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文檔簡(jiǎn)介

1、第31章 氨基酸及其衍生物的生物合成丙氨酸 Ala A 精氨酸 Arg R 天冬氨酸 Asp D 半胱氨酸 Cys C 谷氨酰胺 Gln Q 谷氨酸 Glu/Gln E 組氨酸 His H 異亮氨酸 Ile I 甘氨酸 Gly G 天冬酰胺 Asn N 亮氨酸 Leu L 賴氨酸 Lys K 甲硫氨酸 Met M 苯丙氨酸 Phe F 脯氨酸 Pro P 絲氨酸 Ser S 蘇氨酸 Thr T 色氨酸 Trp W 酪氨酸 Tyr Y 纈氨酸 Val V氨基酸合成碳骨架的來(lái)源?三個(gè)代謝途徑檸檬酸循環(huán)糖酵解磷酸戊糖途徑20種氨基酸依據(jù)碳骨架來(lái)源分為哪六族?谷氨酸族,天冬氨酸族,芳香族氨基酸族,丙酮

2、酸族,絲氨酸族,組氨酸。氮進(jìn)入氨基酸分子的三條途徑?形成氨甲酰磷酸(耗2ATP)催化酶:氨甲酰磷酸合成酶調(diào)節(jié)物:N-乙酰谷氨酸(由谷氨酸在N-乙酰谷氨酸合成酶的催化下與乙酰-CoA合成。)形成谷氨酸(耗NADPH or NADH)NAD(P)H+H+NH3 -酮戊二酸-谷氨酸+NAD(P)+H2O形成谷氨酰胺(耗1ATP)谷氨酸,谷氨酰氨合成酶作用下,形成谷氨酰胺氨基酸生物合成的調(diào)節(jié)方式?(一)產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié)1. 簡(jiǎn)單反饋抑制:如由蘇氨酸合成異亮氨酸,異亮氨酸抑制蘇氨酸脫氨酶。2. 協(xié)同抑制:如谷氨酰胺合成酶受8種物質(zhì)抑制。3. 多重抑制:催化PEP與赤蘚糖-4-磷酸縮合的醛縮酶由三種同工酶,

3、分別受三種產(chǎn)物的抑制。4. 連續(xù)反饋抑制:產(chǎn)物抑制某中間過(guò)程,使其底物積累,抑制前面的反應(yīng)。如半胱氨酸和甲硫氨酸等合成。5. 其他:甘氨酸的合成受一碳單位和FH4的調(diào)節(jié),丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸不受反饋抑制,與其酮酸保持可逆平衡。(二)酶量調(diào)節(jié):一些酶的合成受產(chǎn)物阻遏,如大腸桿菌的甲硫氨酸合成中的某些酶。阻遏調(diào)節(jié)速度較慢。一氧化氮的形成反應(yīng)及其作用?NO, 血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的血管舒張因子谷胱甘肽在氨基酸跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的作用機(jī)制? -谷氨酰循環(huán)谷胱甘肽(一)功能:作為還原劑,保護(hù)紅細(xì)胞等不被氧化損傷。一般還原型與氧化型的比值為500。谷胱甘肽與過(guò)氧化物反應(yīng)可解毒。谷胱甘肽還參與氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)。(二)合成

4、:谷氨酸的-羧基與半胱氨酸生成肽鍵,再與甘氨酸反應(yīng)生成谷胱甘肽。共消耗2個(gè)ATP。谷胱甘肽是由哪幾種氨基酸生成的?谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸谷胱甘肽主要依靠什么維持其還原狀態(tài)?半胱氨酸上的巰基為其活性基團(tuán)第30章 蛋白質(zhì)降解和氨基酸分解代謝(一)氮平衡(nitrogen balance)*機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的概況可根據(jù)氮平衡實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。蛋白質(zhì)中氮的平均含量約為16。三種氮平衡情況A.氮的總平衡 攝入氮=排出氮,即氮的“收支”平衡 反映正常成人的蛋白質(zhì)代謝情況B.氮的正平衡 攝入氮排出氮,部分?jǐn)z入的氮用于 合成體內(nèi)蛋白質(zhì) 兒童、孕婦及恢復(fù)期病人C.氮的負(fù)平衡 攝入氮排出氮,見(jiàn)于蛋白質(zhì)需要量 不足 饑

5、餓或消耗性疾病患者*必需氨基酸(essential amino acid):人體內(nèi)有8種氨基酸不能合成。體內(nèi)需要而又不能自身合成,必須由食物供應(yīng): 纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸和色氨酸非必需氨基酸(nonessential amino acid):其余12種氨基酸體內(nèi)可以合成,不一定需由食物供應(yīng)。胃蛋白酶的最適PH: 1.52.5 對(duì)蛋白質(zhì)肽鍵作用的特異性較差腸液中的腸激酶可激活各種胰酶原。胰酶 最適pH為7.0左右胰液中的蛋白酶分為兩類:內(nèi)肽酶-水解蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)部的一些肽鍵 胰蛋白酶、糜蛋白酶及彈性蛋白酶等,有一定的專一性。外肽酶-主要有羧基肽酶A和羧基肽酶B

6、 自肽鏈羧基末端開(kāi)始,每次水解掉一個(gè)AA殘基,對(duì)不同 AA組成的肽鍵也有一定專一性。 寡肽酶 存在:小腸粘膜細(xì)胞的刷狀緣及胞液中 例如氨基肽酶及二肽酶 部位:主要在小腸粘膜細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行。 氨基肽酶 二肽酶 寡肽 -二肽 -AA食物中的蛋白質(zhì)經(jīng)胃蛋白酶和胰蛋白酶消化后有1/3是氨基酸、2/3是肽。寡肽的水解主要在小腸粘膜細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行,最后由氨基肽酶和二肽酶作用水解成氨基酸。各種酶協(xié)同作用使蛋白質(zhì)的消化效率極高。正常成人,食物蛋白質(zhì)的95可以水解完全(一些纖維蛋白只能部分水解)。二、氨基酸的吸收部位:主要在小腸中進(jìn)行吸收載體:載體蛋白 部位:腸粘膜細(xì)胞膜上 載體蛋白-AA-Na+形成三聯(lián)體 作用:將A

7、A及Na+轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞,Na+則借鈉泵排出細(xì)胞外, 并消耗ATP。 有4種類型的載體,分別參與不同氨基酸的吸收: 中性氨基酸載體(主要載體) 堿性氨基酸載體 酸性氨基酸載體 亞氨基酸與甘氨酸載體三、蛋白質(zhì)的腐敗作用定義:在消化過(guò)程中,有一小部分蛋白質(zhì)不被消化,也有一小部分消化產(chǎn)物不被吸收。腸道細(xì)菌對(duì)這部分蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物所起的作用,稱為。實(shí)質(zhì):是細(xì)菌本身的代謝過(guò)程,以無(wú)氧分解為主。部位:大腸的下段。產(chǎn)物:大多數(shù)對(duì)人體有害,少量FA及維生素K等可被機(jī)體利用的物質(zhì)。a.胺類(amines)的生成b.氨(ammonia)的生成c.其他有害物質(zhì)的生成(酚類、吲哚、硫化氫等)四、氨基酸代謝庫(kù)(metab

