生物化學(xué)第1部分

生物化學(xué)第1部分第1頁(yè)/共237頁(yè)第一章

新陳代謝總論一、新陳代謝的概念（一）新陳代謝的概念新陳代謝是生物體最基本的特征，是生命存在的前提。新陳代謝（metabolisim）的概念：1、狹義概念：是指細(xì)胞內(nèi)所發(fā)生的酶促反應(yīng)過(guò)程，稱為中間代謝（intermediarymetabolisim）。（這是代謝活動(dòng)的主體，也是代謝研究的主要內(nèi)容）。第2頁(yè)/共237頁(yè)2、廣義概念：是生物與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)與能量交換的全過(guò)程。即：生物體內(nèi)所經(jīng)歷的一切化學(xué)變化。包括消化、吸收、中間代謝及排泄等階段。第3頁(yè)/共237頁(yè)

新陳代謝包括生物體內(nèi)所發(fā)生的一切合成和分解作用。一方面，生物體不斷從周圍環(huán)境中攝取物質(zhì)，通過(guò)一系列生化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱慕M成部分；另一方面，將原有的組成成分經(jīng)過(guò)一系列生化反應(yīng)，分解成不能在利用的物質(zhì)排出體外，不斷地進(jìn)行自我更新。生物體通過(guò)新陳代謝所產(chǎn)生的生命現(xiàn)象是建立在合成代謝與分解代謝矛盾對(duì)立和統(tǒng)一的基礎(chǔ)上的，它們之間既相互聯(lián)系、相互依存，又相互制約。第4頁(yè)/共237頁(yè)第5頁(yè)/共237頁(yè)（二）新陳代謝的內(nèi)容1、包括：物質(zhì)代謝和能量代謝。（1）物質(zhì)代謝：重點(diǎn)討論各種生理活性物質(zhì)（如糖、蛋白質(zhì)、脂類、核酸等）在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生酶促反應(yīng)的途徑及調(diào)控機(jī)理，包含舊分子的分解和新分子的合成；（2）能量代謝：重點(diǎn)討論光能或化學(xué)能在細(xì)胞內(nèi)向生物能（ATP）轉(zhuǎn)化的原理和過(guò)程，以及生命活動(dòng)對(duì)能量的利用。能量代謝和物質(zhì)代謝是同一過(guò)程的兩個(gè)方面，能量轉(zhuǎn)化寓于物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程之中，物質(zhì)轉(zhuǎn)化必然伴有能量轉(zhuǎn)化。第6頁(yè)/共237頁(yè)2、合成代謝（anabolism）分解代謝（catabolism）合成代謝和分解代謝并非簡(jiǎn)單可逆反應(yīng)，發(fā)生于細(xì)胞不同部位（尤其是真核生物中最常見(jiàn)）。例如：脂肪酸分解成乙酰輔酶A是在線粒體中進(jìn)行，而乙酰輔酶A合成脂肪酸則在細(xì)胞漿中進(jìn)行。但有許多代謝有共同途徑，稱為“兩用代謝途徑”（amphibolicpathway）。第7頁(yè)/共237頁(yè)二、新陳代謝的研究方法中間代謝的研究?jī)?nèi)容很多，研究目的不同，所用的生物材料和實(shí)驗(yàn)方法也不相同。為探討代謝途徑及其調(diào)節(jié)機(jī)理，動(dòng)物、植物、微生物材料都可以作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料的水平，常將實(shí)驗(yàn)分為活體內(nèi)實(shí)驗(yàn)和活體外實(shí)驗(yàn)。（一）活體內(nèi)實(shí)驗(yàn)和活體外實(shí)驗(yàn)1、活體內(nèi)實(shí)驗(yàn)（整體實(shí)驗(yàn)）用整體生物材料或高等動(dòng)物離體器官或微生物細(xì)胞群體進(jìn)行中間代謝實(shí)驗(yàn)研究稱為活體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，用“invivo”表示。第8頁(yè)/共237頁(yè)

活體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果代表生物體在正常生理?xiàng)l件下，在神經(jīng)、體液等調(diào)節(jié)機(jī)制下的整體代謝情況，比較接近生物體的實(shí)際。典型例子：1904年，德國(guó)化學(xué)家Knoop提出的脂肪酸β-氧化學(xué)說(shuō)。2、活體外實(shí)驗(yàn)用從生物體分離出來(lái)的組織切片，組織勻漿或體外培養(yǎng)的細(xì)胞、細(xì)胞器及細(xì)胞抽提物進(jìn)行中間代謝實(shí)驗(yàn)研究稱為活體外實(shí)驗(yàn)，用“invitro”表示。典型例子：糖酵解、三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化等。第9頁(yè)/共237頁(yè)（二）代謝途徑的探討方法探討物質(zhì)代謝途徑的常用方法有：代謝平衡實(shí)驗(yàn)、代謝障礙實(shí)驗(yàn)、代謝物質(zhì)標(biāo)記追蹤實(shí)驗(yàn)、特征性酶鑒定實(shí)驗(yàn)、核磁共振波實(shí)驗(yàn)等。其中最有效的是代謝物質(zhì)標(biāo)記追蹤實(shí)驗(yàn)和核磁共振實(shí)驗(yàn)。1、代謝平衡實(shí)驗(yàn)通過(guò)活體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究代謝物攝入和產(chǎn)出排出的平衡關(guān)系，可以了解對(duì)代謝物的利用能力及產(chǎn)物生成情況。例如測(cè)定“呼吸商”（R.Q.）可以判斷體內(nèi)能量利用情況。R.Q.=產(chǎn)CO2量（升）/耗O2量（升）第10頁(yè)/共237頁(yè)糖類物質(zhì)R.Q為1，脂肪R.Q為0.7，蛋白質(zhì)R.Q為0.8。人體正常代謝時(shí)，R.Q介于0.85-0.95之間，說(shuō)明三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)同時(shí)發(fā)生了氧化分解。饑餓狀態(tài)下：R.Q？糖尿病人：R.Q？問(wèn)題：若測(cè)得生物材料的R.Q接近1，則表明能量主要來(lái)自于何類物質(zhì)分解？第11頁(yè)/共237頁(yè)2、代謝障礙實(shí)驗(yàn)（代謝途徑阻斷實(shí)驗(yàn)）正常生物體的中間代謝過(guò)程中，中間產(chǎn)物不會(huì)過(guò)多積累，不容易進(jìn)行分析研究；若用適當(dāng)方法造成代謝障礙，阻斷代謝途徑，則使中間產(chǎn)物積累，便于進(jìn)行分析研究。阻斷代謝途徑的方法有：造成微生物營(yíng)養(yǎng)缺陷性、使用抗代謝物、專一性抑制劑等。（1）微生物營(yíng)養(yǎng)缺陷性（微生物基因突變型）采取誘變劑使微生物的基因發(fā)生突變，從而造成某種酶缺損，代謝途徑中斷，缺損酶前面的中間產(chǎn)物會(huì)大量積累，致使血液中或尿液中該種物質(zhì)含量增高。第12頁(yè)/共237頁(yè)應(yīng)用實(shí)例：乳糖的代謝機(jī)理。利用微生物的遺傳突變型研究新陳代謝機(jī)制，比利用其他生物有以下優(yōu)越性：容易突變；經(jīng)濟(jì)；簡(jiǎn)便等。第13頁(yè)/共237頁(yè)（2）使用抗代謝物抗代謝物，又叫代謝拮抗物，或代謝物結(jié)構(gòu)類似物。其分子結(jié)構(gòu)與代謝物的分子結(jié)構(gòu)類似。實(shí)質(zhì)：競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。例子：丙二酸是琥珀酸的抗代謝物，能對(duì)琥珀酸脫氫酶發(fā)生很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，造成代謝中間產(chǎn)物“琥珀酸”積累，從而證明了TCA循環(huán)中有生成琥珀酸這一反應(yīng)步驟。第14頁(yè)/共237頁(yè)（3）酶的專一性抑制劑例子：碘乙酸是巰基酶的專一性抑制劑，可抑制酵母的酒精發(fā)酵，造成3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮積累。由此證明了酵解途徑中1，6-二磷酸果糖是三三裂解生成了三碳糖。（4）利用藥物造成異常動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（病變動(dòng)物法）用人工方法使動(dòng)物發(fā)生某一過(guò)程的代謝障礙，然后給以一定量受試物質(zhì)，研究其中間代謝過(guò)程。第15頁(yè)/共237頁(yè)例子1：研究維生素缺乏癥，可給以缺乏某種維生素的飼料，若干天后觀察其病變情況，在加入該種維生素，觀察其癥狀有否好轉(zhuǎn)，從而確定該種維生素的功能。例子2：“人工糖尿病”。例子3：生糖氨基酸；生酮氨基酸第16頁(yè)/共237頁(yè)3、代謝物標(biāo)記追蹤實(shí)驗(yàn)將代謝底物分子適當(dāng)“標(biāo)記”，然后追蹤“標(biāo)記”在細(xì)胞中的去向，就可以了解底物分子在中間代謝中經(jīng)過(guò)什么中間產(chǎn)物，生成了什么終產(chǎn)物。這是探索代謝途徑最有效的方法。標(biāo)記方法有：化學(xué)標(biāo)記法、同位素標(biāo)記法。（1）化學(xué)標(biāo)記法1904年，德國(guó)F.Knoop首次用苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸探討中間代謝途徑，提出著名的脂肪酸β-氧化學(xué)說(shuō)。缺點(diǎn)：化學(xué)標(biāo)記法使天然代謝物分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)發(fā)生了改變，這可能給正常代謝途徑造成某些影響。第17頁(yè)/共237頁(yè)（2）同位素標(biāo)記法1941年，RudolfSchoenheimer首次采用同位素標(biāo)記法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。同位素種類：穩(wěn)定同位素和放射性同位素。二者區(qū)別：是否衰變、是否有射線。常用的穩(wěn)定同位素有：重氫（2H或D）、15N、13C、18O等。用“穩(wěn)定性同位素”標(biāo)記的化合物可用質(zhì)譜儀（massspectrometer）定量測(cè)定，也可用超離心法分離鑒定。根據(jù)放射線同位素衰變時(shí)放出的射線性質(zhì)，可以用專門儀器或?qū)Ｓ梅椒y(cè)定。常用的放射性同位素有氘（T或3H）、14C、32P、34S、131I。

