应是一个可逆反应,反应的自由能变化很小，但是分子内能重新分布的变化很大。2-磷酸H.油酸中的磷酸键是一个低能键,其水解的标准自由能变化是-17.6kJ/mol。磷酸烯醉式丙酮酸中的磷酰烯醉键是高能键,其水解的标准自由能的变化为-62.1kJ/mol,因此这一步反应显著地提高了磷酰基的转移势能。磷酸烯醇丙酮酸在热力学上很不稳定。第十步ADPATPMg2-或、1ADPATPMg2-或、1口2-丙酮酸激酶PKo11C—OHIC—OHch2烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)磷酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)(phosphoenolpyruvate)糖酵解过程的第三个调节酶，

也是第二次底物水平磷酸化反应丙酮酸激战PK糖酵解过程的第三个调节酶，也是第二次底物水平磷酸化反应。丙酮酸激酶反应是一个代谢调节位点。酶活力受高浓度ATP抑制,受1,6-：磷酸果糖激活。在肝中这个酶的合成受饮食中糖的控制。肝中丙酮酸激酶活力也受酶蛋白的磷酸化和脱磷酸化调节。脱磷酸化的丙酮酸激酶活力较高。糖酵解中的不可逆反应.葡萄糖经已糖激酶催化生成6-磷酸葡萄糖 AG=-33.5kJ/mol.6-磷酸果糖经磷酸果糖激酶催化生成1,6二磷酸果糖AG=-22.2kJ/mol.磷酸烯醇式丙酮酸经丙酮酸激酶生成丙酮酸 △G=-16.7kJ/mol小结.糖酵解的第一步磷酸化反应，消耗一分子的ATP水解所产生的能量来驱动该反应的进行催化反应的防：己糖激醐(在肝脏中存在一种特异性高的葡萄糖激酶)，也是第一个调节醐,受产物G-6-P的别构抑制在激酶与底物结合时，会发生酶叶关闭现象。.异构化反应，反应的意义是为了活化第一个C原子.糖酵解的第二步磷酸化反应，催化反应的酶：磷酸果糖激酶(PFK-1)第二个调节酶，同时是反应的关键酶(概念)，受很多因素的限制，ATP对其抑制机理，AMP能解除这种抑制作用，柠檬酸和脂肪酸都有抑制作用，还有H+的抑制的生理学意义。.由醛缩前(概念)催化的断裂反应，自由能＞0,由于3-P-甘油醛不断被消耗，反应向着产物进行的方向。在这步由一分子六碳糖生成两分子三碳糖。.只有3-P-廿油醛能够进入后续的反应，所以需要一个异构化酶。.甘油醛-3-磷酸脱氢酶催化的糖酵解中唯一一个脱翅反应，第一个氧化还原反应，酶的活性集团是具有亲核作用的一SH,能够与醛基形成中间物，将氢转移给NAD+生成NADH。两个抑制剂分别为：碑酸盐和碘乙酸，但机理不同。.第•步底物水平磷酸化，底物水平磷酸化是指物质在生物氧化过程中生成的一些含有高能键的化合物，它们可以不经电子传递链，而直接偶联ATP或GTP的合成，这种反应称为底物水平磷酸化。在这一步，糖酵解过程达到了能量收支平衡：2分子ATP在先前的反应中被消耗，而在这步反应中有两分子ATP被合成.由磷酸甘油酸变位酣(概念)催化的磷酸基团变位反应，催化基团是组氨酸，通过磷酸化活化生成2,3••二磷酸甘油酸.烯醉化酶催化的一个脱水反应，生成了酵解途径中的第二个高能磷酸化合物，磷酸烯醇式丙酮酸。氟化物是其抑制剂。.丙酮酸激酶催化的第二个底物水平磷酸化，也是反应体系的第三个调节酶。受高浓度ATP抑制，受1,6-二磷酸果糖激活。丙酮酸的缺失会造成2,3-二磷酸甘油酸的积累，影响血红蛋白的氧亲和力，造成氧运输问题。由葡萄糖转变为两分子丙酮酸能量转变的估算总反应式为：葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+-2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2OC6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi-2C3H4O3+2NADH+2H++2ATP+2H2O能量计算：氧化吩子葡萄糖净生成2ATP2NADH5ATP或3ATP糖醋解过程中ATP的生成： (1,3,7,10)反应 ATPTOC\o"1-5"\h\z葡萄糖-6-磷酸葡萄糖 -16-磷酸果糖-1,6-二磷酸果糖 -11,3-二磷酸甘油酸-3-磷酸甘油酸 2X1磷酸烯醇式丙酮酸一丙酮酸 2X1EMP途径化学计量和生物学意义葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式：直接产生ATP；生成高能分子NADH或FADH2,后者在线粒体呼吸链氧化并产生ATP。糖酵解：1分子葡萄糖一2分子丙酮酸，共消耗了2个ATP,产生了4个ATP,实际上净生成了2个ATP,同时产生2个NADH。生物学意义★是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径，通过糖酵解，生物体获得生命活动所需要的能量；★形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架★为糖异生提供基本途径。丙酮酸的去路丙酮酸的去路生成乳酸生成乙醇糖酵解作用的调节在代谢途径中，催化不可逆反应的前所处的部位是控制代谢反应的有力部位。在糖酵解途径中，由一糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激可催化的反应实际上都是不可逆反应,因此,这三种酶都具有调节糖酵解途径的作用。糖酵解过程的限速/调节酶:酶的名称已糖激酶葡萄糖激酶（肝）酶的名称已糖激酶葡萄糖激酶（肝）*磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶变构激活剂Mg2+,Mn2+Mg2+,Mn2+Mg2+,AMP,ADP,

