王镜岩-生物化学-第23章_柠檬酸循环
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王镜岩——生物化学名词解释(2013年~2002年)[2013年]1.寡聚蛋白质(oligomeric protein):两条或两条以上具有三级结构的多肽链组成的蛋白质。
(也称多聚蛋白质)。
如:血红蛋白(两条α链,两条β链)、己糖激酶(4条α链)。
附:仅由一条多肽链构成的蛋白质称为单体蛋白质。
如:溶菌酶和肌红蛋白 [第三章蛋白质 ](上159)2.酶的转换数(turnover number,TN):即K3,又称催化常数(catalytic constant,K cat)是指在一定条件下每秒钟每个酶分子转换底物的分子数。
(通常来表示酶的催化效率)附:[ 或每秒钟每微摩尔酶分子转换底物的微摩尔数 ] ,大多数酶对它们的天然底物的转换数的变化围是每秒1到104(上321)[第四章酶]3.糖的变旋现象(mutarotation):是当一种旋光异构体,如糖溶于水中转变为几种不同的旋光异构体的平衡混合物时,发生的旋光变化的现象。
[第一章糖类 ](上8;2013、2008)4.油脂的酸值(acid number):是指中和1g油脂中的游离脂肪酸所消耗KOH 的毫克数。
[第二章脂类和生物膜 ](上95)5.激素受体:位于细胞表面或细胞,结合特异激素并引发细胞响应的蛋白质。
[第六章维生素、激素和抗生素]6.乙醛酸循环(glyoxylic acid cycle ,GAC):是一种被修改的三羧酸循环,在两种循环中具有某些一样的酶和产物,但代途径不同,在乙醛酸循环中乙酰CoA首先和草酰乙酸缩合成柠檬酸,然后转变为异柠檬酸,再裂解为琥珀酸和乙醛酸,在这一循环中产生乙醛酸,故称乙醛酸循环。
[第八章糖代](这个循环除两步由异柠檬酸裂合酶和苹果酸合酶催化的反应外,其他的反应都和“柠檬酸循环”一样。
)( 2013、2012)资料2:又称三羧酸循环支路,该途径在动物体不存在,只存在于植物和微生物中,主要在乙醛酸循环体中和线粒体中进行。
第十九章代谢总论新陈代谢(metabolism)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。
同化作用(assimilation):生物一方面不断地从周围环境中摄取能量和物质,通过一系列生物反应转变成自身组织成分。
异化作用(dissimilation ):将原有的组成成份经过一系列的生化反应,分解为简单成分重新利用或排出体外。
特点:特异、有序、高度适应和灵敏调节、代谢途径逐步进行。
新陈代谢是生物体内所有化学变化的总称;是生物体表现其生命活动的重要特征之一;它是由多酶体系协同作用的化学反应网络。
新陈代谢的功能: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为自身需要的结构元件。
③将结构元件装配成自身的大分子。
④形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子。
⑤提供机体生命活动所需的一切能量。
代谢过程是通过一系列酶促反应完成的。
完成某一代谢过程的一组相互衔接的酶促反应称为代谢途径(metabolic pathways)。
代谢途径特点:1.没有完全可逆的代谢途径。
物质的合成与分解,有的要完全不同的两条代谢途径(如脂肪酸的代谢);有的要部分地通过单向不可逆反应(如糖代谢)。
2.代谢途径的形式是多样的,有直线型的,有分支型的,也有环形的。
3.代谢途径有确定的细胞定位。
酶在细胞内有确定的分布区域,所以每个过程都是在确定的区域进行的。
例如,糖酵解在细胞质中进行,三羧酸循环在线粒体基质中进行,氧化磷酸化在线粒体内膜进行。
4.代谢途径是相互沟通的。