第18頁(yè)/共237頁(yè)儀器：蓋格計(jì)數(shù)器（Geigercounter）、閃爍計(jì)數(shù)器。例如：γ射線可用γ計(jì)數(shù)器測(cè)定；β射線可用液體閃爍計(jì)數(shù)器測(cè)定。也可采用：放射自顯影法（autoradiography）感光底片感光顯示標(biāo)記物在細(xì)胞中的位置。優(yōu)點(diǎn)：1）同位素標(biāo)記法特異性強(qiáng)，靈敏度高，測(cè)定方法簡(jiǎn)便。第19頁(yè)/共237頁(yè)2）放射性同位素分析方法比穩(wěn)定同位素更方便、靈敏，應(yīng)用更普遍。缺點(diǎn)：放射性同位素對(duì)人體有毒害，某些同位素的半衰期長(zhǎng)，容易造成環(huán)境污染，所以需要在專門的同位素實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行。第20頁(yè)/共237頁(yè)4、測(cè)定特征性酶每條代謝途徑都有其特征性酶，它的存在就表明該代謝途徑存在。例如：糖代謝途徑中的特征酶：EMP途徑：醛縮酶HMP途徑：6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶TCA途徑：檸檬酸合成酶只要證明菌體中有某條代謝途徑的特征性酶存在，就可斷定存在這條代謝途徑。第21頁(yè)/共237頁(yè)5、核磁共振波譜法（nuclearmagneticresonancespectroscopy，簡(jiǎn)稱NMR）核磁共振譜可反映分子中各個(gè)原子所處的狀態(tài)。由布洛赫（Bloch）和巴塞爾（Purcell）于1948年建立，因此獲得1952年諾貝爾獎(jiǎng)。應(yīng)用最多的有13C譜、19F譜、31P譜和15N譜。特點(diǎn)：樣品不受破壞，且能最真實(shí)地反映機(jī)體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)情況。

第22頁(yè)/共237頁(yè)三、能量代謝與ATP能量代謝是新陳代謝中一個(gè)重要的組成部分。在能量代謝中起重要作用的有ATP。（一）

高能鍵及高能化合物1、高能鍵（high-energybond）高能鍵是1941年普曼（FritzLipman）提出的一個(gè)概念，用“~”表示，是指其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，性質(zhì)活潑，自發(fā)水解或基團(tuán)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)很強(qiáng)，當(dāng)其發(fā)生水解或基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)時(shí)，釋放的自由能很多。高能鍵中的“高能”是指其自由能高，并非鍵能高。細(xì)胞中重要的高能鍵：高能磷酸鍵和高能硫脂鍵。第23頁(yè)/共237頁(yè)“高能鍵”與“鍵能”（energybond）區(qū)別：化學(xué)中的“鍵能”是指斷裂一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量；“高能鍵”是指水解或轉(zhuǎn)移該鍵所釋放的能量。2、高能化合物概念及種類概念：分子結(jié)構(gòu)中含有高能鍵的化合物稱為高能化合物。第24頁(yè)/共237頁(yè)

表1-1高能鍵及高能化合物

第25頁(yè)/共237頁(yè)3、ATP的結(jié)構(gòu)及意義ATP（三磷酸腺苷，腺苷三磷酸，adenosinetriphosphate）是一種很重要的高能磷酸化合物。生物體每天要消耗大量ATP，安靜狀態(tài)的成年人：每天消耗40kgATP；激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)：每分鐘就消耗0.5kg。ATP是一分子腺嘌呤、一分子核糖和三個(gè)相連的磷酸基團(tuán)構(gòu)成的核苷酸，其結(jié)構(gòu)：第26頁(yè)/共237頁(yè)第27頁(yè)/共237頁(yè)意義：（1）ATP是產(chǎn)能反應(yīng)和需能反應(yīng)之間最主要的能量介質(zhì)放能反應(yīng)通過(guò)氧化磷酸化反應(yīng)合成ATP，貯存能量；需能反應(yīng)，則通過(guò)ATP水解供應(yīng)之。a、當(dāng)ATP提供能量時(shí)，在ATP遠(yuǎn)端的γ-磷酸基團(tuán)水解為無(wú)機(jī)磷酸分子，ATP失掉一個(gè)磷?；兂上佘斩姿?。ATP+H2O→ADP+Pi（標(biāo)準(zhǔn)自由能變化ΔG0’=-30.514kJ/mol）第28頁(yè)/共237頁(yè)b、在某些情況下，ATP的α和β磷酸基團(tuán)之間的高能鍵被水解（即同時(shí)水解γ和β-磷酸基團(tuán)），形成AMP和焦磷酸。

ATP+H2O→AMP+PPi（ΔG0’=-32.19kJ/mol）第29頁(yè)/共237頁(yè)（2）作為磷酸基團(tuán)供體參與磷酸化反應(yīng)生化反應(yīng)中，無(wú)論是分解代謝還是合成代謝，常常需要先將反應(yīng)底物分子活化，其中，磷酸化是一種普遍活化方式。ATP具有很活潑的磷酸基團(tuán)，可作為磷酸基的供體參與細(xì)胞中的磷酸化反應(yīng)，此類反應(yīng)由激酶催化。如：反應(yīng)生成的磷酸化葡萄糖分子具有較高的自由能，易進(jìn)一步參加反應(yīng)。（3）ATP參加高能磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)ATP在磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移中起“中間傳遞體”的作用，故稱“磷酸基團(tuán)傳遞者”。

第30頁(yè)/共237頁(yè)第31頁(yè)/共237頁(yè)磷酸烯醇式丙酮酸和1，3-二磷酸甘油酸是葡萄糖的分解的中間產(chǎn)物，葡萄糖分解為乳酸時(shí)所釋放的大部分自由能，幾乎都保留在這兩個(gè)化合物中。在細(xì)胞中這兩個(gè)化合物并不直接水解，而是通過(guò)特殊激酶作用，以轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)的形式，將捕捉的自由能傳遞給ADP從而形成ATP。而ATP分子又傾向于將它的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移給具有較低磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢(shì)能的化合物，例如葡萄糖和甘油，從而生成6-磷酸葡萄糖和3-磷酸甘油。

第32頁(yè)/共237頁(yè)其中，磷酸烯醇式丙酮酸和1，3-二磷酸甘油酸叫做“超高能化合物”（superhigh-energycompound），它們水解所釋放的自由能比ATP高；同理，6-磷酸葡萄糖和3-磷酸甘油叫做“低能磷酸化合物”。4、其他供能核苷酸GTP、UTP、CTP。其中，GTP對(duì)G蛋白的活化、蛋白質(zhì)生物合成、蛋白質(zhì)的尋靶、蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)等作為推動(dòng)力提供自由能；UTP在糖原合成中起活化葡萄糖分子的作用；CTP在合成磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺以及合成纖維素中起推動(dòng)作用等。

第33頁(yè)/共237頁(yè)5、ATP系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡ATP作為自由能的貯存分子，其產(chǎn)生和利用處于動(dòng)態(tài)平衡中。一般情況下，ATP在形成后一分鐘內(nèi)就會(huì)被利用，故嚴(yán)格說(shuō)來(lái)ATP不是能量的貯存形式，而是傳遞能量的物質(zhì)。細(xì)胞能量狀態(tài)的表示方法：能荷（energycharge）、磷酸化勢(shì)能（phosphorylationpotential）。第34頁(yè)/共237頁(yè)四、新陳代謝的調(diào)節(jié)生物體新陳代謝雖然錯(cuò)綜復(fù)雜，但互相配合有條不紊。這是因?yàn)樯矬w在長(zhǎng)期進(jìn)化、演變過(guò)程中形成了一個(gè)嚴(yán)格的調(diào)節(jié)機(jī)制，以保證新陳代謝的正常、有序、完整和統(tǒng)一。進(jìn)化越高的生物，其代謝調(diào)控機(jī)制越復(fù)雜。主要分為兩個(gè)方面：第35頁(yè)/共237頁(yè)1、

整體水平調(diào)節(jié)主要指激素和神經(jīng)調(diào)節(jié)。高等真核生物有內(nèi)分泌腺，它所分泌的激素通過(guò)體液輸送到一定組織，作用于靶細(xì)胞，改變酶活性，調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)方向和速度。高等生物還有復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的直接或間接控制下，通過(guò)神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)效應(yīng)器發(fā)生直接影響或通過(guò)激素對(duì)機(jī)體進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。第36頁(yè)/共237頁(yè)2、細(xì)胞水平調(diào)節(jié)（酶水平調(diào)節(jié)）細(xì)胞水平調(diào)節(jié)（酶水平調(diào)節(jié)）是指代謝物通過(guò)影響細(xì)胞內(nèi)酶活力和酶含量的變化來(lái)改變合成或分解速度。酶活力調(diào)節(jié)：通過(guò)酶分子結(jié)構(gòu)的改變，影響酶活力，實(shí)現(xiàn)對(duì)酶促反應(yīng)速度的調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)）。如：反饋調(diào)節(jié)與別構(gòu)酶；ATP、ADP、AMP的調(diào)節(jié)；酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)等酶含量調(diào)節(jié)：改變分子合成或降解速度來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)酶的含量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)酶促反應(yīng)速度的調(diào)節(jié)。原核生物的操縱子調(diào)控模式；真核生物基因表達(dá)的調(diào)控來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)酶的合成。第37頁(yè)/共237頁(yè)酶在細(xì)胞內(nèi)有一定布局和定位，相互有關(guān)的酶常常組成一個(gè)多酶系統(tǒng)而分布于細(xì)胞內(nèi)特定部位，這些酶相互接近，容易接觸，使反應(yīng)迅速進(jìn)行；而其它酶系統(tǒng)分布在不同部位，不至于互相干擾。例如糖酵解、磷酸戊糖途徑和脂肪酸合成的酶系存在于細(xì)胞漿中；三羧酸循環(huán)、脂肪酸的β-氧化和氧化磷酸化的酶系則存在于線粒體中；核酸生物合成的酶系大多存在于細(xì)胞核中；蛋白質(zhì)生物合成的酶系在顆粒型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。第38頁(yè)/共237頁(yè)這樣的隔離分布為細(xì)胞或酶水平代謝調(diào)節(jié)創(chuàng)造了有利條件，使某些酶能夠?qū)Ｒ坏赜绊懩骋患?xì)胞部分的酶活性，而不至于影響其它酶活性，從而保證代謝順利進(jìn)行。第39頁(yè)/共237頁(yè)

