生物氧化第八章生物化学

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1、第八章代谢与生物氧化本章要点代谢总论：基本概念、原理、特点生物氧化的特点、体系电子传递链的定义、组成、特点及作用氧化磷酸化的定义、偶联机制及意义教材：第19、20、24、39章第一节代谢总论一、基本概念●新陈代谢(Metabolism)：泛指生物与周围环境进行物质和能量交换的过程。●分解代谢/异化作用（catabolism）：指细胞从环境中摄取的或是本身所含有的各种复杂的大分子降解为小的简单分子的过程，有化学能释放。合成代谢/同化作用（anabolism）：指从简单的生物小分子合成细胞的组成成分，需要吸收能量。●物质代谢：

2、指糖类、脂类、蛋白质、核酸等的合成和分解代谢。能量代谢：伴随物质代谢产生的机械能、化学能、热能及光、电能的相互转化。●自养生物（autotroph):从环境中获取CO2、H2O，利用太阳能合成有机物（糖类）的生物，如高等植物、光合细菌、蓝绿藻等。异养生物（heterotroph）：依赖自养生物所制造的有机物为碳源，利用复杂化合物分解释放的化学能维持生命的生物，如高等动物、人和大多数微生物。●代谢途径（metabolicpathway）：每一种物质的分解合成代谢所经历的一系列酶促反应的总过程。中间代谢（intermediary

3、metabolism）：指代谢途径中的一系列酶促反应。代谢物（metabolite）：指代谢反应中的任一个反应物，中间物或产物。新陈代谢的研究方法（P15）二、代谢的特点(P538第39章)反应链的形式：线性反应途径、环状反应途径、螺旋形反应途径●代谢途径是由一系列酶促反应构成分解代谢：蛋白质、多糖、脂类等生物大分子降解为主要构件分子（阶段1）。如：多糖→戊糖或己糖，脂肪→甘油、脂肪酸构件分子降解为更小、更简单的中间物（阶段2）。如：戊糖、己糖、甘油→丙酮酸→乙酰CoA中间产物最终降解为CO2、H2O、NH3等（阶段3）。如

4、：乙酰CoA→三羧酸循环→CO2、H2O合成代谢：利用各种小分子为原料合成中间物（阶段1）合成各种生物大分子的构件单元（阶段2）。从构件分子合成大分子化合物（阶段3）。如：乙酰CoA→脂肪酸→脂类●代谢过程一般分为三阶段进行●ATP是代谢反应中能量转移的重要载体，称为“能量通用货币”。●分解代谢与相应的合成代谢途径通常是不重合的，存在差别。●NADPH以还原力形式携带能量NADPH将能量供给还原性的生物合成需要，而NADH和FADH2是作为生物氧化过程中氢和电子携带者，经电子传递链，用于产生ATP。●各种代谢途径定位于细胞不

5、同区域（区室化）表：主要代谢途径（多酶体系）在细胞内的分布DNA及RNA合成细胞核糖酵解胞液蛋白质合成胞液，内质网磷酸戊糖途径胞液糖原合成胞液糖异生胞液，线粒体脂肪酸合成胞液脂肪酸β-氧化线粒体胆固醇合成胞液，内质网三羧酸循环线粒体磷脂合成内质网氧化磷酸化线粒体血红素合成胞液，线粒体尿素合成胞液，线粒体P552图39－16●细胞代谢是一个经济的、精密的调节过程反馈作用：前馈作用：表：某些重要代谢途径的关键酶（限速酶）糖原降解磷酸化酶糖原合成糖原合酶糖酵解己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶糖有氧氧化丙酮酸脱氢酶系、柠檬酸合酶、

6、异柠檬酸脱氢酶糖异生丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸激酶、果糖1，6二磷酸酶脂肪酸合成乙酰辅酶A羧化酶胆固醇合成HMG辅酶A还原酶1、热力学第一定律：在一定状态下系统中的能量可以从一种形式转变成另一种形式，但总能量保持不变。U＝Uf－Ui=Q－WU：内能变化Uf，Ui：状态起始和终末的内能Q：体系从环境吸收的热量W：体系对环境所做的功2、热力学第二定律：任何一个自发进行的过程总是趋向使其无序程度（熵值）增加，直到平衡。S总＝S系＋S环S总＞0一切自发过程总的熵变为正值S总＜0非自发过程总的熵变为负值S总＝0平衡

7、过程，可逆过程三、热力学原理是代谢研究的基础（p23第20章）G＝H－TSH：热焓变化，代表总能量的变化G＞0：反应不可能自发进行（S＜0）G＜0：反应自发进行（S＞0）G＝0：反应处于平衡状态（H＝TS）（1）G是状态函数，与变化途径、反应机理无关，仅决定于起始反应物和终产物浓度和性质。（2）G与反应速度无关。3、自由能：某一系统总能量中，能够在恒定压力和温度下做功的能量。(p27)A＋BC＋D[C][D]G＝Gˊ＋RTln－－－－[A][B]R=8.31×10-3kJ/K.mol=1.98

8、×10-3kcal/K.mol,气体常数Gˊ：pH7,25℃情况下的标准自由能变化当达到平衡时：[C]平衡[D]平衡0＝Gˊ＋RTln－－－―――[A]平衡[B]平衡或Gˊ＝-RTlnKˊeq=-2.303RTlogKˊeq(Kˊeq：平衡常数)KˊeqGˊ反应方向＞1＜0