8、olic pool) 食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化而被吸收的AA(外源性AA)與體內(nèi)組織蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的AA(內(nèi)源性AA)混在一起,分布于體內(nèi)各處,參與代謝,稱為。AA由于不能自由通過(guò)細(xì)胞膜,所以在體內(nèi)分布也是不均勻的。1. 體內(nèi)(內(nèi)源)蛋白質(zhì)降解1.1 體內(nèi)蛋白降解為氨基酸真核細(xì)胞中蛋白質(zhì)的降解有兩條途徑:  不依賴ATP的過(guò)程,在溶酶體內(nèi)進(jìn)行,主要降解細(xì)胞外來(lái)源的 蛋白質(zhì)、膜蛋白和長(zhǎng)壽命的細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)。  依賴ATP和泛素的過(guò)程,在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行,主要降解異常蛋白 和短壽命的蛋白質(zhì),在不含溶酶體的紅細(xì)胞中尤為重要。1.2 細(xì)胞蛋白質(zhì)降解的機(jī)制1.2.1 溶酶體降解

9、(Lysosomal mechanism) 溶酶體:含50多種水解酶,其內(nèi)蛋白酶稱為組織蛋白酶。內(nèi)部pH約5.0 。對(duì)蛋白質(zhì)的降解無(wú)選擇性1.2.2 泛肽標(biāo)記降解(Labelled by ubiquitin) 對(duì)蛋白質(zhì)有選擇性降解 消耗ATP 泛肽-連接的降解酶(UCDEN)1.3 細(xì)胞蛋白質(zhì)降解的意義 (1) 排除不正常的蛋白質(zhì) (2) 維持細(xì)胞代謝的秩序2. 氨基酸分解代謝Catabolism of AminoAcids2.1 脫氨基作用2.1.1 轉(zhuǎn)氨基作用(氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng))氨基酸+a-酮戊二酸-a-酮酸+谷氨酸(氨基轉(zhuǎn)移酶)谷氨酸+草酰乙酸-a-酮戊二酸+天冬氨酸PLP以共價(jià)鍵與氨基轉(zhuǎn)移

10、酶連接,PLP變成PMP時(shí)既攜帶上一個(gè)氨基。1.氨基酸轉(zhuǎn)化為酮酸1 氨基酸的親核氨基向酶-希夫堿的碳原子進(jìn)攻,形成氨基酸-PLP希夫堿(醛亞胺),同時(shí)酶-Lys殘基釋放。2 形成共振穩(wěn)定中間體3 a-酮酸-PMP希夫堿水解,形成PMP及a-酮酸2.A-酮酸轉(zhuǎn)化為氨基酸與上述反應(yīng)相同順序相反1,2 循環(huán)進(jìn)行,“乒乓BIBI機(jī)制” 氨基酸1+a-酮酸2-a-酮酸1+氨基酸22.1.2 葡萄糖-丙氨酸循環(huán)2.1.3 氧化脫氨基作用2.1.4 聯(lián)合脫氨基作用1) 以谷氨酸脫氫酶為主氨基酸的a-氨基借助轉(zhuǎn)氨酶作用轉(zhuǎn)移到a-酮戊二酸,生成a-酮酸和谷氨酸,谷氨酸在谷氨酸脫氫酶作用下脫氨基生成a-酮戊二酸,

11、同時(shí)釋放氨。2) )通過(guò)嘌呤核苷酸循環(huán)次黃嘌呤核苷酸與天冬氨酸作用形成中間產(chǎn)物腺苷酸代琥珀酸,后者在裂解酶的作用下,分裂成腺嘌呤核苷酸和延胡索酸,腺嘌呤核苷酸水解后產(chǎn)生游離氨和次黃嘌呤核苷酸。2.3.1 氨的毒性1) 改變細(xì)胞 pH值,引起氨中毒2) 消耗-酮戊二酸、NADPH(腦細(xì)胞線粒體)2.3.2 驅(qū)除多余氨的兩個(gè)主要反應(yīng)a-酮戊二酸+NH4+NADPH+H+-谷氨酸+NADP+H2O2.3.3 氨的轉(zhuǎn)運(yùn)載體(中性):1) 谷氨酰胺(經(jīng)血液由肌肉和其他組織運(yùn)送到肝臟)2) 丙氨酸(由肌肉到肝臟)3. 尿素的形成Formation of Urea 精,鳥(niǎo),瓜,循環(huán) 精氨酸水解成尿素 一分子

12、鳥(niǎo)氨酸和一份子氨及二氧化碳結(jié)合形成瓜氨酸。瓜氨酸與另一分子氨結(jié)合形成精氨酸。精氨酸水解形成尿素和鳥(niǎo)氨酸完成一次循環(huán)。鳥(niǎo)氨酸和瓜氨酸在特定的運(yùn)輸體系下穿過(guò)線粒體膜。尿素的兩個(gè)N原子來(lái)自一個(gè)氨分子和一個(gè)天冬氨酸分子,其中C原子來(lái)自HCO3-3.1 氨甲酰磷酸合成酶,尿素的第一個(gè)氮原子的獲取。(氨)CPS1 關(guān)鍵酶3.2 鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶。鳥(niǎo)氨酸形成瓜氨酸3.3 精氨琥珀酸合成酶,尿素第二個(gè)氮原子的獲取。(天冬氨酸)3.4 精氨琥珀酸酶3.5 精氨酸酶4. 氨基酸與一碳單位一碳單位的形式亞氨甲基,甲?;?,羥甲基,亞甲基,次甲基,甲基。許多氨基酸可以作為一碳單位的來(lái)源(Gly甘、Thr蘇、Ser絲、H

13、is組)一碳單位的生理功用參與嘌呤和嘧啶的生物合成參與S腺苷甲硫氨酸的生物合成一碳單位的轉(zhuǎn)移載體四氫葉酸(THF)5,本章小結(jié)· 蛋白質(zhì)降解兩種機(jī)制?· 溶酶體降解:多種水解酶,pH約5.0,無(wú)選擇性· 泛肽標(biāo)記降解:有選擇性,消耗ATP,泛肽-連接的降解酶(UCDEN)·· 氨基酸分解三步驟?· 碳架分解、氨基分解、尿素碳架分解:以5種物質(zhì)進(jìn)入三羧酸循環(huán):乙酰輔酶A(丙酮酸、乙酰乙酰輔酶A“乙酰輔酶A途徑”), a-酮戊二酸,琥珀酰輔酶A;延胡索酸;草酰乙酸氨基分解:氨基【轉(zhuǎn)氨(轉(zhuǎn)氨酶)脫氨(谷氨酸脫氨酶)尿素】尿素:NH4+CO2