第二章

糖的分解代謝糖類中多糖和低聚糖，由于分子大，不能透過(guò)細(xì)胞膜，所以在被生物體利用之前必須依靠酶水解成單糖或雙糖，才能被細(xì)胞吸收，進(jìn)入中間代謝。不同生物分泌的多糖降解酶不同，因此，利用多糖的能力也不同。多糖在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的降解方式不同，細(xì)胞外的降解（如動(dòng)物消化道的消化，微生物胞外酶作用）是一種水解作用；細(xì)胞內(nèi)的降解則是磷酸解（加磷酸分解）。第40頁(yè)/共237頁(yè)一、多糖和低聚糖的酶促降解（一）淀粉（或糖原）的酶促降解凡是能夠催化淀粉（或糖原）分子及其分子片斷中的葡萄糖苷鍵水解的酶都統(tǒng)稱為淀粉酶。動(dòng)物、植物和絕大多數(shù)微生物都能分泌淀粉酶，但不同生物所分泌的淀粉酶種類不同。第41頁(yè)/共237頁(yè)種類：1、α-淀粉酶（淀粉-1，4-糊精酶，液化酶，編號(hào)：E.C.3.2.1.1）α-淀粉酶是內(nèi)切酶，從淀粉（或糖原）分子內(nèi)部隨機(jī)切斷α-1，4-糖苷鍵。不能水解淀粉中的α-1，6-糖苷鍵及其非還原端相鄰的α-1，4-糖苷鍵。存在：動(dòng)物的消化液、植物的種子和塊根。它能將淀粉首先打斷成短片段的糊精，故稱淀粉-1，4-糊精酶。第42頁(yè)/共237頁(yè)該酶作用于粘稠的淀粉糊時(shí)，能使粘度迅速下降成稀溶液狀態(tài)，工業(yè)上稱此為“液化”。α-淀粉酶可以看作是淀粉酶法水解的先導(dǎo)酶，大分子淀粉經(jīng)其作用斷裂，產(chǎn)生很多非還原性末端，為β-淀粉酶或γ-淀粉酶提供了更多的作用點(diǎn)。工業(yè)化一般水解淀粉時(shí)，用量為每克30-60單位。第43頁(yè)/共237頁(yè)2、β-淀粉酶（淀粉-1，4-麥芽糖苷酶，編號(hào)E.C.3.2.1.2）β-淀粉酶是外切酶，從淀粉分子的非還原末端依次切割α-1，4-麥芽糖苷鍵（即兩個(gè)葡萄糖單位），生成麥芽糖。不能水解淀粉中的α-1，6-糖苷鍵。當(dāng)其作用于支鏈淀粉時(shí)，遇到分支點(diǎn)即停止作用。第44頁(yè)/共237頁(yè)3、γ-淀粉酶（葡萄糖淀粉酶，糖化酶，編號(hào)E.C.3.2.1.3）γ-淀粉酶是外切酶，從淀粉分子非還原端依次切割α-1，4-糖苷鍵和α-1，6-糖苷鍵，與β-淀粉酶類似，水解產(chǎn)生的游離半縮醛羥基發(fā)生轉(zhuǎn)位作用，釋放β-葡萄糖。第45頁(yè)/共237頁(yè)4、異淀粉酶（淀粉-1，6-葡萄糖苷酶，編號(hào)E.C.3.2.1.33）動(dòng)物、植物、微生物都產(chǎn)生異淀粉酶。來(lái)源不同，名稱也不同，如：脫支酶、Q酶、R酶、普魯藍(lán)酶、茁霉多糖酶等。水解支鏈淀粉或糖原的α-1，6-糖苷鍵，生成長(zhǎng)短不一的直鏈淀粉（糊精）。主要由微生物發(fā)酵生產(chǎn)，菌種有酵母、細(xì)菌、放線菌。以上四種淀粉酶的作用特點(diǎn)，見(jiàn)表1-2。第46頁(yè)/共237頁(yè)第47頁(yè)/共237頁(yè)5、纖維素酶纖維素酶可水解β-1，4-糖苷鍵，將纖維素水解成纖維二糖和葡萄糖。只存在于微生物中。某些動(dòng)物腸道細(xì)菌中含有纖維素酶，所以可以分解纖維素。第48頁(yè)/共237頁(yè)6、磷酸化酶細(xì)胞內(nèi)的多糖降解主要是指糖原的磷酸解。因?yàn)樘窃肿又写嬖讦?1，4-糖苷鍵和α-1，6-糖苷鍵，因此細(xì)胞中有兩種降解糖原的酶。降解α-1，4-糖苷鍵的酶稱為磷酸化酶或糖苷轉(zhuǎn)移酶。降解α-1，6-糖苷鍵的酶稱為脫支酶。糖原磷酸化酶降解的產(chǎn)物都是1-磷酸葡萄糖。第49頁(yè)/共237頁(yè)（二）纖維素的酶促降解人的消化道中沒(méi)有水解纖維素的酶，但很多微生物如細(xì)菌、真菌、放線菌、原生動(dòng)物等能產(chǎn)生纖維素酶及纖維二糖酶，它們能催化纖維素完全水解成葡萄糖。（三）果膠的酶促降解果膠酶：根據(jù)機(jī)理分為裂解酶和水解酶。其種類和特點(diǎn)見(jiàn)表2-2。來(lái)源：植物和微生物。第50頁(yè)/共237頁(yè)第51頁(yè)/共237頁(yè)（四）雙糖的酶促降解在雙糖酶催化下進(jìn)行，雙糖酶主要有麥芽糖酶、纖維二糖酶、蔗糖酶、乳糖酶等，它們都屬于糖苷酶。存在：廣泛分布于植物、動(dòng)物小腸液、微生物中。第52頁(yè)/共237頁(yè)二、糖的分解代謝概述糖的分解代謝是生物體取能的方式。糖的分解代謝實(shí)際上就是它的氧化作用。生物體內(nèi)葡萄糖（或糖原）的分解主要有三條途徑：（1）在無(wú)氧條件下，葡萄糖（糖原）經(jīng)糖酵解生成乳酸。（2）在有氧條件下，葡萄糖（糖原）最后經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化為水和二氧化碳。（3）葡萄糖（糖原）經(jīng)戊糖磷酸循環(huán)途徑被氧化為水和二氧化碳。植物體的分解代謝，除了以上動(dòng)物體的三條途徑外，還有生醇發(fā)酵和乙醛酸循環(huán)。第53頁(yè)/共237頁(yè)三、糖的無(wú)氧分解（一）概念糖的無(wú)氧分解：是指１摩爾葡萄糖在無(wú)氧或供氧不足時(shí)分解生成２摩爾乳酸，并釋放出少量能量的過(guò)程。由于其過(guò)程與葡萄糖生醇發(fā)酵的過(guò)程基本相同，所以稱為糖酵解。１９４０年三位生物化學(xué)家G.Embden、O.Meyerhof、J.K.Parnas提出糖酵解。又叫“EMP”途徑。第54頁(yè)/共237頁(yè)糖酵解和生醇發(fā)酵的區(qū)別：相同點(diǎn)：葡萄糖生成丙酮酸的過(guò)程；都在細(xì)胞液中進(jìn)行。不同點(diǎn)：發(fā)酵的起始物是葡萄糖，酵解的起始物是葡萄糖或糖原；糖酵解由丙酮酸直接還原成乳酸，而生醇發(fā)酵則是丙酮酸先生成乙醛，然后再還原成乙醇。第55頁(yè)/共237頁(yè)第56頁(yè)/共237頁(yè)（二）糖酵解的過(guò)程包含四個(gè)階段：己糖磷酸酯的生成（己糖磷酸化）；丙糖磷酸的生成（磷酸己糖的裂解）；丙酮酸的生成；乳酸的生成。

1、第一階段：己糖磷酸酯的生成（葡萄糖分子活化）葡萄糖或糖原經(jīng)磷酸化轉(zhuǎn)變成1，6-二磷酸果糖。以葡萄糖為起始物：分成三個(gè)過(guò)程：葡萄糖的磷酸化、異構(gòu)化、果糖磷酸的磷酸化。第57頁(yè)/共237頁(yè)（1）葡萄糖的磷酸化

反應(yīng)機(jī)理：ATP的γ-磷酸基團(tuán)在葡萄糖催化下，轉(zhuǎn)移到葡萄糖分子上。凡是催化ATP分子的磷酸基團(tuán)向代謝物分子轉(zhuǎn)移的酶都叫做“激酶”。第58頁(yè)/共237頁(yè)意義：將葡萄糖分子磷酸化成了易參加代謝反應(yīng)的活化形式；磷酸化的葡萄糖分子帶有很強(qiáng)的極性基團(tuán)，不能透過(guò)細(xì)胞膜，能夠防止細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖分子向外滲出；為以后底物水平磷酸化貯備了磷酸基。己糖激酶特性：1）需要二價(jià)金屬離子如Mg2+或Mn2+作為輔助因子，己糖激酶才有活性；2)別構(gòu)酶：G-6-P和ATP是其別構(gòu)抑制劑；3）分布很廣，動(dòng)植物及微生物細(xì)胞中均有；4）專一性：不強(qiáng)，能催化許多六碳糖，如D-果糖、D-甘露糖等，但對(duì)葡萄糖親和力較大；5）糖酵解的第一個(gè)調(diào)節(jié)酶（限速酶）。第59頁(yè)/共237頁(yè)己糖激酶與葡萄糖激酶的區(qū)別：己糖激酶能催化一切己糖，存在于細(xì)菌、酵母及多種動(dòng)植物中；葡萄糖激酶只能催化葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸-葡萄糖，只存在于肝臟，肌肉中沒(méi)有。肝臟中的葡萄糖激酶量比己糖激酶量高。第60頁(yè)/共237頁(yè)若以糖原為起始物：糖原先經(jīng)磷酸化酶作用，磷酸解為1-磷酸葡萄糖，再由磷酸葡萄糖變位酶催化轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖，從而進(jìn)入共同分解途徑。第61頁(yè)/共237頁(yè)（2）G-6-P的異構(gòu)化異構(gòu)化反應(yīng)是以開(kāi)鏈形式進(jìn)行，異構(gòu)結(jié)束后又轉(zhuǎn)變成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。己醛糖變成己酮糖。第62頁(yè)/共237頁(yè)（3）F-6-P磷酸化反應(yīng)磷酸果糖激酶（PFK）特性：1）需要二價(jià)金屬離子Mg2+或Mn2+作為輔助因子；2）別構(gòu)酶：ATP是其別構(gòu)抑制劑，檸檬酸、脂肪酸可增強(qiáng)其抑制作用，ADP、AMP、無(wú)機(jī)磷是其別構(gòu)激活劑；3）限速酶：糖酵解中最重要的限速酶。第63頁(yè)/共237頁(yè)2、第二階段：丙糖磷酸的生成1，6-二磷酸果糖分裂成兩分子丙糖磷酸。分成兩個(gè)步驟：（1）裂解反應(yīng)