F-2,6-2PMg21,K+,F-l,6-2P变构抑制剂G-6-PATP,柠檬酸,长链脂肪酸ATP磷酸果糖激醐是关键的磷酸果糖激酶受高浓度ATP的抑制,ATP是磷酸果糖激酶的别构抑制剂。柠檬酸抑制磷酸果糖激酶:糖酵解除了为生命活动提供能量外，还有为合成各种物质提供碳骨架的作用。柠檬酸含量高时，意味着有丰富的生物合成前体存在。柠檬酸通过加强ATP的抑制效应来抑制磷酸果糖激酶的活性,从而使糖酵解过程减慢。果糖-2.6-二磷酸对酵解的调节作用:果糖-2,6-二磷酸是磷酸果糖激酶强有力的变构激活剂。在肝脏中，果糖-2,6-：磷酸提高磷酸果糖激酶盆果糖-6-磷酸的亲和力，并降低ATP的抑制效应。己糖激酶时糖酵解的调节作用己糖激酶受葡萄糖-6-磷酸的抑制。当磷酸果糖激酶受抑制时,果糖-6-磷酸枳累，使得葡萄糖-6-磷酸也积累,从而抑制己糖激酶的活件。但有的时候情况并不完全如此，因为葡萄糖-6-磷酸还可以转变成糖原，或经五碳糖磷酸途径氧化。当磷酸果糖激酶受抑制时，葡萄糖6磷酸不一定积累，己糖激酶也就不一定受抑制，所以3糖激睡不是糖酵解途径的限制酶。糖酵解小结糖酵解过程的11个酶己糖激酶/葡萄糖激酶磷酸己糖异构酶磷酸果糖激靳1醛缩酶磷酸丙糖异构酶3-磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸变位酶烯醇化酶丙酮酸激酶乳酸脱氢酶磷酸化酶*磷酸葡萄糖变位酶*注：磷酸化酶、磷酸葡萄糖变位酶在糖原分解中存在。糖酵解过程的12步反应：⑴葡萄糖 -6-磷酸葡萄糖⑵6-磷酸葡萄糖 -6-磷酸果糖⑶6-磷酸果糖 -1,6-二磷酸果糖⑷1,6-二磷酸果糖一磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛⑸磷酸二羟丙酮 一3-磷酸甘油醛⑹3-磷酸甘油醛-1,3-二磷酸甘油酸⑺1,3-二磷酸甘油酸~3-磷酸甘油酸3-磷酸H.油酸 -2-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸 一磷酸烯醉式丙酮酸⑩磷酸烯醇式丙酮酸f烯醇式丙酮酸01）烯醇式丙酮酸一丙酮酸⑫丙酮酸 f乳酸糖酵解意义：在无氧条件下迅速提供能量，供机体需要。如:剧烈运动、人到高原是某些细胞在不缺氧条件下的能量来源。是某些病理情况下机体获得能量的方式。是糖的有氧氧化的前过程，亦是糖异生作用，大部分逆过程。糖酵解是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸中毒。糖酵解作用发生的部位是细胞质的可溶性部位。柠檬酸循环(TheCilricAcidCycle)丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分解葡萄糖(EPM)丙酮酸NAD*NADH+H*葡萄糖(EPM)丙酮酸NAD*NADH+H*葡萄糖的有氧分解 *有氧氧化是指体内组织在有氧条件下，葡萄糖彻底氧化分解生成C02和H20的过程。一、丙酮酸进入柠檬酸循环的准备阶段——形成乙酰COA（具体反应P93-95）催化这些反应的酶是包括丙酮酸脱氢酶在内的多醐复合体，由3种醐高度组合在一起形成的，统称为内酮酸脱氢酶复合体或内酮酸脱痣酶系，有时也笼统地称为丙酮酸脱氧酶。反应的辅助因子不止有辅IWA和NAD+,还有硫胺素焦磷酸（TPP）、硫辛酰胺、黄素腺噂吟二核甘酸（FAD）等三种酶：丙酮酸脱氢醐组分、硫疗酰轧乙酰基酶、：恁硫吃酸脱怎的。丙酮酸脱氢酶系催化酶：（PPT）这一多酶复合体位于线粒体内膜上，原核细胞则在胞液中。山内酮酸脱氢酶，二氢硫辛酰胺转乙酰酶和二氢硫辛酰胺脱氢酸三种酶按一定比例组合成多醐复合体。rEi-丙酮酸脱竣酶（也叫丙酮酸脱氢酶）.三种酶jE2-二氢硫辛酸乙酰基转移酶丙酮酸脱氢酶系1E3-二丙酮酸脱氢酶系三种辅助因子|焦磷酸硫胺素（TPP）、硫辛酸、ICOASH、FAD、NAIT