14、+3ATP+Asp天冬氨酸+2H2O=尿素+延胡索酸+2ADP+2Pi+GMP(鳥(niǎo)嘌呤核苷酸) +Ppi共除去2分子氨(NH4+ & Asp)和1分子CO2,消耗4個(gè)高能鍵。前兩步在線粒體中進(jìn)行,可避免氨進(jìn)入血液引起神經(jīng)中毒。此途徑稱為尿素循環(huán)或鳥(niǎo)氨酸循環(huán),缺乏有關(guān)酶會(huì)中毒死亡。爬蟲(chóng)和鳥(niǎo)排泄不溶的尿酸,可保持水,但耗能高。蜘蛛排鳥(niǎo)嘌呤,某些魚(yú)排氧化三甲胺,高等植物合成谷氨酰胺和天冬酰胺,儲(chǔ)存體內(nèi)。尿酸:嘌呤堿 在黃嘌呤氧化酶的催化下 形成黃嘌呤 再形成 尿酸· 葡萄糖-丙氨酸循環(huán)?· 肌肉通過(guò)葡萄糖-丙氨酸循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)氨。氨經(jīng)谷氨酸轉(zhuǎn)給丙氨酸,運(yùn)到肝后再轉(zhuǎn)氨生成谷氨酸。

15、丙酮酸異生為葡萄糖返回肌肉。這樣肌肉活動(dòng)產(chǎn)生的丙酮酸和氨都得到處理,一舉兩得。· 尿素循環(huán)和檸檬酸循環(huán)的相關(guān)性?檸檬酸循環(huán)的天冬氨酸參與尿素循環(huán)與瓜氨酸形成精氨琥珀酸,精氨琥珀生成精氨酸與延胡索酸,延胡索酸參與檸檬酸循環(huán)。· 氨在機(jī)體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的兩種形式?1) 谷氨酰胺(經(jīng)血液由肌肉和其他組織運(yùn)送到肝臟)2) 丙氨酸(由肌肉到肝臟)· 氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)槟奈宸N檸檬酸循環(huán)代謝中間產(chǎn)物,徹底氧化分解?乙酰-CoA,a-酮戊二酸,琥珀酸-CoA,延胡索酸,草酰乙酸。徹底氧化分解。三羧酸循環(huán)的途徑:1.乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合,生成檸檬酸2.檸檬酸異構(gòu)化,生成異檸檬酸3.氧化脫羧,

16、生成-酮戊二酸4.氧化脫羧,生成琥珀酰輔酶A5.分解,生成琥珀酸和GTP6.脫氫,生成延胡索酸7.水化,生成蘋(píng)果酸8.脫氫,生成草酰乙酸· 氨基酸是一碳單位的直接提供者,一碳單位的形式?它的轉(zhuǎn)移載體?氨基酸與一碳單位Ø 一碳單位的形式Ø 許多氨基酸可以作為一碳單位的來(lái)源(Gly、Thr、Ser、His)Ø 一碳單位的生理功用參與嘌呤和嘧啶的生物合成參與S腺苷甲硫氨酸的生物合成Ø 一碳單位的轉(zhuǎn)移載體四氫葉酸(THF)· 苯丙氨酸和酪氨酸代謝過(guò)程中,可能引發(fā)的代謝缺陷癥?· 酪氨酸酶失活,黑色素不能形成,于是導(dǎo)致白化癥。

17、3; 肝臟苯丙氨酸羥化酶缺乏或活性減低導(dǎo)致苯丙氨酸代謝障礙,苯丙酮尿癥。第28章 脂肪酸的分解代謝1、 脂質(zhì)的消化、吸收和傳送1.1 脂類的概念、種類脂類(lipid):一類不溶于水而溶于有機(jī)溶劑并能為機(jī)體利用的有機(jī)化合物。分布脂庫(kù),貯存脂,可變脂。包括:(1) 脂肪(fat):三脂酰甘油或甘油三酯TAG,非極性化合物、水不溶性。 甘油三酯(1甘油+3脂肪酸)(2)類脂(lipoid):包括磷脂、糖脂、膽固醇及其酯,通常為兩性化合物,包括親水、疏水區(qū)。分布:各種生物膜,基本脂,固定脂甘油磷脂(1甘油+2脂肪酸+1磷酸+1含氮化合物)膽固醇酯(膽固醇+脂肪酸)鞘脂(鞘氨醇+脂肪酸) 脂肪、磷脂、

18、膽固醇酯的主要組分是脂肪酸,脂類代謝主要是脂肪酸的代謝,而脂肪酸分解的中間產(chǎn)物是乙酰CoA,進(jìn)一步分解經(jīng)TCA。 因此,脂類代謝主要是脂肪酸與乙酰CoA之間的代謝。1.3 脂類的消化和吸收膳食中的脂類主要是脂肪及少量磷脂與膽固醇。脂類不溶于水,必須在小腸中膽汁酸鹽作用下乳化并分散成細(xì)小的微團(tuán)后才能被酶消化而吸收。脂類消化部位小腸上段(開(kāi)始于胃)。脂類消化的酶由胰腺產(chǎn)生分泌入十二指腸: 胰脂酶、磷脂酶、膽固醇酯酶; 輔酯酶(胰脂酶不可缺少的蛋白輔助因子)吸收部位十二指腸下段、空腸上段A.膽汁酸鹽的作用(強(qiáng)乳化劑)使脂肪、膽固醇酯等疏水脂類乳化成細(xì)小微團(tuán)增加消化酶對(duì)脂類的接觸面積B.胰脂酶的作用水

19、解三酰甘油,使其轉(zhuǎn)化為2-單酰甘油需要輔脂酶和膽汁酸鹽的協(xié)同作用,吸附在乳化脂肪微團(tuán)的水油界面上才能作用于微團(tuán)內(nèi)的三酰甘油C.輔脂酶的作用本身不具有脂肪酶活性與胰脂酶結(jié)合(氫鍵),促進(jìn)其吸附在微團(tuán)的水油界面與三酰甘油結(jié)合(疏水鍵),有助于胰脂酶定位于三酰甘油表面加速其水解D.磷脂酶、膽固醇酯酶的作用磷脂酶A2水解下磷脂C2位的脂肪酸,生成溶血磷脂膽固醇酯酶使膽固醇酯水解成脂肪酸和游離膽固醇E.混合微團(tuán)膽汁酸鹽脂類消化產(chǎn)物(脂肪酸、單酰甘油、溶血磷脂和膽固醇)微團(tuán)特點(diǎn) 極性大(內(nèi)部疏水、外部親水) 體積?。ㄖ睆?0nm) 易于穿過(guò)小腸粘膜細(xì)胞表面的水屏障而被腸粘膜細(xì)胞吸收2、 飽和偶數(shù)碳脂肪酸的

20、氧化脂肪酸是人類及哺乳類動(dòng)物的主要能源。在氧氣供應(yīng)充足的情況下,脂肪酸可以在體內(nèi)氧化成水和二氧化碳,同時(shí)釋放出大量能量,生成ATP供機(jī)體利用。多數(shù)組織(除腦組織)均能氧化脂肪酸,以肝臟和肌肉最為活躍。脂肪酸氧化要經(jīng)歷活化、轉(zhuǎn)運(yùn)、b氧化三個(gè)基本過(guò)程。2.1 脂肪酸的活化由脂肪酸生成脂酰CoA(高能化合物)脂酰輔酶A合酶家族:依據(jù)底物脂肪酸鏈長(zhǎng)不同而異Fatty acid + CoA + ATP    fatty acyl-CoA + AMP + PPi2.2 脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)脂肪酸氧化的酶系存在于線粒體脂酰CoA轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)(肉堿穿梭系統(tǒng))2.3 脂肪酸的氧化 部位-線粒體基質(zhì) 酶-