1，6-二磷酸果糖在第3與第四碳原子之間裂解為兩個(gè)三碳化合物。第64頁(yè)/共237頁(yè)第65頁(yè)/共237頁(yè)醛縮酶命名：由于逆反應(yīng)是一個(gè)醇醛縮合反應(yīng)而得名。醛縮酶特性：由四個(gè)亞基構(gòu)組成，相對(duì)分子量為160，000。來(lái)自動(dòng)物組織的醛縮酶有三種同工酶：肌肉型、肝型和腦型，不需要輔助因子。但來(lái)源于酵母、細(xì)菌的酶需要Fe2+、Co2+、Zn2+激活。（2）異構(gòu)化第66頁(yè)/共237頁(yè)第67頁(yè)/共237頁(yè)反應(yīng)平衡朝向磷酸二羥丙酮。平衡后，磷酸二羥丙酮占96%。但由于3-磷酸甘油醛不停地向前反應(yīng)，被消耗掉，故能推動(dòng)異構(gòu)化反應(yīng)不斷向3-磷酸甘油醛方向進(jìn)行。磷酸丙糖異構(gòu)酶特性：相對(duì)分子量為56，000，由不同亞基組成的二聚體。第68頁(yè)/共237頁(yè)3、第三階段：3-磷酸甘油醛生成丙酮酸分成六個(gè)步驟：（1）3-磷酸甘油醛氧化成1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛脫氫酶催化3-磷酸甘油醛脫氫氧化并磷酸化，生成高能化合物1，3-二磷酸甘油酸。第69頁(yè)/共237頁(yè)第70頁(yè)/共237頁(yè)3-磷酸甘油醛脫氫酶特性：1）由四個(gè)相同亞基構(gòu)成，每個(gè)亞基牢固地結(jié)合一分子NAD+。位于酶活性中心的半胱氨酸巰基是其酶活性中心的必需基團(tuán)。烷化劑（如碘乙酸）和重金屬對(duì)該酶有不可逆抑制作用。2）變構(gòu)酶。3-磷酸甘油醛脫氫酶作用機(jī)制：第71頁(yè)/共237頁(yè)第72頁(yè)/共237頁(yè)（2）1，3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸酶是根據(jù)其逆反應(yīng)命名，相對(duì)分子量為50，000。第73頁(yè)/共237頁(yè)第74頁(yè)/共237頁(yè)（3）3-磷酸甘油酸變成2-磷酸甘油酸酶的相對(duì)分子量65，700。第75頁(yè)/共237頁(yè)第76頁(yè)/共237頁(yè)（4）2-磷酸甘油酸脫水形成2-磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶特性：1）相對(duì)分子量為88，000。由兩個(gè)相同亞基組成的二聚體。2）需要Mg2+或Mn2+作為激活劑。3）氟化物是烯醇化酶的不可逆抑制劑（氟與鎂和無(wú)機(jī)磷酸形成一個(gè)復(fù)合物，取代酶分子上鎂離子的位置，從而使酶失活。）第77頁(yè)/共237頁(yè)第78頁(yè)/共237頁(yè)（5）磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际奖?/p>

丙酮酸激酶（pyruvatekinase）特性：1）

需要Mg2+

、Mn2+或K+作為激活劑；2）

限速酶；3）

別構(gòu)酶：長(zhǎng)鏈脂肪酸、乙酰輔酶A、ATP、丙氨酸是別構(gòu)抑制劑；1，6-二磷酸果糖是別構(gòu)激活劑。4）

已從動(dòng)物組織和酵母中結(jié)晶純化，相對(duì)分子量為250，000，是一個(gè)四聚體。哺乳動(dòng)物的丙酮酸激酶有四種同工酶：L、M、K和R，分別分布于肝、肌肉、腎髓質(zhì)及紅細(xì)胞。第79頁(yè)/共237頁(yè)第80頁(yè)/共237頁(yè)（6）丙酮酸的生成不需要酶，烯醇式丙酮酸不穩(wěn)定，很容易變成丙酮酸。第81頁(yè)/共237頁(yè)第82頁(yè)/共237頁(yè)4、

第四階段：乳酸的生成乳酸脫氫酶特性：相對(duì)分子量為140，000，有5種同工酶。機(jī)體內(nèi)乳酸脫氫酶同工酶的比例是比較恒定的。臨床上通過(guò)測(cè)定血液中乳酸脫氫酶同工酶的比例來(lái)判斷是否患有心肌、肝臟等疾病。高等動(dòng)物肌肉中的糖酵解叫做“單純?nèi)樗岚l(fā)酵”；微生物經(jīng)過(guò)無(wú)氧條件產(chǎn)生乳酸叫做“乳酸發(fā)酵”。第83頁(yè)/共237頁(yè)第84頁(yè)/共237頁(yè)（三）糖酵解小結(jié)1、糖酵解總圖第85頁(yè)/共237頁(yè)2、糖酵解進(jìn)行部位：細(xì)胞液。3、糖酵解產(chǎn)生能量：1mol葡萄糖糖酵解所產(chǎn)生的ATPmol數(shù)第86頁(yè)/共237頁(yè)（四）糖酵解的調(diào)控三個(gè)限速酶：果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶、己糖激酶。

1、磷酸果糖激酶ATP和檸檬酸是此酶的變構(gòu)抑制劑。這個(gè)酶所催化的反應(yīng)需要ATP，但隨著糖酵解的進(jìn)行，ATP逐漸積累，高濃度的ATP對(duì)此酶活性又有抑制作用。（這是因?yàn)榱姿峁羌っ赣袃蓚€(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)，一個(gè)處于活性中心內(nèi)，ATP作為底物與之結(jié)合；另一個(gè)位于活性中心外，為變構(gòu)效應(yīng)物接合部位，此位點(diǎn)與ATP親和力較低，只有高濃度ATP存在時(shí)它才與ATP結(jié)合，從而使酶變構(gòu)失活。）第87頁(yè)/共237頁(yè)AMP、ADP、6-磷酸果糖和2，6-二磷酸果糖是磷酸果糖激酶的變構(gòu)激活劑。AMP和ADP可與ATP競(jìng)爭(zhēng)變構(gòu)結(jié)合部位，抵消ATP的抑制作用。2，6-二磷酸果糖是由2-磷酸果糖激酶催化，由6-磷酸果糖的C2位磷酸化生成。2，6-二磷酸的作用是與AMP一起取消ATP、檸檬酸對(duì)磷酸果糖激酶的變構(gòu)抑制作用。磷酸果糖激酶是個(gè)雙功能酶，它有兩個(gè)分開(kāi)的活性中心，一個(gè)具有激酶活性，另一個(gè)具有磷酸酶活性。第88頁(yè)/共237頁(yè)2、丙酮酸激酶6-磷酸果糖和1，6-二磷酸果糖是丙酮酸激酶的變構(gòu)劑活劑，而ATP是它的變構(gòu)抑制劑。此外，丙氨酸、乙酰CoA和脂肪酸也是它的抑制劑。此酶通過(guò)兩種方式調(diào)節(jié)活性。一種是共價(jià)修飾：磷酸化后失去活性；另一種是聚合與解聚：這個(gè)酶有二聚體和四聚體兩種形式。通常二者保持動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)?shù)孜锘蛏鲜鲋虚g物激活劑存在時(shí)，平衡傾向于形成四聚體，活力升高，Km減?。簧鲜鲆种埔蜃觿t可穩(wěn)定二聚體的構(gòu)象，活力降低，Km增大。所以此酶也可以通過(guò)二聚體與四聚體的互變來(lái)調(diào)節(jié)酶的活性。第89頁(yè)/共237頁(yè)3、己糖激酶主要受脂肪代謝的調(diào)控，乙酰CoA和脂肪酸均具有抑制作用，另外，此酶催化的產(chǎn)物6-磷酸葡萄糖是它的變構(gòu)抑制劑。上述幾種酶對(duì)糖酵解的調(diào)節(jié)，主要受細(xì)胞內(nèi)能量狀況的影響。當(dāng)能量消耗多，細(xì)胞內(nèi)ATP/ADP（以及ATP/AMP）比例降低時(shí)，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶均被激活，加速葡萄糖的分解；相反，細(xì)胞內(nèi)ATP貯存豐富活脂肪酸代謝加強(qiáng)時(shí)，葡萄糖的酵解降低。第90頁(yè)/共237頁(yè)第91頁(yè)/共237頁(yè)（五）糖酵解的生理意義１、酵解途徑是單糖分解代謝的一條重要途徑，不僅葡萄糖，其它己糖及戊糖也能通過(guò)特定的方式進(jìn)入酵解途徑。２、為機(jī)體提供能量底物為葡萄糖時(shí)，糖酵解產(chǎn)生２molATP；底物為糖原時(shí)，產(chǎn)生３molATP。３、為某些厭氧生物及組織細(xì)胞生活所需（１）厭氧微生物生活所需能量完全依靠糖酵解；第92頁(yè)/共237頁(yè)（２）供氧充分的條件下，有少數(shù)組織細(xì)胞，如紅細(xì)胞、睪丸、視網(wǎng)膜、皮膚、腎髓質(zhì)、白細(xì)胞等所需能量主要由糖酵解中底物水平磷酸化產(chǎn)生的ATP提供。紅細(xì)胞缺少線粒體，不能進(jìn)行有氧分解，其所需能量全部依賴糖酵解。４、某些情況下，如劇烈運(yùn)動(dòng)，能量需要量增加，糖氧化分解加速，此時(shí)呼吸循環(huán)加快以增加氧的供應(yīng)，若供氧量仍不能滿足有氧分解所需時(shí)，則肌肉處于相對(duì)缺氧狀態(tài)，糖酵解加強(qiáng)，以提供機(jī)體急需能量。第93頁(yè)/共237頁(yè)５、某些病理情況下，如嚴(yán)重貧血、失血、休克、呼吸障礙、心功能不全等，因氧供應(yīng)不足，組織細(xì)胞也可增強(qiáng)糖酵解以獲取能量。另外癌細(xì)胞中酵解作用很強(qiáng)，即使供氧充分，酵解作用對(duì)有氧分解也具有抑制作用（反巴斯德效應(yīng)，Crabtree效應(yīng)）。第94頁(yè)/共237頁(yè)（五）乳酸的去路正常情況下，機(jī)體可繼續(xù)利用乳酸。當(dāng)氧供給充分時(shí)，乳酸轉(zhuǎn)化成丙酮酸，循糖的有氧分解途徑分解為CO2和H2O，釋放能量。肌肉中的大量乳酸還可以通過(guò)血液運(yùn)到肝臟和腎臟，通過(guò)糖的異生作用轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。乳酸是酸性物質(zhì)，若細(xì)胞或血液中過(guò)量堆積也可導(dǎo)致酸中毒。第95頁(yè)/共237頁(yè)（六）無(wú)氧條件下丙酮酸的去路兼性微生物或厭氧微生物及高等動(dòng)植物的某些細(xì)胞，能將丙酮酸進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成發(fā)酵產(chǎn)物。不同生物的酶系不同，得到的發(fā)酵產(chǎn)物也不一樣。常見(jiàn)的有：酵母菌的生醇發(fā)酵、甘油發(fā)酵、乳酸菌的乳酸發(fā)酵等。重點(diǎn)介紹：生醇發(fā)酵生醇發(fā)酵中，丙酮酸在丙酮酸脫羧酶催化下失去CO2生成乙醛，再在乙醇脫氫酶作用下生成乙醇。丙酮酸脫羧酶特性：以TPP為輔酶；動(dòng)物細(xì)胞中不存在。第96頁(yè)/共237頁(yè)四、糖的有氧分解(一)概念是指在有氧條件下，葡萄糖或糖原的葡萄糖單位徹底氧化分解為CO2和H2O，并釋放出大量能量的過(guò)程。有氧分解是糖氧化分解的主要方式。第97頁(yè)/共237頁(yè)(二)糖的有氧分解的過(guò)程分為三個(gè)階段：１、由葡萄糖或糖原的葡萄糖單位分解生成丙酮酸，反應(yīng)在細(xì)胞液中進(jìn)行；２、由丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶（acetyl-coenzymeA乙酰CoA），反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行；３、由乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)（tricarboxylicacidcycle，TCAC）氧化分解生成CO2和H2O，反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行。第98頁(yè)/共237頁(yè)三羧酸循環(huán)：又叫檸檬酸循環(huán)或Krebs循環(huán)。由草酰乙酸和乙酰CoA的乙?；s合生成檸檬酸開(kāi)始，經(jīng)一系列反應(yīng)又生成草酰乙酸循環(huán)過(guò)程。三羧酸酶循環(huán)一周進(jìn)行兩次脫羧反應(yīng)和四次脫氫反應(yīng)，１分子的乙?；谎趸桑卜肿覥O2生成１２摩爾ATP。三羧酸循環(huán)是由德國(guó)科學(xué)家HansKrebs于１９３７年提出，生物化學(xué)領(lǐng)域的重大成就（當(dāng)時(shí)還沒(méi)有同位素示蹤法）。Krebs于１９５３年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。第99頁(yè)/共237頁(yè)第100頁(yè)/共237頁(yè)具體過(guò)程：1、