丙酮酸脱氢酶复合体的组成组分缩写肽链数辅基催化的反应丙酮酸脱氢酶组分Ei24TPP内酮酸氧化脱竣二氢硫辛酰转乙酰基酶e224硫辛酰胺将乙酰基转移到CoA二氢硫辛酸脱氢酶E312FAD将还原型硫辛酰胺转变为氧化型丙酮酸转化为乙酰辅酶APyruvateoxidized)lipoyllysineTPPFADTPPTPPNADH+H+TPPNAD+TPPFADHreducedlipoyllysineCoA-SH1EiTpp、--坳NAD+TPPFADHreducedlipoyllysineCoA-SH1EiTpp、--坳,I,-j1FADQIICH,-C-S-CoAAcetyl-CoA丙酮酸脱氢前复合体的调控内酮酸脱气酶复合体催化的这个反应是哺乳动物体内使丙酮酸转变为乙酰CoA的唯一途径。乙酰CoA既是柠檬酸循环的入口，又是脂类生物合成的起始物质。.产物控制产物NADH抑制E3,乙酰CoA抑制E2。如果NADH和乙酰CoA处于高浓度，则E2

处于与乙酰基结合的形式，不再接受羟乙基基团，E1上的TPP停留在结合状态，抑制丙酮酸脱竣。.磷酸化和去磷酸化的调控E2分子上结合着两种特殊的酶，一种称为激醐，另一种称为磷酸能，它们分别使E1磷酸化和去磷酸化，去磷酸化形式是EI的活性形式。Ca2+通过激活磷酸酶的作用，也能使E1活化。二、柠檬酸循环概貌柠檬酸循环也叫三竣酸循环(tricarboxylicacidcycle),又叫做TCA循环，也将此途径称为Krebs循环。乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成六碳三竣酸即柠檬酸，经过一系列代谢反应，乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生的过程称为三枝酸循环。按顺序参与催化的酶：①柠檬酸合酶②乌头酸酶③乌头酸酶④异柠檬酸脱氢醐⑤a-酮戊二酸脱氢能复合体⑥琥珀酰-CoA合成酶⑦琥珀酸脱氢能⑧延胡索酸酶⑨苹果酸脱氢酶三、柠檬酸循环的反应机制StepI.乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸柠檬酸的形成：乙酰辅能与草酰乙酸缩合成柠檬酸。反应由柠檬酸合酶催化，此前是•个调控酶。草酰乙酸先马酶结合，导致酶的结构发生变化，暴露出与乙酰辅酶A的结合部位,属于“诱导契合”模型。反应的能量由乙酰CoA的高能硫酯键提供，所以使反应不可逆。此为醇醛缩合反应，先缩合成柠檬酰CoA,然后水解。草酰乙酸与乙酰CoA缩合形成柠檬酸o=c-cooo=c-coo-

Ih2c-coo-草酰乙酸O义柠檬酸合酶v-uri? .IS-CoA①乙酰CoA

' 0 '2IICH2-C—SCoAHO-C-COO-Ich2-coo-柠檬酰CoA2 1.ch2-coo八！一 +HO-C-COO+HS-CoA+HICH2-COO-CoA柠檬酸第一个调控酶调节酶：柠檬酸合酶Step2.柠檬酸异构化形成异柠檬酸异柠檬酸的形成：柠檬酸由顺乌头酸酶催化，脱水，然后加水，从而改变分子内OH-和H+的位置，使原来在C3上的羟基转到C2上，生成异柠檬酸。催化这两步反应是同一酶，其中间产物为顺乌头酸与酶结合在一起以复合物形式存在。Step3.异柠檬酸氧化形成。一酮戊：酸是第一个氧化还原反应异柠檬酸脱氢酶：第二个调节酶这阶段放出了1分子CO2,由C6-C5；产生1分子NADH异柠檬酸氧化脱瘦生成a-酮戊二酸：异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶作用下反应中间物是草酰琥珀酸，它是一个不稳定的B-酮酸，当与酶结合则脱凌形成a-酮戊二酸，脱下的氢由NAD卡接受，生成NADH+和H+。异柠檬酸脱氢酶是三竣酶循环中第二个调节酶。（记：发生的变化、能量的产生、体系的调节）

草酰琥珀酸coo"③草酰琥珀酸ONAD*NADH+H*7Aho-^c-h0异柠檬酸脱氢酶A

oocoo-异柠檬酸俨.coo-2fH2

H-C-HIC-0I

c

'、b

一酮戊二酸Step4.a一酮戊二酸氧化脱竣形成琥珀酰CoA这阶段又放出了1分子C02,由C5-C4；又产生1分子NADH；形成1个高能硫酯键。这是三艘酸循环中第二个氧化脱竣反应,是由a-酮戊:酸脱氢酶系所催化的。此脱氢酶系与丙酮酸脱氢酶系相似，由三个酶即a-酮戊二酸脱氢酶，琥珀酰转移酶和二氢硫辛酰脱氢酶组成。也需要TPP,硫辛酸，辅酶A,FAD和NAD+5种辅助因子。Q-酮戊二酸氧化脱蝮酶反应机制与丙酮