5.代谢途径之间有能量关联。
6.代谢途径的流量可调控。
代谢是酶促过程,可通过控制酶的活力与数量来实现。
每个代谢途径的流量,都受反应速度最慢的步骤的限制,这个步骤称为限速步骤,或关键步骤,这个酶称为限速酶或关键酶。
新陈代谢包括分解代谢和合成代谢两个方面。
分解代谢:机体将营养物质转变为较小、较简单的物质,又称异化作用,是指机体将自身物质转化为代谢产物,排出体外合成代谢是机体利用小分子或大分子的结构元件建造成大分子。
第23章柠檬酸循环三羧酸循环——糖的最后氧化途径三羧酸循环(tricarboxylic acid circle),又称柠檬酸循环,Krebs循环,简又称柠檬酸循环Krebs循环简写为TCA循环;是在有氧条件下,将酵解产生的丙酮酸氧化脱羧成乙酰C A再经系生的丙酮酸氧化脱羧成乙酰CoA,再经一系列氧化,脱羧,最终生成二氧化碳和水并产生能量的过程。
三羧酸循环•三羧酸循环的发现历史及实验依据1.发现历史2.实验依据•丙酮酸(C3)氧化脱羧生成乙酰CoA(C2)1.场所及酶2.不可逆的关键步骤。
•三羧酸循环的过程1.生成六碳三羧酸阶段(TCA1.mov)2.生成四碳二羧酸阶段(TCA2.mov)3.草酰乙酸的再生阶段(TCA3.mov)•丙酮酸经三羧酸循环化学物质变化的结算•葡萄糖完全氧化时能量变化的结算(TCA4.mov)羧酸循环的意义•三羧酸循环的生理意义三羧酸循环发现的历史(1)Albert Szent Gyorgyi观察用丙酮()酸与肌肉组织一起在有氧条件下保温,丙酮酸可以被彻底氧化,生成二氧化碳和水。
因此认为葡萄糖或糖原的有氧分解也循着糖酵解途径,有氧分解可以说是无氧分解的继续。
(2) H.Krebs通过总结大量的实验结果,认为糖的氧化过程不是直线进行的,而是以认为糖的氧化过程不是直线进行的而是以循环方式进行。
于是他1937年提出了三羧酸循环假设并用实验证明了三羧酸循环的存在。
循环假设并用实验证明了三羧酸循环的存在三羧酸循环的实验依据•1)Krebs首先证实六碳三羧酸(柠檬酸、顺乌头酸、异柠檬酸)和α-酮戊二酸,以及四碳二羧酸(琥珀酸、延胡索酸、苹)果酸、草酰乙酸)都能强烈刺激肌肉中丙酮酸氧化的活性,氧的消耗。
说明这些化合物都是丙酮酸氧化途径中的中间产合物是酸氧途中的中间产物。
•2)Krebs还发现在肌肉糜悬浮液加入丙二)酸,有抑制丙酮酸氧化的作用,而且在肌肉糜悬浮液有琥珀酸的积累。
说明丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。
≤课前回顾≥提问:1. 糖酵解的关键酶及其调控?2. 糖酵解的能量计算?≤教学目的≥1. 掌握柠檬酸循环中的关键酶和关键产物,发生场所2. 掌握循环过程中 ATP 的生成3. 了解柠檬酸循环的意义≤重点难点≥柠檬酸循环的关键酶和 ATP 的生成,柠檬酸循环的调节≤教学内容≥一 . 概述:葡萄糖通过糖酵解产生的丙酮酸,在有氧条件下,将进入三羧酸循环进行完全氧化,生成 H2O 和CO 2,并释放出大量能量。
由于分子氧是此系列反应的最终受氢体,所以又称为有氧分解。
绝大多数组织细胞通过糖的有氧氧化途径获得能量。
此代谢过程在细胞胞液和线粒体内进行,一分子葡萄糖彻底氧化分解可产生 36/38 分子 ATP 。
二.糖的有氧氧化代谢途径㈠可分为三个阶段:葡萄糖→ 丙酮酸→ 乙酰 COA → H 2 O 和 CO 2第一阶段:糖酵解葡萄糖→ 丙酮酸第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧(丙酮酸→ 乙酰辅酶 A ,简写为乙酰 CoA )第三阶段:三羧酸循环(乙酰 CoA → H2O 和 CO2,释放出能量)1 .葡萄糖经糖酵解途径生成丙酮酸:此阶段在细胞胞液中进行,与糖的无氧酵解途径相同,涉及的关键酶也相同。