21、脂酸-氧化多酶復(fù)合體 過(guò)程-脂酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)后,酶催化下,從脂酰基的-碳原子開(kāi)始,進(jìn)行脫氫、水合、再脫氫及硫解四步連續(xù)反應(yīng),脂?;鶖嗔焉煞肿颖仍瓉?lái)少個(gè)碳原子的脂酰CoA和分子乙酰CoA。 3、 其它類型的脂肪酸氧化3.1 不飽和脂肪酸的氧化單不飽和脂肪酸的氧化: 烯脂酰CoA異構(gòu)酶多不飽和脂肪酸的氧化: 除烯脂酰CoA異構(gòu)酶外,還需要一個(gè)特殊的還原酶 2,4-二烯酰CoA還原酶單不飽和脂肪酸的氧化:A. 當(dāng)生成3順烯酰CoA時(shí): 烯酰CoA異構(gòu)酶催化下3順轉(zhuǎn)變?yōu)?反,進(jìn)入B氧化B. 當(dāng)生成2順烯酰CoA時(shí): 先水合成:D(-)-B-羥脂酰CoA(右旋) 再經(jīng)線粒體表構(gòu)酶催化生成:L(

22、+)-b-羥脂酰CoA(左旋) 再進(jìn)入B氧化小結(jié):b氧化的生理功能脂肪酸b氧化的主要生理功能是產(chǎn)生ATP,其產(chǎn)生ATP的效率高于葡萄糖。如1分子硬 脂酸(18C)完全氧化產(chǎn)生120分子ATP,而3分子葡萄糖(18C)完全氧化產(chǎn)生90 96分子ATP。脂肪酸b氧化另一個(gè)重要功能是產(chǎn)生大量H2O,盡管在水合反應(yīng)中消耗了H2O分子,但產(chǎn)生的乙酰CoA,NADH和FADH2徹底氧化后可產(chǎn)生更多H2O。軟脂酰 -CoA(C16) + 7CoA + 7FAD + 7NAD+ + 7H2O 8 乙酰-CoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+ 動(dòng)物冬眠駱駝駝峰酮體(ketone body)*酮體:

23、乙酰乙酸(30%) -羥丁酸(70%) 丙酮(少量)是肝臟脂肪酸氧化時(shí)特有的中間代謝物。 (除丙酮外)屬于強(qiáng)酸性物質(zhì)。*酮體的生成 部位:肝臟線粒體具有活性較強(qiáng)的合成酮體的酶系,但缺乏利用酮體的酶系 原料:乙酰CoAHMG-CoA循環(huán)1)線粒體內(nèi)脂肪酸氧化生成的乙酰CoA縮合成乙酰乙酰CoA,由乙酰CoA乙酰轉(zhuǎn)移酶(硫解酶)催化酮體生成的關(guān)鍵步驟。2)乙酰乙酰CoA再與1分子乙酰CoA縮合成3-羥-3-甲基戊二酰CoA(HMG CoA)催化此反應(yīng)的HMG CoA合酶是酮體生成的限速酶。3)HMG CoA再在HMG CoA裂解酶作用下分裂成乙酰乙酸和乙酰CoA。酮體的利用肝臟中產(chǎn)生的酮體必須透過(guò)

24、細(xì)胞膜進(jìn)入血液運(yùn)輸?shù)礁瓮饨M織分解氧化;肝外組織具有活性很強(qiáng)的利用酮體的酶。(1) 琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶: 心、腎、腦、骨胳肌線粒體(2)乙酰乙酰硫解酶: 心、腎、腦、骨胳肌線粒體(3)乙酰乙酰硫激酶(乙酰乙酰CoA合成酶): 心、腎、腦胞漿*酮體生成的生理意義:是脂肪酸在肝中正常的中間代謝產(chǎn)物。是肝輸出能源的一種方式。溶于水、分子小能通過(guò)血腦屏障及肌肉毛細(xì)血管壁,是肌肉,尤其是腦組織的重要能源。(腦組織不能氧化脂酸,但能氧化酮體。長(zhǎng)期饑餓、糖供給不足,酮體可以代替葡萄糖,成為肌肉及腦組織的主要能源)。正常情況下,血中僅含少量酮體(0.030.5mmolL) 酮體是酸性物質(zhì),在饑餓、高脂

25、低糖膳食、糖尿病時(shí)脂肪利用加強(qiáng)、酮體生成增加,超過(guò)肝外組織氧化能力時(shí),會(huì)可導(dǎo)致酮癥酸中毒,并隨尿排出,引起酮尿。二、脂肪酸代謝的調(diào)節(jié)分解與合成協(xié)同受調(diào)控:脂肪酸進(jìn)入線粒體的調(diào)節(jié)(肉堿?;D(zhuǎn)移酶I)心臟中脂肪酸氧化的調(diào)節(jié)激素的調(diào)節(jié)脂解激素促進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素(腎上腺素、胰高血糖素等)抗脂解激素抑制脂肪動(dòng)員的激素(胰島素、前列腺素PGE2等) 脂解激素通過(guò)PKA系統(tǒng)對(duì)激素敏感脂肪酶(HSL)的磷酸化激活而發(fā)揮 作用。機(jī)體代謝需要的調(diào)節(jié)長(zhǎng)期膳食改變調(diào)節(jié)基因表達(dá)3、 其他脂類的分解代謝3.1 磷脂的代謝磷脂酶催化降解磷脂磷脂酶A1,A2:切下磷脂的脂肪酸部分磷脂酶C和D:分別攻擊磷酸基團(tuán)的兩側(cè)3.2 鞘

26、脂的代謝鞘氨醇脂肪酸極性取代基(X)鞘氨醇含脂肪族長(zhǎng)鏈的氨基二元醇。X: 含磷酸化合物鞘磷脂(神經(jīng)鞘磷脂); 單糖或寡糖鏈鞘糖脂。(腦苷脂、神經(jīng)節(jié)苷脂3.2 鞘脂的代謝e.g. 神經(jīng)鞘磷脂的降解神經(jīng)鞘磷脂是人體含量最多的鞘磷脂,是構(gòu)成生物膜的重要磷脂。部位:腦、肝、脾、腎細(xì)胞溶酶體酶:神經(jīng)鞘磷脂酶(屬于磷脂酶C類)產(chǎn)物:磷酸膽堿神經(jīng)酰胺- - ->長(zhǎng)鏈堿脂肪酸先天缺乏神經(jīng)鞘磷脂酶導(dǎo)致神經(jīng)鞘磷脂不能降解,在細(xì)胞內(nèi)堆積,引起肝脾大和癡呆。3.3 膽固醇的代謝具有羥基的固體醇類化合物,最早從動(dòng)物膽石中分離出來(lái),故命名。植物不含膽固醇,含植物固醇?;窘Y(jié)構(gòu)環(huán)戊烷多氫菲(3己烷環(huán)1戊烷環(huán))區(qū)別是C