酸氧化脱瘦相回,组成类似：—

含三个酶及五个辅助因子c三个酶： a-酮戊二酸脱瘦酶、二氢硫辛酸转琥珀酰基酶、二氢硫辛酸还原酶五个辅助因子:TPP、硫辛酸、五个辅助因子:TPP、硫辛酸、FAD

NAD\辅酶Aa-酮戊二酸脱氢陋，由a-酮戊二酸脱氢酶（Ei）、二氢硫辛酰转琥珀酰酶（ED、二氢硫辛酰脱氢酶（E3）组成。需要TPP、硫辛酸、CoA、FAD、NAD\Mg?+六种辅助因子。（书）Step5琥珀酰CoA转化成琥珀酸琥珀酰CoA转化成琥珀酸，并产生GTP：这是三竣酸循环中唯•底物水平磷酸化且接产生高能磷酸键的步骤。Step6琥珀酸脱氧形成延胡索酸这是三是酸循环中第三步氧化还原反应,由琥珀酸脱氢酶催化，氢的受体是酶的辅基FAD,生成延胡索酸和FADH2。该酶是三拨酸循环中唯一掺入线粒体内膜的酶,并且直接与呼吸链联系。丙二酸是琥珀酸脱翅酶的强抑制剂。Step7延胡索酸水合形成L-苹果酸Step8L-苹果酸脱氢形成草酰乙酸三一酸循环循第4次氧化还原反应,也是最后一步。FwnarateHOCCOOE-coodrhydrocrfuwriMrHnateCO.柠檬酸循环总图\cumplrtC4A-SHoA-SHansm®MwtwtrwC.irrd<ADF>ZlumajrlCaA♦P.9Hr-COOamnyl-CoA■vnthrtaM“J-4rh>«lnRtrtMM»CH«FwnarateHOCCOOE-coodrhydrocrfuwriMrHnateCO.柠檬酸循环总图\cumplrtC4A-SHoA-SHansm®MwtwtrwC.irrd<ADF>ZlumajrlCaA♦P.9Hr-COOamnyl-CoA■vnthrtaM“J-4rh>«lnRtrtMM»CH«小结：.由柠檬酸合酶催化的从C4和C2缩合成C6的反应，是TCA的第一个调节酶，属于“诱导契合”反应。.顺乌头酸酶催化，脱水，然后加水，从而改变分子内OH—和H+的位置，使原来在C3上的羟基转到C2上，生成异柠檬酸。顺乌头酸是反应的中间物。.柠檬酸脱氢酶催化的第一个氧化还原反应，生成了一个-酮酸，这阶段放出了1分子C02,由C6fC5,产生1分子NADH,该酶是体系的第二个调节酶。.由a-酮戊二酸脱氢醐系所催化的第二个氧化脱竣反应，此脱氯酣系与丙酮酸脱氢酶系相似，由三个酶即a-酮戊二酸脱氢酶，琥珀酰转移酶和二氢硫辛酰脱氢酶组成。也需要TPP,硫辛酸，辅酶A,FAD和NAD+5种辅助因子。这阶段又放出了1分子CO2,由C5fC4；又产生1分子NADH；形成1个高能硫酯键。该酶是体系的第三个调节前。.琥珀酰CoA合成酶催化的三较酸循环中唯一底物水平磷酸化，生成一分子GTP。.琥珀酸脱氢酶催化的三拨酸循环中第三步氧化还原反应，该酶嵌合在线粒体内膜匕是线粒体内膜的重要组成成分，其他的酶大多存在于线粒体的基质中。这步反应生成一分子FADH2。丙二酸是该酶的抑制剂。.延胡索酸酶催化的加水反应，具有立体专一性，只能催化反式和L-异构体。.苹果酸脱氢醐催化的三拨酸循环中第4次氧化还原反应，又产生1分子NADHo四、柠檬酸循环的化学总结算由葡萄糖转变为两分子丙酮酸能量转变的估算葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAiy->2丙酮酸+2ATP+2NADH+2即丙酮酸到乙酰CoA的总反应式CH3C0C00-+HS-CoA+NAD+-CH3C0-SCoA+C02+NADH柠檬酸循环的总反应式乙酰CoA+3NAIT+FAD+GDP+Pi+2H20-2C02+3NADH+FADH2+GTP+3m+CoATCA的总反应式C6H12O6+6H2O+IONAD*+2FAD+4ADP+4Pi——-6CO2+10NADH+10H++2FADH2+4ATP产物NADH和FADH2的去路：由TCA循环产生的NADH和FADH2必须经呼吸链将电子交给02,才能回复成氧化态,再去接受TCA循环脱F的氢。所以，TCA循环需要在有氧的条件下进行。否则NADH和FADH2携带的H无法交给氧，即呼吸链氧化磷酸化无法进行，NAD+及FAD不能被再生，使TCA循环中的脱氢反应因缺乏氢的受体而无法进行。ATP的产量•每个葡萄糖分子在糖酵解中可以产生2个ATP和2个NADH,共产生2+2X2.5=7jATP•从丙酮酸开始，柠檬酸循环中循环一圈，共产生4个NADH,1个FADH2,1个GTP(ATP),^<jNADH可以产生2.5个ATP、每个FADH2可以产生1.5个ATP计算，共产生2.5X4+1X1.5+1=12.5?bATP•每个葡萄糖分子(2个丙酮酸)在进入柠檬酸循环后可以产生25个ATP。•每个葡萄糖分子彻底氧化后共产生32个ATP。