2021《生物化学》考研朱圣庚版考研复习笔记二新陈代谢总论
15.1 复习笔记
一、新陈代谢
1概念
新陈代谢是生物体内全部有序的化学变化的总称，是机体与环境之间的物质和能量交换以及生物体内物质和能量自我更新的过程，是一切生命活动的基础。细胞是进行新陈代谢的基本单位。
2新陈代谢的分类
3物质代谢与能量代谢
4新陈代谢的基本要略
新陈代谢的基本要略是将分解代谢产生的ATP、还原力和构造元件用于生物合成。（1）自由能驱动代谢：
自由能是指能够用于机体做功的那部分能量。能够直接通过提供自由能推动生物体多种化学反应的是腺嘌呤核苷三磷酸分子即ATP。
（2）ATP供能的基本方式：
当ATP提供能量时，ATP分子失掉一个γ-磷酰基而变为ADP和磷酸分子。ADP又可在捕获能量的前提下，再与无机磷酸结合形成ATP。ATP和ADP的相互转化是生物机体利用能量的基本方式。
（3）辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的递能作用：
物质氧化产生的高能位电子和脱下的氢原子通过辅酶Ⅰ（NAD＋）或辅酶Ⅱ（NADP ＋）传递给生物合成中需要还原力的反应。
①NADH是辅酶Ⅰ的还原形式，它能进入呼吸链，传递质子和电子给氧，偶联ATP 的形成，起到氧化供能的作用，是线粒体中能量产生链中的控制标志物。
②NADPH是辅酶Ⅱ的还原形式，它不进入呼吸链，为生物大分子化合物的合成提供还原力，在还原性生物合成中起氢负离子供体的作用。
（4）FMN和FAD的递能作用如下表所示：
表15-1 FMN和FAD的递能作用
（5）辅酶A在能量代谢中的作用如下表所示：
表15-2 辅酶A的结构与作用
5新陈代谢的调节
二、代谢中常见的有机反应机制
代谢过程几乎都是酶促有机反应，机体的新陈代谢反应大体可以分为五大类：
1基团转移反应（表15-3）
在生化反应中，基团转移（或称亲核体的取代反应）是指亲电子基团从一个亲核体转移到另一亲核体的过程。
表15-3 常见的基团转移反应
2氧化反应和还原反应
氧化还原反应的实质是电子的得失，在生物体的能量代谢反应中，从代谢物转移的电子，通过一系列的传递体转移到氧，并伴随能量的释放，电子的传递通过辅酶来完成。
反应中NADH为电子供体，NAD＋为电子受体。
NAD＋＋H＋＋2e－?NADH
在生物体的能量代谢中，NADH提供出两个电子，进入电子传递链。
3消除、异构化及重排反应
（1）消除反应：
单键饱和中心发生消除反应后形成双键，消除掉的分子通常是H2O、NH3、R—OH、或R—NH2。消除反应有三种反应机制：
（2）异构化反应：
异构化反应是指质子从一个碳原子转移到另一个碳原子上，由此发生了双键位置的改变。醛糖-酮糖互变反应是代谢中最常见的异构化反应。
（3）分子重排反应：
重排是C—C键断裂，随即又重新形成的反应，其结果是碳骨架发生了变化。例如奇数碳原子脂肪酸的氧化和某些氨基酸的降解反应。
4C—C键的形成与断裂反应
C—C键的形成与断裂是分解代谢与合成代谢的实质，这类反应主要有三种类型。（1）羟醛缩合反应：也称醛醇缩合反应，如醛缩酶所催化的果糖-1,6-二磷酸反应。（2）克莱森酯缩合反应：此反应由柠檬酸合酶催化，是一个羟醛-克莱森酯缩合的反应。
（3）β-酮酸的氧化脱羧反应：此类反应由异柠檬酸脱氢酶或脂肪酸合酶催化。
5自由基反应
自由基反应是指化合物分子中的共价键均裂成游离基而进行的反应。例如，光照会破坏辅酶B12，当Co—C键均裂时，产生5′-脱氧腺苷自由基和钴胺素。
三、新陈代谢的研究方法（表15-4）
表15-4 新陈代谢的研究方法