27、原子數(shù)目及取代基不同,功能各異。3.3 膽固醇的代謝與脂肪代謝不同,不能被徹底氧化,經(jīng)氧化后生成膽汁酸、甾體激素和Vit D3等生物活性物質(zhì)。膽固醇 -膽汁酸(肝臟)膽固醇 -甾體激素(腎上腺、性腺)膽固醇 -Vit D3(皮膚)膽固醇 - 膽固醇酯運(yùn)送載體:血漿脂蛋白乳糜顆粒:將脂肪和膽固醇從小腸運(yùn)到其他組織極低密度脂蛋白:將脂肪和膽固醇從肝臟運(yùn)出低密度脂蛋白:將膽固醇從肝中運(yùn)到其他組織高密度脂蛋白:將膽固醇從全身運(yùn)到肝臟第29章 脂類的生物合成Lipid Biosynthesis1. 脂肪酸的生物合成 1.1 原料的轉(zhuǎn)運(yùn)軟脂酸的合成(16)1)合成部位:肝、腎、腦、肺、脂肪線粒體外2)合成

28、原料:乙酰CoA(主要來(lái)自葡萄糖分解)、ATP、 HCO3-、NADPH(主要來(lái)自磷酸戊糖途徑) 、Mn2。 原料在線粒體內(nèi)生成,合成脂肪酸在細(xì)胞質(zhì),需要將乙酰CoA運(yùn)至胞液。 1.4 各步反應(yīng)(1) 啟動(dòng)(priming): 乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶(AT) 產(chǎn)物:乙酰-合酶(2) 裝載(loading): 丙二酰CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶(MT) 產(chǎn)物:丙二酰-ACP(3) 縮合(condensation): b-酮酰-ACP合酶 (KS) 產(chǎn)物:乙酰乙酰-ACP(4) 還原(reduction): b-酮酰-ACP還原酶 (KR) 產(chǎn)物: ,- 羥丁酰-ACP(5) 脫水(dehydratio

29、n): b-羥酰-ACP脫水酶 (HD)產(chǎn)物:,- 反式-丁烯酰-ACP(6) 還原(reduction): 烯酰-ACP還原酶(ER)產(chǎn)物:丁酰-ACP 進(jìn)入第二次合成輪回,丁酰-ACP取代第一輪回的乙酰-ACP(轉(zhuǎn)位(translocation):乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶(AT) )(7) 轉(zhuǎn)位(translocation):乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶(AT)(8) 釋放(release):脂酰-ACP硫酯酶釋放終產(chǎn)物:軟脂酸 脂肪酸合成反應(yīng)過(guò)程(1)丙二酰CoA合成: *乙酰CoA羧化酶 乙酰CoA-丙二酰CoA(2) 脂酸合成 脂酸合成酶系 丙二酰CoA -長(zhǎng)鏈脂酸總的過(guò)程以軟

30、脂酸為例:由1分子乙酰CoA和7分子丙二酰CoA縮合而成。每次延長(zhǎng)兩個(gè)碳原子,連續(xù)7次重復(fù)加成。總反應(yīng)1.5 脂肪酸-氧化和合成的比較1.6 脂肪酸鏈的加長(zhǎng)和去飽和(一)Elongation(加長(zhǎng)):反應(yīng)原理:乙酰-CoA的加成與還原(NADPH), 似-氧化作用的逆反應(yīng)。反應(yīng)部位:線粒體、(光面)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酸碳鏈的加長(zhǎng)更長(zhǎng)碳鏈的脂酸則是對(duì)軟脂酸的加工,使其碳鏈延長(zhǎng)。部位:(肝細(xì)胞)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或線粒體中1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酸碳鏈延長(zhǎng)酶系 延長(zhǎng)過(guò)程與軟脂酸合成過(guò)程相似,但脂?;B在CoASH上進(jìn)行反應(yīng).多延長(zhǎng)至18個(gè)C,最長(zhǎng)可至24C。2)線粒體(延長(zhǎng))酶體系延長(zhǎng)過(guò)程與-氧化的逆行相似,由NADPHH+供氫,

31、亦以延長(zhǎng)至硬脂酸最多,最長(zhǎng)可至24C。(二)Desaturation (去飽和): 1)單烯脂酸:脂酰-CoA去飽和酶 2)多烯脂酸:必需脂肪酸(哺乳類動(dòng)物) 人體不飽和脂酸:軟油酸(16:1,9)人體自身合成 油酸(18:1,9) 亞油酸(18:2,9,12) 必需脂肪酸 亞麻酸(18:3,9、12、15) 花生四烯酸(20:4,5、8、11、14)前兩種單不飽和脂酸可由人體自身合成。后三種多不飽和脂酸必需從食物攝取。 2. 酯化(Esterification) 三脂酰甘油和磷脂的合成主要合成部位:肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、脂肪細(xì)胞 甘油三酯(TAG)合成   合成部 肝、

32、脂肪組織、小腸 均有合成TAG的脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶,位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞液側(cè)。合成原料 甘油-3-P 脂酰-CoA 合成基本過(guò)程1)甘油一酯途徑:小腸粘膜細(xì)胞(利用消化吸收的甘油一酯和脂肪酸合成甘油三酯)2)甘油二酯途徑:肝細(xì)胞和脂肪細(xì)胞 脂肪酸-合成脂肪分子脂酸可為同一種,亦可為 不同的脂肪酸。 甘油來(lái)源1.糖酵解 甘油-3-P 2.體內(nèi)游離的甘油 肝、腎含有甘油激酶,利用甘油生成-磷酸甘油; 脂肪組織缺乏甘油激酶,不能利用甘油合成脂肪。小結(jié)乙酰-CoA是脂肪酸分子所有碳原子的唯一來(lái)源,他來(lái)自羰的氧化分解或氨基酸的分解。這些過(guò)程在線粒體內(nèi)進(jìn)行。但脂肪酸的合成的酶存在在細(xì)胞溶膠中。借助檸檬酸-丙酮酸循

33、環(huán)自線粒體進(jìn)入細(xì)胞溶膠,即乙酰CoA先與草酰乙酸縮合形成檸檬酸,進(jìn)入細(xì)胞溶膠后又裂解形成乙酰。和草酰乙酸。最終產(chǎn)物,軟脂酸。再長(zhǎng)的則在軟脂酸后加多步酶反應(yīng)完成。脂肪酸的氧化方式一般情況:氧化-氧化:植物種子和植物葉子組織 ,在腦和肝細(xì)胞中有發(fā)現(xiàn)-氧化:機(jī)體內(nèi)存在少量的長(zhǎng)鏈脂肪酸,通過(guò)-氧化途徑進(jìn)行氧化降解氧化步驟飽和偶數(shù)碳脂肪酸的氧化 氧化1. 脂肪酸的活化(消耗2個(gè)高能鍵)2. 轉(zhuǎn)運(yùn)(需肉堿)3. -氧化(線粒體基質(zhì)中,4步):脫氫-水化-再脫氫-硫解要點(diǎn):每個(gè)循環(huán)生成一個(gè)NADH和一個(gè)FADH2,放出一個(gè)乙酰輔酶A。軟脂酸經(jīng)-氧化和三羧酸循環(huán),共產(chǎn)生5*7+12*8-2=129個(gè)ATP,能