一分子葡萄糖分解后生成两分子丙酮酸,两分子( NADH+H+ )并净生成 2 分子 ATP 。
NADH 在有氧条件下可进入线粒体产能,共可得到2×2 或2×3 分子 ATP 。
故第一阶段可净生成 6/8 分子 ATP 。
2 丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵解和三羧酸循环的中间环节。
此反应在真核细胞的线粒体基质中进行。
丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系催化下,脱羧形成乙酰 CoA 。
丙酮酸脱氢酶系是一个非常复杂的多酶体系,主要包括:三种不同的酶(丙酮酸脱羧酶( E1 )、二氢硫辛酸乙酰转移酶( E2 )和二氢硫辛酸脱氢酶( E3 )),和 6 种辅因子( TTP 、硫辛酸、 FAD 、 NAD+ 、 CoA 和 Mg2+ )。
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目录第19章代谢总论19.1复习笔记19.2课后习题详解19.3名校考研真题详解第20章生物能学20.1复习笔记20.2课后习题详解20.3名校考研真题详解第21章生物膜与物质运输21.1复习笔记21.2课后习题详解21.3名校考研真题详解第22章糖酵解作用22.1复习笔记22.2课后习题详解22.3名校考研真题详解第23章柠檬酸循环23.2课后习题详解23.3名校考研真题详解第24章生物氧化—电子传递和氧化磷酸化作用24.1复习笔记24.2课后习题详解24.3名校考研真题详解第25章戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径25.1复习笔记25.2课后习题详解25.3名校考研真题详解第26章糖原的分解和生物合成26.1复习笔记26.2课后习题详解26.3名校考研真题详解第27章光合作用27.1复习笔记27.2课后习题详解27.3名校考研真题详解第28章脂肪酸的分解代谢28.1复习笔记28.2课后习题详解28.3名校考研真题详解第29章脂类的生物合成29.1复习笔记29.2课后习题详解29.3名校考研真题详解第30章蛋白质降解和氨基酸的分解代谢30.1复习笔记30.2课后习题详解30.3名校考研真题详解第31章氨基酸及其重要衍生物的生物合成31.1复习笔记31.2课后习题详解31.3名校考研真题详解第32章生物固氮32.1复习笔记32.2课后习题详解32.3名校考研真题详解第33章核酸的降解和核苷酸代谢33.1复习笔记33.2课后习题详解33.3名校考研真题详解第34章DNA的复制和修复34.2课后习题详解34.3名校考研真题详解第35章DNA的重组35.1复习笔记35.2课后习题详解35.3名校考研真题详解第36章RNA的生物合成和加工36.1复习笔记36.2课后习题详解36.3名校考研真题详解第37章遗传密码37.1复习笔记37.2课后习题详解37.3名校考研真题详解第38章蛋白质合成及转运38.1复习笔记38.2课后习题详解38.3名校考研真题详解第39章细胞代谢与基因表达调控39.1复习笔记39.2课后习题详解39.3名校考研真题详解第40章基因工程及蛋白质工程40.1复习笔记40.2课后习题详解40.3名校考研真题详解第19章代谢总论19.1复习笔记一、新陈代谢概述1.定义(1)新陈代谢(metabolism)简称代谢,是营养物质在生物体内所经历的一切化学变化总称,是生物体表现其生命活动的重要特征之一。
第19章代谢总论⒈怎样理解新陈代谢?答:新陈代谢是生物体内一切化学变化的总称,是生物体表现其生命活动的重要特征之一。
它是由多酶体系协同作用的化学反应网络。
新陈代谢包括分解代谢和合成代谢两个方面。