葡萄糖彻底氧化经由的途径：EMP途径、丙酮酸氧化脱段、TCA循环、呼吸链氧化磷酸化。乙酰CoA通过TCA循环脱下的氢由NADH及FADm经呼吸链传递给由此而形成大量ATP.碳源乙酰CoA—2C02能量1GTP-1ATP共10ATP3NADH-2.5ATPX3二7.5ATP1FADH2-1.5ATPX1二1.5ATP由乙酰CoA氧化产生的ATP中，只有1/10来自底物水平的磷酸化，其余都是由氧化磷酸化间接产生。五、柠檬酸循环的调控在柠檬酸循环中，虽然有8种酶参加反应，但在调节循环速度中起关键作用的有3种酶:柠檬酸哈醐、异柠檬酸脱氢醐和a—酮戊:酸脱氢酶复合体。其调控可以分为两个方面：①柠檬酸循环本身各种物质对酶活性的调控:②ADP、ATP和Ca2+的调控。/三痰酸循环的调节酶及其调节:酶的名称变构激活剂变构抑制剂柠檬酸合酶ADPATP、NADH、柠檬酸异柠檬酸脱氢酶Ca2+ADP、NADHa-酮戊二酸脱氢酶系Ca2+ADP、ATP、NADH、琥珀酰CoA柠檬酸循环本身制约系统的调节.乙酰CoA和草酰乙酸的供应情况。乙酰CoA来源于丙酮酸，受到丙酮酸脱材酶复合体活性的控制；草酰乙酸的供应取决于循环是否运行畅通，以及中间产物离开循环的速率和补充的速率。.[NADH1/1NAD+1的比值。柠檬酸合酶和异柠檬酸脱氢酶都受到NADH的抑制,但异柠檬酸脱氢酶对NADH更为敏感。a一酮戊二酸脱氢酶爱合体也受NADH的抑制。.产物的反馈抑制。柠檬酸合酶受高浓度柠檬酸的抑制：a一酮戊二酸脱氢酶复合体受琥珀酰CoA的抑制。ATP、ADP和Ca2+对柠檬酸循环的调节1ATP1/1ADP1的比值。[ATP]/[ADP]的比值对柠檬酸循环中的能有调节作用，ADP是异柠檬酸脱氢酶的别构促进剂,可降低该酶的Km值，促进酶与底物的结合；而ATP抑制该酶。Ca2+浓度。Ca2+可激活丙酮酸脱氨酸的磷酸酶,使丙酮酸脱氢醐去磷酸化而活化，从而增加乙酰CoA的供应。同时Ca2+也能激活异柠檬酸脱氢酶和a一酮戊:酸脱氢酶。六、柠檬酸循环的双重作用柠檬酸循环具有分解代谢和合成代谢双重性或称两用性。直接利用柠檬酸循环中间产物的生物合成途径有：葡萄糖生物合成（称为葡萄糖异生作用），脂类的生物合成，包括脂肪酸和胆固醇的生物合成、氨基酸的生物合成、口卜琳类的生物合成等。许多合成代谢都利用柠檬酸循环的中间产物作为生物合成的前体来源。柠檬酸循环中由于参与其它代谢而失去的中间产物，必须及时补充，才能保持柠檬酸循环顺利地、不间断地运转。对柠檬酸循环中间产物有补充作用的反应称为填补反应。柠檬酸循环是新陈代谢的中心环节。三竣酸循环的生物学意义.普遍存在.生物体获得能量的最有效方式.是糖类、蛋白质、脂肪三大物质转化的枢纽.循环中的中间物为生物合成提供原料：如草酰乙酸、a-酮戊二酸可转变为发基酸，琥珀酰CoA可用于合成叶绿素及血红素分子中的口卜啾。概要丙酮酸由丙酮酸脱氢酶系的复杂的作用转化为乙酰辅酶A乙酰辅酶A通过三段酸循环的八步反应转换为2个CO2,生成3个NADH.1个FADH2,个ATP。•三速酸循环的中间体参与合成许多其他生物分子，保罗脂肪酸、类固醉、氨基酸、血红素、噎混、葡萄糖.TCA.swf（glucose.TCA.swf）。电子传递与氧化磷酸化（ElectrontransportandOxidativePhosphorylation）复合体1234包含什么辅醐Q又称泛品，有时简称为Q。可传递氢和电子。Q循环（通过辅酶Q的电子传递方式）电子传递的抑制剂常见的抑制剂可列举以下儿种：鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素。他们的作用是阻断在NADH-Q还原随内的传递，因此阻断了电/-由NADH向CoQ的传递。抗霉素A。阻断复合物ni的电子传递氟化物（CN）,叠氮化物（Nj）,一氧化碳（CO）、H2s阻断复合物IV向02的传递，这些抑制剂均能阻断电子在细胞色素氧化酶的传递，即阻断细胞色素aa3至02的电子传递.一、电子传递和氧化呼吸链CO2的生成方式：生物氧化过程中生成的CO2并不是代谢物上的碳原子与吸入的氧直接化合的结果，而是有机酸脱度作用生成的。糖、脂、蛋白质等有机物转变成含竣基的中间化合物,然后在酶催化下脱按而生成C02。根据所脱段基在有机酸分子中的位置，可将脱竣反应分为a—脱段和B—脱浚；又根据反应的同时是否伴有氧化反应，分为单纯脱粉和氧化脱瘦。类型：a-脱炭和B-脱竣（从脱竣的位置）氧化脱按和单纯脱竣（脱竣方式）H2O的生成代谢物在脱氢酶催化卜脱卜的氢由相应的氢载体（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2Oo