34、量利用率為40%。氧化場(chǎng)所線粒體基質(zhì)脂酰-CoA進(jìn)入線粒體的途徑短鏈脂肪酸可直接進(jìn)入線粒體,長(zhǎng)鏈脂肪酸需先在肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I催化下與肉堿生成脂酰肉堿,再通過(guò)線粒體內(nèi)膜的移位酶穿過(guò)內(nèi)膜,由肉堿轉(zhuǎn)移酶II催化重新生成脂酰輔酶A。最后肉堿經(jīng)移位酶回到細(xì)胞質(zhì)。偶數(shù)碳飽和脂肪酸代謝的能量計(jì)算每個(gè)循環(huán)生成一個(gè)NADH和一個(gè)FADH2,放出一個(gè)乙酰輔酶A。軟脂酸經(jīng)-氧化和三羧酸循環(huán),共產(chǎn)生5*7+12*8-2=129個(gè)ATP,能量利用率為40%。酮體的概念、產(chǎn)生和利用概念乙酰輔酶A在肝和腎可生成乙酰乙酸、-羥基丁酸和丙酮,稱為酮體。肝通過(guò)酮體將乙酰輔酶A轉(zhuǎn)運(yùn)到外周組織中作燃料。心和腎上腺皮質(zhì)主要以酮體作燃料

35、,腦在饑餓時(shí)也主要利用酮體。平時(shí)血液中酮體較少,有大量乙酰輔酶A必需代謝時(shí)酮體增多,可引起代謝性酸中毒,如糖尿病。產(chǎn)生部位:肝臟線粒體(能合成但無(wú)法利用)原料:乙酰CoA1. 兩個(gè)乙酰輔酶A被硫解酶催化生成乙酰乙酰輔酶A。2. 乙酰乙酰輔酶A與一分子乙酰輔酶A生成-羥基-甲基戊二酰輔酶A,由HMG輔酶A合成酶催化。3. HMG輔酶A裂解酶將其裂解為乙酰乙酸和乙酰輔酶A。4. D-羥丁酸脫氫酶催化,用NADH還原生成羥丁酸,反應(yīng)可逆,不催化L-型底物。5. 乙酰乙酸自發(fā)或由乙酰乙酸脫羧酶催化脫羧,生成丙酮。利用肝臟中產(chǎn)生的酮體必須透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入血液運(yùn)輸?shù)礁瓮饨M織分解氧化;肝外組織具有活性很強(qiáng)的利

36、用酮體的酶。(1)琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶: 心、腎、腦、骨胳肌線粒體(2)乙酰乙酰硫解酶: 心、腎、腦、骨胳肌線粒體(3)乙酰乙酰硫激酶(乙酰乙酰CoA合成酶): 心、腎、腦胞漿脂肪酸代謝的調(diào)控分解與合成協(xié)同受調(diào)控:脂肪酸進(jìn)入線粒體的調(diào)節(jié)(肉堿酰基轉(zhuǎn)移酶I)心臟中脂肪酸氧化的調(diào)節(jié)激素的調(diào)節(jié)機(jī)體代謝需要的調(diào)節(jié)長(zhǎng)期膳食改變調(diào)節(jié)基因表達(dá) 脂肪酸合成的原料,碳原子的來(lái)源? 原料:乙酰CoA(主要來(lái)自葡萄糖分解、碳原子的來(lái)源)、ATP、 HCO3-、NADPH(主要來(lái)自磷酸戊糖途徑) 、Mn2 脂肪酸合酶復(fù)合體的組成? 擁有7個(gè)活化位置的酵素復(fù)合體 軟脂酸的合成過(guò)程?總反應(yīng)方程式? 脂肪酸合成途徑與分解途徑

37、的比較? 相同點(diǎn):均涉及乙酰輔酶A,反應(yīng)循環(huán)次數(shù)  區(qū)別:合成在胞質(zhì)中進(jìn)行,一般用葡萄糖分解產(chǎn)生的乙酰輔酶A來(lái)合成,而分解在線粒體中進(jìn)行,是通過(guò)對(duì)脂肪酸的B氧化進(jìn)行的. 分解合成相同點(diǎn):反應(yīng)循環(huán)次數(shù) 發(fā)生部位線粒體細(xì)胞質(zhì)?;d體CoAACP方 向羧基先離去羧基后形成H受體/供體NAD+, FADNADPH酶組織形式?多種酶位于單一肽鏈上跨膜轉(zhuǎn)運(yùn):細(xì)胞質(zhì)線粒體線粒體細(xì)胞質(zhì) 運(yùn)送脂酰-CoA運(yùn)送乙酰-CoA 肉堿載體系統(tǒng)檸檬酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng) 用于脂肪酸合成的NADPH的來(lái)源? 主要來(lái)源于磷酸戊糖途徑 合成膽固醇的碳原子來(lái)源?膽固醇共有 27 個(gè)碳原子,都

38、來(lái)自乙酸(也可以說(shuō)乙酰輔酶 A)第26章 糖原的分解和生物合成1.糖原的生物學(xué)意義糖原動(dòng)物體內(nèi)肝臟和肌肉中葡萄糖貯存方式.肝糖原的作用主要是迅速補(bǔ)充血糖;肌糖原主要是供給肌肉收縮時(shí)能量。淀粉植物體內(nèi)葡萄糖貯存方式.1.1 高血糖對(duì)人體的主要危害(1)產(chǎn)生高滲性,導(dǎo)致尿量顯著增多,可致機(jī)體脫水,甚至發(fā)生高滲性非酮癥糖尿病性昏迷,危及生命。 (2)隨著大量液體排出,體內(nèi)電解質(zhì)也隨之排出,引起水、電解質(zhì)紊亂,極易并發(fā)各種急性病癥。 (3)血糖增高,不斷刺激胰島-細(xì)胞分泌胰島素,而且長(zhǎng)期的刺激可使-細(xì)胞功能衰竭,而加重糖尿病病情。 (4)長(zhǎng)期高血糖使臟器/組織病變,常見(jiàn)如:毛細(xì)血管管壁增厚,管腔變細(xì),

39、紅細(xì)胞不易通過(guò),組織細(xì)胞缺氧;腎小球硬化, 腎乳頭壞死;神經(jīng)細(xì)胞變性,神經(jīng)纖維發(fā)生節(jié)段性脫髓鞘病變;心、腦、下肢等多處動(dòng)脈硬化等。 1.2 糖原比脂類更適為中轉(zhuǎn)性貯存物質(zhì)高效能:G是機(jī)體主要能源物質(zhì);糖原分解直接產(chǎn)生G-1-P無(wú)需進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化即可分解代謝被迅速動(dòng)用:多分支, 迅速分解釋放G能靈敏地維持血糖水平(動(dòng)物不能將脂肪酸轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟乔绑w)1.3 糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)樹(shù)枝狀的多聚葡萄糖分子量1001000萬(wàn)含有多個(gè)非還原性末端(合成與分解均由此端開(kāi)始延伸或降解)直鏈內(nèi)葡萄糖單位以1,4-糖苷鍵(占總糖苷鍵93%)連接;支鏈之間以1,6-糖苷鍵(7)連接成分支。2 糖原的降解2.1 參與糖原降解的