糖氧化分解生成丙酮酸葡萄糖或糖原在細(xì)胞液中，經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)生成丙酮酸。此過(guò)程與糖酵解途徑相同。兩條途徑的區(qū)別：3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)生成的2H的去向不同。糖酵解：2H由NADH傳遞給丙酮酸，使丙酮酸還原為乳酸；有氧分解：NADH的2H轉(zhuǎn)入線粒體內(nèi)，傳遞給分子氧，在生成水的過(guò)程中釋放能量，生成ATP。第101頁(yè)/共237頁(yè)2、

丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A丙酮酸進(jìn)入線粒體，在丙酮酸脫氫酶系催化下，氧化脫羧后，與輔酶A（HS-CoA）結(jié)合生成乙酰CoA。第102頁(yè)/共237頁(yè)丙酮酸脫氫酶系（丙酮酸脫氫酶復(fù)合體）特性：由三種酶、六種輔助因子組成。E1----丙酮酸脫羧酶（丙酮酸脫氫酶，pyruvatedecarboxylase）；E2----二氫硫辛酸乙?；D(zhuǎn)移酶（dihydrolipoyltransacetylase）；E3---二氫硫辛酸脫氫酶（dihydrolipoyldehydrogenase）。六種輔助因子：TPP、硫辛酸、CoASH、FAD、NAD+、Mg2+。硫辛酸是一個(gè)含硫的8碳羧酸，為脂溶性維生素。第103頁(yè)/共237頁(yè)分成５個(gè)步驟：（1）丙酮酸脫羧極復(fù)雜。首先丙酮酸與TPP結(jié)合形成不穩(wěn)定的絡(luò)合物，后者經(jīng)丙酮酸脫氫酶催化生成羥乙基硫胺素焦磷酸。第104頁(yè)/共237頁(yè)（2）羥乙基氧化并轉(zhuǎn)移與TPP連接的羥乙基氧化成乙?；⒁阴；D(zhuǎn)移到硫辛酰胺（硫辛酸-酶復(fù)合物），產(chǎn)生乙酰硫辛酸-酶復(fù)合物（乙酰硫辛酰胺）。第105頁(yè)/共237頁(yè)（3）轉(zhuǎn)?；鶎⒁阴；鶑牧蛐刘０忿D(zhuǎn)移給輔酶A，生成乙酰輔酶A和二氫硫辛酰胺。第106頁(yè)/共237頁(yè)（4）二氫硫辛酰胺脫氫氧化第107頁(yè)/共237頁(yè)（5）FADH2脫氫用NAD+將FADH2氧化。其中，第一步反應(yīng)不可逆，其余可逆。由于第一步不可逆，因此整個(gè)酶系催化的反應(yīng)不可逆，即只能由丙酮酸向乙酰輔酶A方向進(jìn)行。丙酮酸脫羧酶為限速酶。第108頁(yè)/共237頁(yè)3、

三羧酸循環(huán)包含8個(gè)步驟：（1）乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合形成檸檬酸第109頁(yè)/共237頁(yè)檸檬酸合成酶特性：1）相對(duì)分子量98，000；2）由兩個(gè)亞基組成；3）反應(yīng)不可逆，三羧酸循環(huán)的第一個(gè)限速酶。4）活性受ATP、NADH、琥珀酸CoA等抑制。重要抑制劑：氟乙酸（機(jī)理：檸檬酸合成酶催化氟乙酰CoA與草酰乙酸發(fā)生縮合作用生成氟檸檬酸，阻礙TCA循環(huán)）。應(yīng)用：有毒植物葉子中含有氟乙酸；殺蟲劑；滅鼠藥。第110頁(yè)/共237頁(yè)草酰乙酸可以由丙酮酸通過(guò)另外途徑轉(zhuǎn)變而來(lái)。重要途徑有三種：1）由蘋果酸酶和蘋果酸脫氫酶催化（動(dòng)物、植物、微生物）第111頁(yè)/共237頁(yè)2）由丙酮酸羧化酶催化（動(dòng)物、酵母）————丙酮酸羧化支路3）由磷酸丙酮酸羧化酶催化（植物、微生物）第112頁(yè)/共237頁(yè)（2）檸檬酸脫水生成順烏頭酸，然后加水生成異檸檬酸順烏頭酸的生成：檸檬酸在順烏頭酸催化下失水生成順烏頭酸。異檸檬酸的生成：第113頁(yè)/共237頁(yè)順烏頭酸在同一種順烏頭酸酶催化下，加水生成異檸檬酸。順烏頭酸酶實(shí)際上起異構(gòu)化作用，反應(yīng)平衡時(shí)，檸檬酸占90%，順烏頭酸占4%，異檸檬酸占6%，但由于在線粒體內(nèi)，異檸檬酸不斷向下反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)趨向于異檸檬酸的生成。順烏頭酸酶特性：1）在有Fe2+

、還原性谷胱甘肽或半胱氨酸存在時(shí)，活性最大；2）豬心肌順烏頭酸酶的相對(duì)分子量為89，000，由兩個(gè)亞基構(gòu)成；第114頁(yè)/共237頁(yè)（3）α-酮戊二酸的生成在異檸檬酸脫氫酶催化下，異檸檬酸脫去2H，其中間產(chǎn)物草酰琥珀酸迅速脫羧生成α-酮戊二酸。第115頁(yè)/共237頁(yè)異檸檬酸脫氫酶特性：1）

具有脫氫和脫羧兩種功能，脫羧反應(yīng)需要Mn2+；2）

已發(fā)現(xiàn)兩種，一種需要NAD+和Mg2+為輔酶，另一種需要NADP+和Mn2+為輔酶。前者僅存在于線粒體，其主要功能是參與三羧酸循環(huán)；后者存在于線粒體，也存在于細(xì)胞漿，其主要功能是作為還原劑NADPH的一種來(lái)源。3）別構(gòu)酶：ADP是激活劑；ATP和NADH是抑制劑。4）限速酶此步反應(yīng)為一分界點(diǎn)，之前為三羧酸轉(zhuǎn)化，之后為二羧酸變化。