♦线粒体外膜自由透过小分子和离子♦线粒体内膜不能自由透过大部分小分子和离子，包括H+含有A电子传递似复合体I、II、III、IV)AADP-ATP传送栽体AATP合酶(FoFDA其他我体♦线粒体基质•含有A丙胸破脱氢碑A柠械酸循环嗨系》脂肪暇0•氧化畴系A象JL酸氧化礴系>DNA,核糖体»其他酶>ATP.ADP、Pi、Mg2+、CP,K+》可溶的中间代谢产物电子传递链的概念线粒体基质是呼吸底物氧化的场所，底物在这里氧化所产生的NADH和FADH2将质子和电子转移到内膜的载体上，经过一系列氢载体和电子载体的传递，最后传递给02生成H20o这种由载体组成的电子传递系统称电子传递链(eclctrontransferchain),因为其功能和呼吸作用直接相关，亦称为呼吸链。柠檬酸循环在线粒体基质中进行，电子传递和氧化磷酸化在线粒体内膜上进行。在真核生物,电子传递和氧化磷酸化发生在线粒体的内膜而在原核生物的过程发生在质膜。电子传递链的组成呼吸电子传递链主要由蛋白质复合体组成，在线粒体内膜上有4种参与电子传递的蛋白质复合体，分别为