40、酶類酶 名 稱 酶催化反應(yīng)糖原磷酸化酶(輔酶PLP) 直鏈糖基降解糖原脫支酶(糖基轉(zhuǎn)移酶) 去分支糖基磷酸葡萄糖變位酶 G-1-PG-6-P葡萄糖-6-磷酸酶(骨骼肌細(xì)胞缺乏此酶)G-6-PG2.2.1 化學(xué)反應(yīng)式 糖原(G)n + Pi - G-1-P + 糖原(G)n-1 磷酸解是正磷酸作為一個(gè)基團(tuán)加到游離出來(lái)的葡萄糖分子半縮醛羥基(C1)上磷酸解在體外是可逆反應(yīng),但是在細(xì)胞內(nèi),因Pi/G-1-P比值遠(yuǎn)大于100,所以,反應(yīng)趨向于發(fā)生磷酸解. 磷酸解產(chǎn)物已經(jīng)磷酸化,不用再消耗ATP產(chǎn)生磷酸葡萄糖,為糖酵解提供方便.糖原的水解采用磷酸解而不是水解,具有重要的生物學(xué)意義。磷酸解是降解下的葡萄糖

41、扥子帶上磷酸基團(tuán),葡萄糖-1-磷酸不需要能量提供可容易的轉(zhuǎn)變?yōu)镚-6-P,從而進(jìn)入糖酵解等葡萄糖的講解途徑。如果不是磷酸解而是水解,則所得的水解產(chǎn)物為葡萄糖。后者需要消耗1ATP分子才能轉(zhuǎn)變?yōu)镚-6-P進(jìn)入糖酵解途徑。磷酸解作用對(duì)肌肉細(xì)胞還有另外的優(yōu)越性:在生理?xiàng)l件下,磷酸解的G-1-P以解離形式存在,而不致擴(kuò)散到細(xì)胞外。而非磷酸化的葡萄糖可以擴(kuò)散到胞外。2.2.2 糖原磷酸解的反應(yīng)機(jī)制PLP通過(guò)氫鍵結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)無(wú)機(jī)磷酸基團(tuán) HPO42- , 該磷酸基團(tuán)貢獻(xiàn)其H+給-1,4糖苷鍵上的富電子O,導(dǎo)致電子云轉(zhuǎn)移,糖苷鍵破裂, 產(chǎn)生葡萄糖正碳離子過(guò)渡態(tài), 然后接受磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)移形成磷酸酯鍵,生成G-1-

42、P產(chǎn)物. 磷酸吡哆醛(V-B6,PLP) 與糖原磷酸酶中的Lys殘基,通過(guò)希夫堿形式而連接,可以傳遞溶液中Pi基團(tuán). 2.2.3 糖原磷酸化酶的分子結(jié)構(gòu)糖原磷酸化酶:調(diào)節(jié)糖原分解的關(guān)鍵酶(共價(jià)修飾+別構(gòu)調(diào)節(jié))糖原分解激素(胰高血糖素,腎上腺素)作用于細(xì)胞膜受體后,促進(jìn)cAMP產(chǎn)生,引起信號(hào)傳導(dǎo)通路酶的逐級(jí)磷酸化,最終使糖原磷酸化酶發(fā)生磷酸化,催化糖原磷酸解發(fā)生。 酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié):生物體的一些酶(尤其是一些限速酶),在細(xì)胞內(nèi)其它酶的作用下,其結(jié)構(gòu)中某些特殊基團(tuán)發(fā)生可逆的共價(jià)鍵生成或斷裂(例如磷酸化或去磷酸化作用),從而引起酶活性的激活或抑制,快速改變?cè)撁富钚?,調(diào)節(jié)某一代謝

43、途徑路,稱為共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。最常見(jiàn)的共價(jià)修飾是磷酸化修飾。通過(guò)蛋白激酶(PK)的催化,被修飾酶分子中絲氨酸或酪氨酸側(cè)鏈上的羥基進(jìn)行磷酸化,也可通過(guò)各種磷酸酶(如:磷蛋白磷酸酶 PP1)將此類磷酸基團(tuán)去除,從而形成可逆的共價(jià)修飾。磷酸化修飾是體內(nèi)重要的快速調(diào)節(jié)酶活性的方式之一。酶的別構(gòu)調(diào)節(jié):激活或抑制酶的別構(gòu)調(diào)節(jié): 酶分子中存在活性中心(催化亞基)和別構(gòu)中心(調(diào)節(jié)亞基), 當(dāng)調(diào)節(jié)物分子結(jié)合于別構(gòu)中心時(shí),引起酶的構(gòu)象發(fā)生改變, 從而導(dǎo)致酶的活性相應(yīng)改變.這種酶活調(diào)節(jié)方式稱為酶的別構(gòu)調(diào)節(jié). 與別構(gòu)中心特異性結(jié)合引起酶構(gòu)象改變和酶活性改變的調(diào)節(jié)物質(zhì)稱為別構(gòu)效應(yīng)物;具有別構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)制的酶成為別構(gòu)酶. 別構(gòu)調(diào)

44、節(jié)與共價(jià)修飾調(diào)節(jié)均屬于酶的快速調(diào)節(jié)。酶的別構(gòu)抑制: 酶分子與其底物有較高親和性, 與效應(yīng)物結(jié)合后, 引起酶構(gòu)象發(fā)生改變, 失去與底物的親和力, 導(dǎo)致酶活性降低或喪失.酶的別構(gòu)激活: 酶分子與底物親和力低, 與效應(yīng)物結(jié)合后,引起酶構(gòu)象發(fā)生改變, 導(dǎo)致酶對(duì)底物的親和力大大提高,增加酶催化活性. 4 糖原代謝的調(diào)控糖原合成的關(guān)鍵酶是糖原合酶糖原分解的關(guān)鍵酶是糖原磷酸化酶酶有兩種類型,即:活性形式和無(wú)活性形式受同一調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制,即:激素-cAMP-蛋白激酶4.3 膜表面受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 親水性化學(xué)信號(hào)分子(包括神經(jīng)遞質(zhì)、蛋白激素、生長(zhǎng)因子等)不能直接進(jìn)入細(xì)胞,只能通過(guò)膜表面的特異受體傳遞信號(hào),使靶細(xì)

45、胞產(chǎn)生效應(yīng)。膜表面受體主要有三類:離子通道型受體構(gòu)象改變使通透性改變,G蛋白耦聯(lián)型受體構(gòu)象改變使G蛋白啟動(dòng)效應(yīng)器,致系列酶活性改變,酶耦聯(lián)的受體構(gòu)象改變使連接的酶活性直接改變。后兩類存在于大多數(shù)細(xì)胞。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的早期表現(xiàn)為激酶級(jí)聯(lián)(kinase cascade)事件,即為一系列蛋白質(zhì)的逐級(jí)磷酸化,籍此使信號(hào)逐級(jí)傳送和放大。G蛋白耦聯(lián)型受體當(dāng)亞基與GDP結(jié)合時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)與GTP結(jié)合時(shí)處于開(kāi)啟狀態(tài)糖原降解中的幾個(gè)問(wèn)題1) 為什么選擇糖原而非脂類作為貯能物質(zhì)?糖原可迅速分解形成葡萄糖釋放至血液中,而脂類轉(zhuǎn)化為糖類比較困難,不能應(yīng)付機(jī)體的意外需要。糖原可以轉(zhuǎn)化為脂類和蛋白質(zhì)。糖原水解直接產(chǎn)生高效地產(chǎn)生