新陈代谢的功能可概括为五个方而: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。
③将结构元件装配成自身的大分子。
④形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子。
⑤提供机体生命活动所需的一切能量。
⒉能量代谢在新陈代谢中占何等地位?答:生物体的一切生命活动都需要能量。
生物体的生长、发育,包括核酸、蛋白质的生物合成,机体运动,包括肌肉的收缩以及生物膜的传递、运输功能等等,都需要消耗能量。
如果没有能量来源生命活动也就无法进行.生命也就停止。
⒊在能量储存和传递中,哪些物质起着重要作用?答:在能量储存和传递中,ATP(腺苷三磷酸)、GTP(鸟苷三磷酸)、UTP(尿苷三磷酸)以及CTP(胞苷三磷酸)等起着重要作用。
⒋新陈代谢有哪些调节机制?代谢调节有何生物意义?答:新陈代谢的调节可慨括地划分为三个不同水平:分子水平、细胞水平和整体水平。
分子水平的调节包括反应物和产物的调节(主要是浓度的调节和酶的调节)。
酶的调节是最基本的代谢调节,包括酶的数量调节以及酶活性的调节等。
酶的数量不只受到合成速率的调节,也受到降解速率的调节。
合成速率和降解速率都备有一系列的调节机制。
在酶的活性调节机制中,比较普遍的调节机制是可逆的变构调节和共价修饰两种形式。
细胞的特殊结构与酶结合在一起,使酶的作用具有严格的定位条理性,从而使代谢途径得到分隔控制。
多细胞生物还受到在整体水平上的调节。
这主要包括激素的调节和神经的调节。
高等真核生物由于分化出执行不同功能的各种器官,而使新陈代谢受到合理的分工安排。
人类还受到高级神经活动的调节。
除上述各方面的调节作用外,还有来自基因表达的调节作用。
代谢调节的生物学意义在于代谢调节使生物机体能够适应其内、外复杂的变化环境,从而得以生存。
第一章糖类提要糖类是四大类生物分子之一,广泛存在于生物界,特别是植物界。
糖类在生物体内不仅作为结构成分和主要能源,复合糖中的糖链作为细胞识别的信息分子参与许多生命过程,并因此出现一门新的学科,糖生物学。
多数糖类具有(CH2O)n的实验式,其化学本质是多羟醛、多羟酮及其衍生物。
糖类按其聚合度分为单糖,1个单体;寡糖,含2-20个单体;多糖,含20个以上单体。
同多糖是指仅含一种单糖或单糖衍生物的多糖,杂多糖指含一种以上单糖或加单糖衍生物的多糖。
糖类与蛋白质或脂质共价结合形成的结合物称复合糖或糖复合物。
单糖,除二羟丙酮外,都含有不对称碳原子(C*)或称手性碳原子,含C*的单糖都是不对称分子,当然也是手性分子,因而都具有旋光性,一个C*有两种构型D-和L-型或R-和S-型。
因此含n个C*的单糖有2n个旋光异构体,组成2n-1对不同的对映体。
任一旋光异构体只有一个对映体,其他旋光异构体是它的非对映体,仅有一个C*的构型不同的两个旋光异构体称为差向异构体。
单糖的构型是指离羧基碳最远的那个C*的构型,如果与D-甘油醛构型相同,则属D系糖,反之属L 系糖,大多数天然糖是D系糖Fischer E论证了己醛糖旋光异构体的立体化学,并提出了在纸面上表示单糖链状立体结构的Fischer投影式。
许多单糖在水溶液中有变旋现象,这是因为开涟的单糖分子内醇基与醛基或酮基发生可逆亲核加成形成环状半缩醛或半缩酮的缘故。
这种反应经常发生在C5羟基和C1醛基之间,而形成六元环吡喃糖(如吡喃葡糖)或C5经基和C2酮基之间形成五元环呋喃糖(如呋喃果糖)。
成环时由于羰基碳成为新的不对称中心,出现两个异头差向异构体,称α和β异头物,它们通过开链形式发生互变并处于平衡中。
在标准定位的Hsworth式中D-单糖异头碳的羟基在氧环面下方的为α异头物,上方的为β异头物,实际上不像Haworth式所示的那样氧环面上的所有原子都处在同一个平面,吡喃糖环一般采取椅式构象,呋喃糖环采取信封式构象。