第116頁(yè)/共237頁(yè)（4）α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰輔酶A反應(yīng)不可逆，與丙酮酸氧化脫羧很相似，使五碳化合物變成4碳化合物。第117頁(yè)/共237頁(yè)α-酮戊二酸脫氫酶系特性：1）包含三種酶（α-酮戊二酸脫羧酶、硫辛酸琥珀酰轉(zhuǎn)移酶和二氫硫辛酸脫氫酶）和六種輔助因子（TPP、硫辛酸、CoASH、FAD、NAD+、Mg2+）。2）限速酶：受ATP、NADH和琥珀酰輔酶A的抑制。第118頁(yè)/共237頁(yè)（5）琥珀酸的生成琥珀酸硫激酶，又叫琥珀酰輔酶A合成酶。三羧酸循環(huán)中唯一一次底物水平磷酸化。GTP可直接利用，也可在二磷酸核苷激酶催化下，將高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給ADP，從而生成ATP。第119頁(yè)/共237頁(yè)（6）琥珀酸脫氫生成延胡索酸（7）延胡索酸水化生成蘋果酸第120頁(yè)/共237頁(yè)（8）蘋果酸氧化生成草酰乙酸至此草酰乙酸又重新生成，又可與一分子乙酰輔酶A縮合成檸檬酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)。第121頁(yè)/共237頁(yè)第122頁(yè)/共237頁(yè)第123頁(yè)/共237頁(yè)第124頁(yè)/共237頁(yè)第125頁(yè)/共237頁(yè)其中,丙酮酸所含3個(gè)碳原子被氧化成3分子的CO2，其中一個(gè)是在形成乙酰輔酶A時(shí)產(chǎn)生的，另兩個(gè)是在第3、4步產(chǎn)生的。丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)及三羧酸循環(huán)中反應(yīng)3、4、6、8各脫下一對(duì)氫原子，交給NAD+和FAD，經(jīng)呼吸鏈交給氧生成水。每循環(huán)一次，經(jīng)歷兩次脫羧過(guò)程，使一分子乙酰輔酶A氧化成CO2和水。1摩爾葡萄糖產(chǎn)生2摩爾乙酰CoA，所以必須經(jīng)過(guò)2次三羧酸循環(huán)才能完全氧化成CO2

和水。第126頁(yè)/共237頁(yè)（三）三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)對(duì)能量的需求主要靠糖的有氧氧化。三羧酸循環(huán)中有三種限速酶。1、檸檬酸合成酶最關(guān)鍵的限速酶?；钚允蹵TP、NADH、琥珀酰CoA抑制；草酰乙酸和乙酰CoA激活。2、異檸檬酸脫氫酶活性受ATP、NADH抑制；ADP、AMP激活。當(dāng)細(xì)胞處于低能量狀態(tài)時(shí)，ATP大量分解產(chǎn)生ADP，ADP濃度增高，激活其酶活性。第127頁(yè)/共237頁(yè)3、α-酮戊二酸脫氫酶系調(diào)節(jié)機(jī)理相同。另外，Ca2+也可激活。4、脂肪代謝的影響當(dāng)脂肪酸分解代謝加強(qiáng)時(shí)，抑制檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶和丙酮酸脫氫酶系活性，從而抑制糖的有氧氧化。說(shuō)明：近年有資料報(bào)道，檸檬酸合成酶不是三羧酸循環(huán)的主要限速酶（理由：其催化產(chǎn)物檸檬酸可以轉(zhuǎn)移到細(xì)胞漿中分解為乙酰CoA，用于合成脂肪酸，因此，檸檬酸合成酶活性升高并不一定加速三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)）。第128頁(yè)/共237頁(yè)總結(jié)：影響糖有氧氧化酶活性的因素主要有三方面：1）

代謝產(chǎn)物的反饋抑制作用：乙酰輔酶A和琥珀酰CoA含量較多時(shí)，反饋抑制脫氫酶系活性。2）

ATP和ADP影響：糖有氧分解代謝速度主要決定于細(xì)胞對(duì)ATP的需求。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)ATP消耗超過(guò)ATP生成時(shí)，ATP濃度降低，ADP和AMP濃度升高，糖有氧分解代謝的調(diào)節(jié)酶活性抑制被解除，糖有氧分解速度加快。第129頁(yè)/共237頁(yè)3）

NADH和NAD+的影響：糖有氧分解調(diào)節(jié)酶中的脫氫酶，其輔酶都含有NAD+。糖有氧分解過(guò)程中，底物脫氫使NAD+轉(zhuǎn)變?yōu)镹ADH，這樣，NAD+不斷減少，NADH不斷增高，導(dǎo)致有氧分解速度減慢。當(dāng)NADH通過(guò)呼吸鏈氧化轉(zhuǎn)變?yōu)镹AD+時(shí)，糖的有氧分解速度又可恢復(fù)。第130頁(yè)/共237頁(yè)(三)糖的有氧分解的意義1、供給能量糖有氧分解釋放能量生成ATP有兩種方式，一是底物水平磷酸化，二是氧化磷酸化。氧化磷酸化是指葡萄糖氧化過(guò)程中脫下的氫經(jīng)線粒體的呼吸鏈傳遞，最終與氧反應(yīng)生成H2O，在此過(guò)程中釋放能量，使ADP生成ATP。實(shí)驗(yàn)證明：經(jīng)NADH傳遞的２H生成３分子ATP，經(jīng)FADH2傳遞的２H生成２分子ATP。第131頁(yè)/共237頁(yè)因此，１摩爾葡萄糖完全氧化分解為CO2和H2O時(shí)，底物水平磷酸化３次，生成６摩爾ATP；脫氫反應(yīng)６次，生成３４摩爾ATP；葡萄糖有氧分解過(guò)程消耗２摩爾ATP。總共１摩爾葡萄糖完全氧化分解可凈生成３８摩爾ATP。第132頁(yè)/共237頁(yè)2、三羧酸循環(huán)是體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)徹底氧化分解的共同通路凡是能夠轉(zhuǎn)變?yōu)樘怯醒跹趸虚g產(chǎn)物的物質(zhì)均可以參加三羧酸循環(huán)。所以三羧酸循環(huán)不僅是糖完全分解的途徑和ATP生成的主要環(huán)節(jié)，也是甘油、脂肪、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)徹底氧化的共同通路。第133頁(yè)/共237頁(yè)3、

有氧分解代謝途徑是體內(nèi)物質(zhì)代謝的主線糖有氧代謝途徑與糖代謝的其他途徑聯(lián)系緊密，如糖無(wú)氧分解、磷酸戊糖途徑、糖異生作用等。另外，三脂酰甘油的合成與分解、氨基酸的代謝等都與糖的有氧分解代謝途徑的中間產(chǎn)物緊密相連。實(shí)例：丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸可以轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的丙酮酸、草酰乙酸等；脂肪酸分解的乙酰CoA也可通過(guò)三羧酸循環(huán)被徹底氧化。因此，三羧酸循環(huán)可以說(shuō)是體內(nèi)能量和物質(zhì)代謝的樞紐。第134頁(yè)/共237頁(yè)第135頁(yè)/共237頁(yè)五、乙醛酸循環(huán)

許多微生物如醋酸桿菌、大腸桿菌、固氮菌等體內(nèi)含有異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合成酶，前者催化異檸檬酸裂解生成琥珀酸和乙醛酸；后者催化乙醛酸與乙酰CoA合成蘋果酸。從而將TCA循環(huán)聯(lián)系起來(lái)。第136頁(yè)/共237頁(yè)乙醛酸循環(huán)：存在：植物和微生物中。第137頁(yè)/共237頁(yè)乙醛酸循環(huán)與三羧酸循環(huán)的關(guān)系：第138頁(yè)/共237頁(yè)有些微生物具有乙酰CoA合成酶，能利用乙酸作為碳源，使乙酸生成乙酰CoA而進(jìn)入乙醛酸循環(huán)。第139頁(yè)/共237頁(yè)六、磷酸戊糖途徑（phosphopentosepathway）（一）概念糖無(wú)氧分解和有氧分解是體內(nèi)糖分解的主要途徑，但不是唯一途徑。發(fā)現(xiàn)：加入碘乙酸或氟化物后雖然糖酵解和糖的有氧氧化被阻斷，但葡萄糖依然被分解，說(shuō)明細(xì)胞中存在其他分解途徑。第140頁(yè)/共237頁(yè)在肝臟、脂肪組織、腎上腺皮質(zhì)、乳腺、性腺、骨髓的組織中上存在一條磷酸戊糖途徑（pentosephosphatepathway），由于此途徑是從6-磷酸葡萄糖開(kāi)始，故又叫磷酸己糖旁路（簡(jiǎn)稱HMS）等。存在：動(dòng)植物、微生物細(xì)胞中。動(dòng)物體內(nèi)約有30%的葡萄糖通過(guò)磷酸戊糖途徑分解。進(jìn)行部位：細(xì)胞液。第141頁(yè)/共237頁(yè)（二）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過(guò)程包含三個(gè)階段：磷酸戊糖的生成；磷酸戊糖間互相轉(zhuǎn)變；單糖分子間基團(tuán)轉(zhuǎn)換。1、6-磷酸葡萄糖氧化生成6-磷酸葡萄糖酸第142頁(yè)/共237頁(yè)2、6-磷酸葡萄糖酸脫羧生成5-磷酸核酮糖第143頁(yè)/共237頁(yè)3、5-磷酸核酮糖經(jīng)分子異構(gòu)化生成5-磷酸核糖第144頁(yè)/共237頁(yè)4、5-磷酸木酮糖的生成第145頁(yè)/共237頁(yè)5、7-磷酸庚酮糖及3-磷酸甘油醛的生成反應(yīng)4生成的5-磷酸木酮糖和反應(yīng)3生成的5-磷酸核糖相互作用生成7-磷酸庚酮糖及3-磷酸甘油醛。第146頁(yè)/共237頁(yè)6、4-磷酸赤蘚糖和6-磷酸果糖的生成第147頁(yè)/共237頁(yè)7、6-磷酸果糖及3-磷酸甘油醛的生成反應(yīng)4生成的5-磷酸木酮糖與反應(yīng)6生成的4-磷酸赤蘚糖在轉(zhuǎn)酮酶作用下，發(fā)生酮醇基轉(zhuǎn)移生成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛。第148頁(yè)/共237頁(yè)8、6-磷酸葡萄糖的生成反應(yīng)6和反應(yīng)7生成的6-磷酸果糖在磷酸己糖異構(gòu)酶催化下轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡萄糖。6-磷酸葡萄糖又可以重復(fù)反應(yīng)，形成一個(gè)環(huán)式代謝途徑。第149頁(yè)/共237頁(yè)第150頁(yè)/共237頁(yè)如果6個(gè)6-磷酸葡萄糖分子同時(shí)經(jīng)過(guò)HMP途徑降解，每個(gè)6-磷酸葡萄糖分子氧化脫羧失掉一個(gè)CO2，生成5個(gè)6-磷酸葡萄糖分子。即：1個(gè)葡萄糖分子徹底氧化生成6個(gè)CO2需要6分子葡萄糖同時(shí)參與反應(yīng)。總反應(yīng)式：第151頁(yè)/共237頁(yè)第152頁(yè)/共237頁(yè)（三）磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)6-磷酸葡萄糖脫氫酶是HMS的限速酶。受NADPH/NADP+比例的調(diào)節(jié)。第153頁(yè)/共237頁(yè)（四）磷酸戊糖途徑的生理意義1、生成NADPH，為細(xì)胞的各種合成反應(yīng)提供還原力。（1）NADPH是體內(nèi)重要的供氫體，參與多種生物合成反應(yīng)。如合成脂肪酸、膽固醇及類固醇激素都需要大量的NADPH。第154頁(yè)/共237頁(yè)（2）NADPH是谷胱甘肽還原酶的輔酶，它可使氧化型谷胱甘肽還原為還原型谷胱甘肽，對(duì)維持紅細(xì)胞中的G-SH含量起重要作用。G-SH是紅細(xì)胞中的重要抗氧化物質(zhì)，保護(hù)細(xì)胞中含巰基的酶和蛋白質(zhì)免遭氧化破壞，從而維護(hù)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能的完整。第155頁(yè)/共237頁(yè)NADPH缺乏時(shí)，還原型谷胱甘肽濃度降低，紅細(xì)胞易破壞，常發(fā)生溶血性貧血癥（如遺傳缺陷“6-磷酸葡萄糖脫氫酶”，紅細(xì)胞中NADPH濃度較低，易患貧血病，對(duì)氧化性藥物如磺胺、阿斯匹林等過(guò)敏）。第156頁(yè)/共237頁(yè)（3）NADPH參與肝內(nèi)生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)。肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含有以NADHP為供氫體的加單氧酶體系，該體系與類固醇激素、藥物及毒物的生物轉(zhuǎn)化有關(guān)。第157頁(yè)/共237頁(yè)2、生成5-磷酸核糖體內(nèi)磷酸核糖來(lái)自磷酸戊糖途徑。6-磷酸葡萄糖可經(jīng)脫氫、脫羧反應(yīng)生成磷酸核糖。磷酸核糖是核苷酸、組氨酸、色氨酸及核苷酸類輔酶合成的原料。3、在特殊情況下，HMS途徑也為細(xì)胞提供能量。NADPH經(jīng)呼吸鏈氧化產(chǎn)能，按氧化1分子葡萄糖計(jì)算，可產(chǎn)生36分子ATP，扣除開(kāi)始消耗的1分子，凈生成35分子。第158頁(yè)/共237頁(yè)4、HMS途徑是戊糖代謝的主要途徑。戊糖如D-核糖、L-阿拉伯糖等在自然界中分布較廣，能被某些微生物利用，其代謝通常都以磷酸戊糖途徑形式進(jìn)入HMS途徑，并進(jìn)一步與EMP和TCA等途徑相連。第159頁(yè)/共237頁(yè)第三章