46、葡萄糖,而脂類不行。2) 磷酸解與水解的區(qū)別磷酸解使降解下的葡萄糖分子帶上磷酸基團(tuán),葡萄糖-1-磷酸不需要能量提供可容易的轉(zhuǎn)變?yōu)镚-6-P,從而進(jìn)入糖酵解等葡萄糖的降解途徑。如果不是磷酸解而是水解,則所得的水解產(chǎn)物為葡萄糖。后者需要消耗1ATP分子才能轉(zhuǎn)變?yōu)镚-6-P進(jìn)入糖酵解途徑。磷酸解作用對(duì)肌肉細(xì)胞還有另外的優(yōu)越性:在生理?xiàng)l件下,磷酸解的G-1-P以解離形式存在,而不致擴(kuò)散到細(xì)胞外。而非磷酸化的葡萄糖可以擴(kuò)散到胞外。3) 糖原磷酸解從哪一端進(jìn)行?非還原性末端4) 磷酸解的優(yōu)越性是什么?磷酸解產(chǎn)物已經(jīng)磷酸化,不用再消耗ATP產(chǎn)生磷酸葡萄糖,為糖酵解提供方便.磷酸解使糖原帶電荷,這樣就不能穿過(guò)

47、膜,使他保留在細(xì)胞中。還有磷酸基的能量較高,方便以后的反應(yīng)。5)糖原磷酸化酶的調(diào)節(jié)機(jī)制? 變構(gòu)調(diào)節(jié)葡萄糖(ATP?)是變構(gòu)抑制劑,AMP是激活劑共價(jià)修飾磷酸化是激活作用,PPi去磷酸化是抑制作用第25章 戊糖磷酸途徑和糖異生1 氧化階段 脫氫 水解 氧化脫羧總反應(yīng):葡萄糖-6-磷酸2NADP+H2O-核酮糖-5-磷酸2NADPH2H+CO2G 生成三種產(chǎn)物:1分子磷酸戊糖(可有3種異構(gòu)體)2分子NAPDH+H+1分子CO2催化酶:Glu-6-P脫氫酶,內(nèi)酯酶,輔酶:NADP/NADPH1.2.2非氧化階段 同分異構(gòu)化 核糖-5-磷酸-核酮糖-5-磷酸差向異構(gòu)酶-木酮糖P, 轉(zhuǎn)酮反應(yīng)及轉(zhuǎn)醛反應(yīng)生

48、成酵解途徑的中間產(chǎn)物(C3,C4,C6,C7) 最終又可以形成葡萄糖-6-磷酸非氧化階段小結(jié)通過(guò)基團(tuán)轉(zhuǎn)移產(chǎn)生不同碳原子數(shù)的單糖:核糖最終可以轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛二者都可進(jìn)入糖酵解途徑;中間有4-磷酸赤蘚糖和7-磷酸景天糖生成;基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)分別由轉(zhuǎn)醛酶和轉(zhuǎn)酮酶催化 兩種酶的受體都是醛糖1.3 戊糖磷酸途徑的調(diào)控限速反應(yīng):第一步反應(yīng)限速酶:6-磷酸葡萄糖脫氫酶6-磷酸葡萄糖脫氫酶活性的快速調(diào)節(jié):NADPH是此酶的強(qiáng)抑制劑NADP/NADPH=0.014細(xì)胞對(duì)NADP變化敏感 NADP/NADPH比值抑制此途徑 NADP/NADPH比值激活此途徑戊糖磷酸途徑是細(xì)胞產(chǎn)生NADPH的主要途

49、徑。NADPH:脂肪酸和膽固醇合成、脫氧核糖核苷酸的合成、維持谷胱苷肽處于還原態(tài)提供磷酸核糖作為核酸和核苷酸合成的原料。戊糖磷酸途徑是細(xì)胞內(nèi)不同結(jié)構(gòu)糖分子的重要來(lái)源,并為各種單糖的互相轉(zhuǎn)變提供條件。高能遞氫遞電子體:NADH產(chǎn)生ATP-供能 NADPH提供還原力-還原性合成(負(fù)氫離子供體)二、葡糖異生作用糖異生:非糖物質(zhì)(乳酸、氨基酸、甘油)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^(guò)程。糖異生的器官:主要是肝臟;腎,糖異生能力是肝的1/10(長(zhǎng)期饑餓時(shí)腎糖異生能力加強(qiáng))。糖異生與糖酵解多數(shù)反應(yīng)途徑是共有的。 (可逆反應(yīng))糖酵解的三個(gè)不可逆反應(yīng)由另外的反應(yīng)和酶催化。(短支路) 己糖激酶 PFK-1 丙酮酸激酶2.1

50、.2 糖異生對(duì)酵解不可逆反應(yīng)采取的措施 6-磷酸葡萄糖在葡萄糖6-磷酸酶的催化下水解成葡萄糖。繞開(kāi)己糖激酶果糖-1,6-二磷酸經(jīng)果糖二磷酸酶的催化水解成6-磷酸果糖丙酮酸-草酰乙酸-磷酸烯醇式丙酮酸(丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶)丙酮酸羧化酶 糖異生的關(guān)鍵酶,僅存在于線粒體,故丙酮酸必須進(jìn)入線粒體才能羧化成草酰乙酸。 輔酶是生物素,反應(yīng)分兩步進(jìn)行:首先,二氧化碳與生物素結(jié)合;其次,生物素將二氧化碳轉(zhuǎn)移給丙酮酸生成草酰乙酸。2.4 乳酸的再利用可立氏循環(huán)葡萄糖肌肉中經(jīng)糖酵解途徑生成的乳酸,通過(guò)血液送回肝臟,在肝臟細(xì)胞中經(jīng)糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?,再隨血流供應(yīng)肌肉或腦對(duì)葡萄糖的需要。小結(jié):1、 戊糖磷酸途徑及其生物學(xué)意義?戊糖磷酸途徑是細(xì)胞產(chǎn)生NADPH的主要途徑。戊糖磷酸途徑是細(xì)胞內(nèi)不同結(jié)構(gòu)糖分子的重要來(lái)源,并為各種單糖的互相轉(zhuǎn)變提供條件。2、 NADH與NADPH的區(qū)別?NADH產(chǎn)生ATP-供能 NADPH提供還原力-還原性合成(負(fù)氫離子供體) 3、 NADPH為機(jī)體哪些反應(yīng)提供還原力?核糖核苷酸-脫氧核糖核苷酸脂肪合成:乙酰CoA + ATP + NADPH + H+- 脂酸+NADP+ CoA-SH + H2O + ADP + Pi GSSG -2 GSH (還原型谷胱甘肽) 2GSHH

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