NADH—Q还原酶(NADH-Qreductase)琥珀酸一Q还原酶(succinate-Qreductase)细胞色素还原酶(cytochromereductase)细胞色素氧化酶(cytochromeoxidase)呼吸链的组成.黄素蛋白酶类(flavoproteins,FP).铁-硫蛋白类(iron—sulfurproteins).辅酶Q(ubiquinone,亦写作CoQ).细胞色素类cytochromes).血红素(hemes).铜离子(Cu+)电子传递的方向在电子传递链中，有一系列电子传递体，这些电子传递体的排列顺序是根据它们的电极电位决定的。呼吸链中的电子传递有着严格的方向和顺序，即电子从氧化还原电位较低的传递体依次通过氧化还原电位较高的传递体逐步流向氧分子。电子传递链各个成员.NADH-Q还原醐NADH-Q还原酶又称为NADH脱氢酶，简称为复合体I。该酶含有FMN辅基和Fe-S聚簇，催化反应时，先将NADH的电子传递到FMN匕再传给Fe-S聚簇，最后传给辅酶Q=Fe-S聚簇有几种类型，含有FeS聚簇的蛋白质称为铁硫蛋白,又称为非血红素铁蛋白。Fe-S聚簇通过其中的Fe2+和Fe3+的变化来传递电子。.辅酎Q辅酶Q(CoenzymeQ)又称泛酿(ubiquinone),有时筒称为Q或UQ,是一种脂溶性物质，它可以接受1个电子还原成半1中间体,再接受1个电子还原成对苯二酚形式。它有一个长长的碳氢侧链，哺乳动物中最常见的是具有10个异戊二烯单位的侧链,简写为Q10,在非哺乳动物中这个侧链可能只有6-8个异戊二烯单位。由于其脂溶性强，可以在线粒体内膜中扩散。(可传递氢和电子).琥珀酸一Q还原酶琥珀酸一0还原酶又称为复合体1【,完整的此酶包括柠檬酸循环中的琥珀酸脱完酶,由4条多肽链组成，总的相对分子质量约140X103,含有一个以FAD为辅基的黄素蛋白、2个铁硫蛋白和一个细胞色素b。其作用是催化电子从琥珀酸通过FAD和铁硫蛋白传递到辅前Q。所以复合物I［只能传递电子，而不能使质子跨膜输送。.细胞色素还原酶细胞色素还原酶又称复合体III、辅酶Q—细胞色素c还原酶。它的作用是将还原型辅醐Q的电子传递给细胞色素c。细胞色素还原酶中含有细胞色素b,也含有2Fe-2s聚簇。细胞色素(cytochrome)细胞色素是一类含有血红素辅基的电子传递蛋白质的总称。因为有红颜色，又广泛存在于生物细胞中，故称为细胞色素。还原型细胞色素具有明显的可见光吸收，可以看到a、6和丫三个吸收峰，其中工嵯的波长随细胞色素种类的不同而各有特异的变化，可用来区分不同的细胞色素。氧化型细胞色素在可见光区看不到吸收峰。细胞色素中的血红素有三种，分别称为细胞色素a、b和c,同一种细胞色素血红素因结合的蛋白质不同，其a吸收峰的波长会发生小的变化，如细胞色素还原酶中含有的细胞色素b就分为bH(b562^IbL(b566)地。特点:以血红素为辅基，血红素的主要成份为铁吓琳。类别:根据吸收光谱分成a、b、c三类，呼吸链中含5种(b、c、cl,a和a3),cytb和cytcl、cytc在呼吸链中的中为电子传递体，a和a3以复合物形式存在，称细胞色素氧化醐,其分子中除含至外还含有Qi，可将电子传递给氧，因此亦称其为末端氧化酶。.细胞色素c它是电子传递链中一个独立的蛋白质电子载体，位于线粒体内膜外表，属于膜周蛋白，易溶于水。它与细胞色素cl含有相同的辅基，但是蛋白组成则有所不同。在电子传递过程中，cyt.c通过Fe3+Fe2+的互变起电子传递中间体作用。复合物III的电子传递比较复杂，和“Q循环”有关。辅醐Q能在膜中自由扩散，还原型辅酶Q(氢醍)将一个电子交给Fe-Sf细胞色素cl-细胞色素c,被氧化为半酿，并将一个质子释放到膜间隙，半醍将电子交给细胞色素b566fb562,释放另外一个质子到膜间隙。一对电子由辅酶Q到复合物HI的电子传递过程中，共有四个质子被转移到膜间隙，其中两个质子是辅前Q转移的。。循环是指在线粒体内膜中电子传递链上0H2分别传递一个电子到细胞色素中,即共使2个细胞色素得到电子，从而被氧化。.细胞色素氧化能简写为cyt.c氧化酶，即复合物IV,它的作用是将还原型细胞色素c的电子传递给分子02,生成H2O。它是位于线粒体呼吸链末端的蛋白复合物，由12个多肽亚基组成。cyt.a和a3组成一个复合体，除了含有铁吓琳外，还含有铜原子。cyt.aa3可以直接以02为电子受体。在电子传递过程中，分子中的铜离子可以发生Cu+Cu2+的互变，将cyt.c所携带的电子传递给02。复合物IV既是电子传递体，又是质子移位体。电子传递的抑制效应凡是能够阻断电子传递链中某部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂，由于阻断部位物质的氧化还原状态能被测定，所以利用电子传递抑制剂是研究电子传递顺序的重要方法，下面列举了若干种常见的重要的电子传递抑制剂。1、鱼藤酮等阻断从NADH向CoQ的传递鱼藤酮(rotenone)、安密妥(amytal),杀粉蝶菌素(piericidine)等。它们的作用是抑制复合物I,阻断电子由NADH向CoQ的传递，但不影响FADH2到CoQ的氢传递。鱼藤酮是一种极毒的植物毒素，常用作杀虫剂。2、抗霉素a阻断复合物ni的电子传递抗霉素A(antimycinA),它是从灰色链球菌分离出的一种抗生素，抑制复合物III的电子传递，即阻断细胞色素还原酶中电子的传递，从而抑制了电子从还原型的CoQ(QH2)到细胞色素cl的传递。3、富化物、叠氮化物、CO、H2s阻断复合物IV向02的传递氟化物(cyanide,CN-)、叠氮化物(azide,N3一)、一氧化碳(carbonmonoxide,CO)和硫化氢(hydrogensulphide),这些抑制剂均能阻断电子在细胞色素氧化醐的传递，即阻断细胞色素aa3至02的电子传递，其中氟化物(CN-)和叠氮化物(N3-)能与血红素a3的高铁形式(ferricform)作用而形成复合物，而•氧化碳(CO)则抑制血红素a3的亚铁形式(ferrousform),二.