糖原的分解及合成一、糖原的分解（一）進(jìn)行部位細(xì)胞液（二）反應(yīng)步驟1、1-磷酸葡萄糖的生成第160頁(yè)/共237頁(yè)第161頁(yè)/共237頁(yè)

糖原分子在“磷酸化酶”催化下，糖原的非還原性末端的葡萄糖間的α-1，4-糖苷鍵被磷酸解生成1-磷酸葡萄糖。在磷酸化酶不斷催化下，糖原分子逐漸變小。由于磷酸化酶不能催化α-1，6-糖苷鍵，所以磷酸解反應(yīng)到距離分支點(diǎn)約4個(gè)葡萄糖殘基時(shí)，磷酸化酶的催化作用停止。此時(shí)剩下4個(gè)葡萄糖殘基由“轉(zhuǎn)移酶”催化，將其中3個(gè)葡萄糖殘基轉(zhuǎn)移到鄰近的糖鏈上，并以α-1，4-糖苷鍵相連，為磷酸化酶繼續(xù)催化其磷酸解創(chuàng)造條件，剩下一個(gè)以α-1，6-糖苷鍵相連的葡萄糖殘基則由“脫支酶”（α-1，6-糖苷酶）催化，水解生成游離葡萄糖。第162頁(yè)/共237頁(yè)2、6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖在變位酶催化下轉(zhuǎn)化為6-磷酸葡萄糖。第163頁(yè)/共237頁(yè)3、葡萄糖的生成

6-磷酸葡萄糖在6-磷酸葡萄糖酶的催化下水解生成葡萄糖。其中，6-磷酸葡萄糖酶主要存在于肝臟，少量存在于腎臟。肌肉和腦中無(wú)此酶，所以只有肝、腎中的糖原可以分解為葡萄糖補(bǔ)充血糖。第164頁(yè)/共237頁(yè)二、糖原的合成（一）概念葡萄糖或其它單糖為原料，合成糖原的過(guò)程稱為糖原合成。（二）進(jìn)行部位細(xì)胞液第165頁(yè)/共237頁(yè)（三）反應(yīng)步驟1、葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞后，在ATP和Mg2+存在下，由葡萄糖激酶催化生成6-磷酸葡萄糖。反應(yīng)不可逆。第166頁(yè)/共237頁(yè)2、6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖在磷酸葡萄糖變位酶催化下生成。第167頁(yè)/共237頁(yè)3、尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）的生成

1-磷酸葡萄糖與尿苷三磷酸（UTP）在UDPG焦磷酸化酶催化下生成UDPG，同時(shí)釋放出焦磷酸PPi。第168頁(yè)/共237頁(yè)4、以α-1，4-糖苷鍵連接的葡萄糖聚合物的生成糖原合成時(shí)需要體內(nèi)原有的小分子糖原參與，此小分子糖原稱為“引物”。在糖原合成酶催化下，UDPG中的葡萄糖基以α-1，4-糖苷鍵與引物的非還原性末端相連，每反應(yīng)一次，糖原引物上便增加1分子葡萄糖單位。多次循環(huán)后，則生成一個(gè)線狀大分子。第169頁(yè)/共237頁(yè)第170頁(yè)/共237頁(yè)5、糖原的生成糖原合成酶只能催化合成α-1，4-糖苷鍵，不能形成分支。分支鏈的形成需要“糖原分支酶”催化：將α-1，4-糖苷鍵連接的糖鏈中的一段（6個(gè)或7個(gè)葡萄糖殘基）轉(zhuǎn)移，并以α-1，6-糖苷鍵與原糖鏈中的葡萄糖殘基連接成分支鏈。第171頁(yè)/共237頁(yè)第172頁(yè)/共237頁(yè)糖原合成的本質(zhì)：在引物上不斷增長(zhǎng)碳鏈，并不是從頭合成。每增加一個(gè)葡萄糖殘基就消耗1分子UTP。第173頁(yè)/共237頁(yè)三、糖原合成與分解的意義

1、維持血中葡萄糖濃度相對(duì)恒定：糖原是糖在體內(nèi)的貯存形式。進(jìn)食后多余的糖可在肝臟或其他組織合成糖原，以免血糖濃度過(guò)度升高；不進(jìn)食期間，肝糖原則分解為葡萄糖釋放入血，使血糖濃度不至于太低。2、糖原合成和分解與鉀代謝有關(guān)：葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞合成糖原過(guò)程中，伴有K+轉(zhuǎn)移入細(xì)胞，使血K+趨于降低，所以輸注胰島素和大量葡萄糖時(shí)，要注意防止低血鉀。第174頁(yè)/共237頁(yè)四、糖原合成與分解的調(diào)節(jié)糖原合成的調(diào)節(jié)：主要受糖原合成酶影響；糖原分解的調(diào)節(jié)：主要受磷酸化酶活性控制。1、兩種酶的活性均受磷酸化和脫磷酸化的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：磷酸化的磷酸化酶有活性，而磷酸化的糖原合成酶則失去活性；脫磷酸化的糖原磷酸化酶失去活性，而糖原合成酶則增加活性。第175頁(yè)/共237頁(yè)2、兩種酶活性均受激素的調(diào)節(jié)：如：胰島素促進(jìn)糖原合成并降低血糖濃度；腎上腺素、胰高血糖素等促進(jìn)糖原降解并增加血糖濃度。第176頁(yè)/共237頁(yè)五、糖原的異生作用（一）概念由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成葡萄糖或糖原的過(guò)程叫做糖原的異生作用。（二）糖原異生的前體及途徑1、前體（1）凡是能生成丙酮酸的物質(zhì)均可轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，如乳酸、三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物（檸檬酸、酮戊二酸、蘋果酸等）；第177頁(yè)/共237頁(yè)（2）凡是能轉(zhuǎn)變成丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸的氨基酸（如丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等）均可轉(zhuǎn)變成葡萄糖；（3）脂肪水解產(chǎn)生的甘油轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岫u丙酮后轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵珓?dòng)物體中脂肪氧化分解產(chǎn)生的乙酰CoA不能逆轉(zhuǎn)為丙酮酸，故不能異生成葡萄糖；（4）反芻動(dòng)物糖異生作用很旺盛，牛胃細(xì)菌可將纖維素分解為乙酸、丙酸、丁酸等，奇數(shù)脂肪酸可轉(zhuǎn)變?yōu)殓牾oA，然后異生為葡萄糖。主要前體有：乳酸、生糖氨基酸、甘油。第178頁(yè)/共237頁(yè)2、進(jìn)行部位