氧化磷酸化作用代谢物在生物氧化过程中释放出的自由能用于合成ATP(即ADP+Pi-*ATP)，这种氧化放能和ATP生成(磷酸化)相偶联的过程称氧化磷酸化。(氧化磷酸化作用氧化磷酸化作用指的是与生物氧化作用相伴而生的磷酸化作用；是将生物氧化过程中释放的自由能，用以使ADP和无机磷酸生成高能ATP的作用。)类别：底物水平磷酸化电子传递水平磷酸化电子传递和氧化磷酸化柠檬酸循环及其它降解代谢途径产生还原型辅前，包括NADH和FADH2,将其携带的电子经过电子传递，最终交给分子02,形成H20。在电子传递过程中释放出大量的自由能,这些自由能被用来推动ATP的合成。在呼吸电子传递链中，总反应式为NADH+H++1/2O2fNAD++H2OAG3=—220.07kj/molFADH2+1/2O2fFAD+H2OAGW—181.58kj/mol还原型辅酶中的能量在糖酵解和柠檬酸循环中,1分子葡萄糖完全氧化可以生成10个NADH和2个FADH2,它们氧化后可以释放出的自由能为10X220.07+2X181.58=2563.86ki/mol1分子葡萄糖完全氧化释放的自由能为2870.23kj/mol还原型辅酶中贮存的能量比例为：(2563.86/2870.23)X100%=89.3%氧化磷酸化的P/O比磷氧比(P/0)是指一对电子通过呼吸链传递到氧所产生ATP的分子数。近年来很多实验结果都证明，以NADH作为电子供体时，测得的P/O比值大于2,所以P/0比值不一定是整数。例如，B-羟丁酸经过NADH途径的P/0比值为2.4—2.6,产生的ATP数目为2.5；而琥珀酸经过FADH2的P/O比值为1.7,产生的ATP数目为1.5。目前被广泛接受的观点是：ATP、ADP和无机磷酸通过线粒体内膜的转运是由ATP-ADP载体和磷酸转位酶催化的。每合成1个ATP需要3个质子通过ATP合酶。同时，把一个ATP分子从线粒体基质转运到胞液需要消耗1个质子，所以每形成1分子ATP就需要4个质子的流动。因此，如果一对电子通过NADH电子传递链可泵出10个质子，则可形成2.5个分了ATP；如果一对电子通过FADH2电子传递链有6个质子泵出，则可形成1.5个ATP分子。底物水平磷酸化：代谢物通过氧化形成的高能磷酸化合物直接将磷酸基团转移给ADP,使之磷酸化生成ATPo氧化磷酸化：NADH或FADH2将电子传递给02的过程与ADP的磷酸化相偶联，使电子传递过程中释放出的能量用于ATP的生成。氧化磷酸化的过程需要氧气作为最终的电子受体，它是需氧生物合成ATP的主要途径。氧化磷酸化的偶联机理O。化学渗透学说Chemiosmotichypothesis英国生物化学家PeterDMitchell在1961年提出化学渗透假说，他认为电了•传递释放出的自由能及ATP合成是与一种跨线粒体内膜的质子梯度相偶联的。也就是说，电子传递释放的自由能驱动H+从线粒体基质跨过内膜进入到膜间隙，从而形成跨线粒体内膜的H+电化学梯度。这个梯度的电化学势驱动ATP合成。由于该假说提出后逐渐拥有越来越多的实验证据，因而成为目前解释氧化磷酸化偶联机理最为公认的一种假说，并且PeterMitchell因提出该假说而获得了1978年的诺贝尔化学奖。由上述化学渗透假说可知，该模型必需具备两个条件：一是线粒体内膜必须是质子不能透过的封闭系统，否则质子梯度将不复存在；二是要求呼吸链和ATP合能在线粒体内膜中定向地组织在一起，并定向地传递质子、电子和进行氧化磷酸化反应。测定的结果表明，每合成1个ATP需要泵出2〜3个质子。氧化磷酸化的解偶联和抑制解偶联剂(uncoupler)是指那些不阻断呼吸链的电子传递，但能抑制ADP通过磷酸化作用转化为ATP的化合物。它们也被称为氧化磷酸化解偶联剂。.解偶联剂(uncouplers)如：2,4-：硝基苯酚(DNP)它是一种弱酸性亲脂化合物，在pH7条件下，DNP以解离形式存在，不能通过线粒体内膜。在酸性环境中，DNP转变为脂溶性的非解离形式，可携带质子透过线粒体内膜，破坏电子传递形成的跨膜质子电化学梯度。在解偶联剂存在时，电子沿呼吸链的传递能正常进行，但不能偶联产生ATP,这样就使电子传递所产生的自由能以热能的形式被消耗。由于DNP解偶联剂只专--性地抑制与呼吸链相偶联的ATP的形成过程，因此，它不会影响底物水平的磷酸化。.氧化磷酸化抑制剂(inhibitors)这类化合物I’［接作用于ATP合酶复合体，从向抑制ATP的合成。它们使膜外质子不能通过ATP合酶复合体返回膜内，使膜内质子继续泵出到膜外显然越来越困难，最后不得不停止，所以这类抑制剂间接抑制了电了•传递和分了•氧的消耗。寡霉素属于此类抑制剂，它与F0的一个亚基结合而抑制FI.FIFoATP合酶的抑制剂在ATP合酶的柄部有一种寡霉素敏感蛋白(oligomycin-sensitivityyonferringprotein,OSCP),这种蛋白使复合体对寡霉素敏感，使得其霉素抑制ATP的合成。Fo的名称即来自于此。环己基碳二亚胺(dicyclohexylcarbodi-imide,DCCD)能够修饰Fo蛋白中某亚基的Glu残基，导致抑制质子通过Fo,这种能被DCCD修饰的蛋白又称为DCCD一结合蛋白。.离子投体抑制剂离子载体抑制剂(ionophore)是指那些能与某种离子结合，并作为这些离子的载体携带离子穿过线粒体内膜的脂双层进入线粒体的化合物。这类抑制剂均是脂溶性物质，它们与解偶联剂的区别在于它们能结合除H+以外的其它一价阳离子，例如缀氨霉素(Valinomycin)可结合K+,短杆菌肽可结合K+、Na+和其它一价阳离子穿过线粒体内膜。因此离子载体抑制剂