主要在肝臟中進(jìn)行。另外，腎臟中也可進(jìn)行糖的異生（尤其是較長(zhǎng)時(shí)間饑餓時(shí)腎臟糖異生作用很強(qiáng)，相當(dāng)于同重量的肝臟的水平）。3、途徑各類非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樘窃木唧w步驟基本上按糖酵解逆過(guò)程進(jìn)行。第179頁(yè)/共237頁(yè)（1）6-磷酸葡萄糖生成葡萄糖（2）1，6-二磷酸果糖生成6-磷酸果糖第180頁(yè)/共237頁(yè)（3）丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸（丙酮酸羧化支路）丙酮酸在羧化酶作用下生成草酰乙酸，后者在烯醇丙酮酸磷酸羧激酶催化下脫羧生成磷酸烯醇式丙酮酸。第181頁(yè)/共237頁(yè)第182頁(yè)/共237頁(yè)第183頁(yè)/共237頁(yè)4、甘油、丙酮酸、乳酸等糖異生作用（1）甘油的糖異生作用在甘油磷酸激酶作用下生成α-磷酸甘油，再經(jīng)α-磷酸甘油脫氫酶作用轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岫u丙酮。再沿糖酵解逆反應(yīng)過(guò)程生成糖。（2）乳酸、丙酮酸等異生作用乳酸、丙酮酸及三羧酸循環(huán)中一些羧酸進(jìn)行糖異生時(shí)，需通過(guò)“丙酮酸羧化支路”。第184頁(yè)/共237頁(yè)乳酸在乳酸脫氫酶催化下還原為丙酮酸，丙酮酸轉(zhuǎn)入線粒體內(nèi)，經(jīng)丙酮酸羧化酶催化轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜帷２蒗Ｒ宜岵荒芡ㄟ^(guò)線粒體膜回到細(xì)胞液，但線粒體內(nèi)的草酰乙酸可以經(jīng)加氫還原生成蘋果酸，蘋果酸可以穿過(guò)線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)移到細(xì)胞液，蘋果酸可在蘋果酸脫氫酶催化下再生成草酰乙酸。草酰乙酸由磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化生成磷酸烯醇式丙酮酸。磷酸烯醇式丙酮酸沿糖酵解逆反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰Ｉ前被峥赊D(zhuǎn)變?yōu)樘怯醒醴纸馔緩缴系聂人徇M(jìn)行糖的異生作用。第185頁(yè)/共237頁(yè)第186頁(yè)/共237頁(yè)（三）糖原異生的生理意義1、血糖的重要來(lái)源對(duì)維持空腹或饑餓時(shí)血糖的相對(duì)恒定具有重要意義。體內(nèi)糖貯存量有限，如果沒(méi)有外源性補(bǔ)充，只需10多個(gè)小時(shí)糖原即可耗盡。事實(shí)上，禁食24小時(shí)，血糖仍能保持正常水平，此時(shí)完全依賴糖的異生作用。糖的異生作用一直在進(jìn)行，只是空腹和饑餓時(shí)明顯加強(qiáng)。第187頁(yè)/共237頁(yè)2、體內(nèi)乳酸利用的主要方式乳酸很容易通過(guò)細(xì)胞膜彌散入血，通過(guò)血液循環(huán)運(yùn)到肝臟，經(jīng)糖異生作用轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?；肝臟糖異生作用生成的葡萄糖又輸送到血液循環(huán)，在被肌肉利用。這一過(guò)程叫做乳酸循環(huán)（或稱Cori循環(huán)）?？梢?jiàn)，糖異生作用對(duì)乳酸的再利用，肝糖原更新，補(bǔ)充肌肉糖的消耗以及防止乳酸中毒等方面都起著重要作用。第188頁(yè)/共237頁(yè)第189頁(yè)/共237頁(yè)3、協(xié)助氨基酸代謝大多數(shù)氨基酸都是生糖氨基酸，可以轉(zhuǎn)變?yōu)楸?、酮戊二酸和草酰乙酸，參加糖異生作用。?shí)驗(yàn)證明:進(jìn)食蛋白質(zhì)后，肝糖原增加；禁食晚期，由于組織蛋白質(zhì)分解加強(qiáng)，血液中氨基酸含量增加，糖異生作用活躍，是饑餓時(shí)維持血糖的主要來(lái)源?？梢?jiàn)氨基酸轉(zhuǎn)變成糖是氨基酸代謝的重要途徑。第190頁(yè)/共237頁(yè)（四）糖異生的調(diào)控糖異生與糖酵解是兩個(gè)相反的代謝途徑。1、高濃度的G-6-P可抑制己糖激酶，活化6-磷酸葡萄糖磷酸酶，從而抑制酵解，促進(jìn)糖異生。2、果糖-1，6-二磷酸酶是糖異生的關(guān)鍵酶，當(dāng)葡萄糖含量豐富時(shí)，激活果糖磷酸激酶活性，強(qiáng)烈抑制果糖-1，6-二磷酸酶活性，從而加速酵解，減弱糖異生。第191頁(yè)/共237頁(yè)3、丙酮酸羧化酶是糖異生的另一個(gè)調(diào)節(jié)酶，其活性受乙酰CoA和ATP激活，受ADP抑制。糖酵解速度受丙酮酸激酶的調(diào)控，ATP、丙酮酸、NADH對(duì)該酶活性有抑制作用。對(duì)果糖-1，6-二磷酸有激活作用。

糖酵解和糖異生作用協(xié)調(diào)控制，對(duì)于不同生理?xiàng)l件下，滿足機(jī)體對(duì)能量的需求和對(duì)糖的需求，維持血糖恒定有重要意義。第192頁(yè)/共237頁(yè)

第四章

脂類的代謝一、脂肪的酶促水解脂肪酶廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物中，它能催化脂肪水解產(chǎn)生脂肪酸和甘油。脂肪在三脂酰甘油脂肪酶作用下水解為二脂酰甘油；后者在二脂酰甘油脂肪酶作用下水解成一脂酰甘油；再在一脂酰甘油脂肪酶作用下水解生成甘油和脂肪酸。第193頁(yè)/共237頁(yè)三種酶中，三脂酰甘油脂肪酶活力最小，故該酶是脂肪水解的限速酶。該酶對(duì)激素很敏感。第194頁(yè)/共237頁(yè)二、甘油的分解甘油激酶：肌肉和脂肪細(xì)胞中該酶活性很低，所以無(wú)法利用脂肪水解所產(chǎn)生的甘油，只有通過(guò)血液循環(huán)運(yùn)輸?shù)礁闻K才能發(fā)生氧化分解。磷酸二羥丙酮是聯(lián)系甘油代謝與糖代謝的關(guān)鍵物質(zhì)。第195頁(yè)/共237頁(yè)三、脂肪酸的分解代謝（一）機(jī)理提出背景1904年德國(guó)生化學(xué)家FranzKnoop用化學(xué)標(biāo)記法（苯環(huán)作標(biāo)記），動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)尿液發(fā)現(xiàn)：凡偶數(shù)碳原子的苯脂酸均變成苯乙尿酸，凡奇數(shù)碳原子的苯脂酸均變成馬尿酸，由此明確：脂肪酸分解時(shí)，每次切下一個(gè)二碳單位，即α與β碳原子之間斷裂，β碳原子被氧化成羧基，故稱“β-氧化”。第196頁(yè)/共237頁(yè)（二）途徑除成熟的紅細(xì)胞外，體內(nèi)各組織都能利用脂肪酸。脂肪酸的β-氧化在線粒體中進(jìn)行，脂肪酸經(jīng)過(guò)活化、轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入線粒體，然后經(jīng)脫氫、再脫氫、硫解等步驟，最后產(chǎn)生乙酰CoA，進(jìn)入三羧酸循環(huán)，被徹底分解。第197頁(yè)/共237頁(yè)1、

脂肪酸的活化脂肪酸的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在進(jìn)行β-氧化分解前必須經(jīng)過(guò)活化，活化過(guò)程是脂肪酸轉(zhuǎn)變?yōu)橹oA的過(guò)程。原因：脂酰CoA的水溶性比游離脂肪酸大得多，且細(xì)胞內(nèi)分解脂肪酸的酶只能氧化分解脂酰CoA，而不能氧化分解游離脂肪酸。第198頁(yè)/共237頁(yè)第199頁(yè)/共237頁(yè)2、

脂酰CoA轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體催化脂酰CoA氧化分解的酶全部分布于線粒體內(nèi)，但游離脂肪酸及長(zhǎng)鏈脂酰CoA均不能透過(guò)線粒體內(nèi)膜，脂酰CoA必需借助于脂酰CoA載體——肉毒堿才能轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體內(nèi)。線粒體內(nèi)膜兩側(cè)存在著兩種肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ和Ⅱ（同工酶），其中肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ位于線粒體內(nèi)膜外側(cè)，催化脂酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)橹Ｈ舛緣A，使其進(jìn)入膜內(nèi)；肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅱ位于線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)，催化脂酰肉毒堿轉(zhuǎn)變?yōu)橹oA。肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ是脂肪酸氧化的限速酶。第200頁(yè)/共237頁(yè)第201頁(yè)/共237頁(yè)3、脂肪酸的β-氧化脂酰CoA進(jìn)入線粒體后，逐步氧化降解，氧化過(guò)程發(fā)生在脂?；摩?碳原子上，故稱為β-氧化作用。具體步驟：（1）脫氫脂酰CoA在脂酰CoA脫氫酶催化下，在α與β碳原子上各脫去一個(gè)氫原子，生成α、β-烯脂酰CoA。第202頁(yè)/共237頁(yè)第203頁(yè)/共237頁(yè)（2）水化α、β-烯脂酰CoA在水化酶作用下，加一分子水生成β-羥烯脂酰CoA。第204頁(yè)/共237頁(yè)（3）再脫氫β-羥烯脂酰CoA在β-羥烯脂酰CoA脫氫酶作用下，脫去兩個(gè)氫原子，再生成β-酮脂酰CoA。第205頁(yè)/共237頁(yè)（4）硫解β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA硫解酶作用下，與一分子輔酶A作用，生成一分子乙酰CoA和比原來(lái)少兩個(gè)碳原子的脂酰CoA。第206頁(yè)/共237頁(yè)總結(jié)：脂酰CoA每進(jìn)行一次β-氧化就縮短兩個(gè)碳原子，生成比原來(lái)少兩個(gè)碳原子的脂酰輔酶A和一分子乙酰CoA，新生成的脂酰CoA又經(jīng)脫氫、加水、再脫氫和硫解四步反應(yīng)，再一次經(jīng)歷β-氧化過(guò)程。如此多次重復(fù)后到最后生成兩分子乙酰CoA。第207頁(yè)/共237頁(yè)第208頁(yè)/共237頁(yè)4、脂酰CoA徹底氧化

β-氧化生成的乙酰CoA通過(guò)三羧酸循環(huán)徹底氧化成CO2和H2O。第209頁(yè)/共237頁(yè)第210頁(yè)/共237頁(yè)（三）能量1、

每次β-氧化有兩