生物化学经典题

计算一分子硬脂酸彻底氧化成CO2和H2O，产生的ATP分子数，并计算每克硬脂酸彻底氧化产生的自由能.

[答] （1）一分子硬脂酸需要经过8轮β氧化，生成9个乙酰CoA，8个FADH2 和8NADH，9个乙酰CoA可生成ATP：10×9=90个；8个FADH2可生成ATP ：1.5×8=12个；8个NADH可生成ATP：2.5×8=20个；以上总计为122个ATP，但是硬脂酸活化为硬脂酰CoA时消耗了两个高能磷酸键，一分子硬脂肪酸净生成120个ATP。（2）120个ATP水解的标准自由能为120×（－

30.54）KJ=－3664.8KJ，硬脂肪酸的相对分子质量为256。故

1克硬脂肪酸彻底氧化产生的自由能为－3664.8/256=－

13.5KJ。

详解：

硬脂酸活化为硬脂酰CoA时把一个ATP转化成为AMP，消耗了两个高能磷酸键，长链脂酰CoA和肉毒碱反应转移进线立体时没有耗能，在β-氧化的反应过程中第一步脱氢：脂酰CoA在脂酰基CoA脱氢酶的催化下，其烃链的α、β位碳上各脱去一个氢原子，生成α、β烯脂酰CoA（trans-y-enoyl CoA），脱下的两个氢原子由该酶的辅酶FAD接受生成FAD.2H.后者经电子传递链传递给氧而生成水，同时伴有两分子ATP的生成。第二步加水没有能量损失，c 再脱氢：β-羟脂酰CoA在β-羟脂酰CoA脱氢酶（L-βhydroxy acyl CoAdehydrogenase）催

化下，脱去β碳上的2个氢原子生成β-酮脂酰CoA，脱下的氢由该酶的辅酶NAD+接受，生成NADH＋H+ .后者经电子传递链氧化生成水及3分子ATP. d 硫解：β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA在硫解酶中无能量损失，1分子软脂酸含16个碳原子，靠7次β氧化生成7分子NADH+H+，7分子FADH2，8分子乙酰CoA，而所有脂肪酸活化均需耗去2分子ATP.故1分子软脂酸彻底氧化共生成：7×2+7×3+8×12-2＝129分子

⒏试说明“酮尿症”的生化机制。

泛指一个系统中，各元素之间的相互作用的过程和功能。机制一定是经过实践检验有效的方式方法，并进行一定的加工，使之系统化、理论化，这样才能有效地指导实践。泛指一个复杂的工作系统和某些自然现象的物理、化学规律等等。

生化机制：常常是指在某些生物体内的某些化学物通过一定的化学反应生成一定的化学物，这个过程使得完成某项生理功能或现象。

是在生物化学这个角度，各个元素相互作用的过程并行使其功能。

计算一分子硬脂酸彻底氧化成CO2和H2O，产生的ATP分子数，并计算每克硬脂酸彻底氧化产生的自由能

[答] （1）一分子硬脂酸需要经过8轮β氧化，生成9个乙酰CoA，8个FADH2 和8NADH，9个乙酰CoA可生成ATP：10×9=90个；8个FADH2可生成ATP ：1.5×8=12个；8个NADH可生成ATP：2.5×8=20个；以上总计为122个ATP，但是硬脂酸活化

为硬脂酰CoA时消耗了两个高能磷酸键，一分子硬脂肪酸净生

成120个ATP。（2）120个ATP水解的标准自由能为120×（－30.54）KJ=－3664.8KJ，硬脂肪酸的相对分子质量为256。故

1克硬脂肪酸彻底氧化产生的自由能为－3664.8/256=－

13.5KJ。

苯酮尿症(phenlketonuria,PKU)主要是由于编码苯丙氨酸羟

化酶(PAH)的基因突变,导致肝脏PAH活性降低或缺乏所致.各

国应用分子生物学等技术对PAH基因突变进行了广泛研究,到

目前为止,有498突变基因被确定,其中致病性的突变有460余种;研究者们应用体外表达预测酶活性和测定体内苯丙氨酸氧

化率等方法研究基因型-表型的相关性,希望通过基因型来预

测未知的表型,以便指导PKU的分类和治疗.该文综述了PAH基

因突变在不同地区、人种和民族的特点,同时对基因型-生化代

谢表型以及基因型-智能表型的相关关系的研究进行综合分析. 苯酮尿症(Phenylketonuria),简称PKU，此疾病为一种罕见的

遗传性疾病，起因为苯氨基丙酸(phenylalanine)这种氨基酸

无法被完全代谢所导致；缺乏丙酮酸羟化酶，苯丙氨酸只能靠

转氨生成苯丙酮酸，病人尿中排出大量苯丙酮酸。苯丙酮酸堆积对神经有毒害，使智力发肓出现障碍。

病因

苯酮尿症是先天性氨基酸代谢异常的疾病,因患者的肝脏内缺乏苯丙氨酸径化脢,而无法将人体过量的苯丙氨酸转变为酪氨酸及其他无害的物质。过量的苯丙氨酸及其代谢物质堆积在血液中,会造成脏器损害,尤其会对脑部及中枢神经系统造成伤害,引起智能不足。新生儿患病的机率约是五万分之一,一年约有六、七个患有此种病症的新生儿出生。

一、苯酮尿症形成的原因及症状

1934年挪威的Dr.Folling在家族性智障病患的尿液中发现有特殊陈腐味道，後来才知道该物质是苯丙酮酸(phenylpyruvic acid)，在1937年正式命名为苯酮尿症(phenylketonuria；PKU)。苯酮尿症是一种体染色体隐性遗传疾病，主要是由於体内苯丙胺酸(phenylalanine；Phe)羟化(hydroxylation)成酪胺酸(tyrosine；Tyr)的代谢途径机障所引起的先天代谢异常疾病。目前已知有五种不同酵素的缺乏会造成此种代谢机障；这些包括有：苯丙胺酸羟化酵素(phenylalaninehydroxylase；PAH)、鸟嘌呤核甘三磷酸环化水解酵素(Gtp cyclohydrolase I；GTPCHI)、丙二酮四氢喋呤合成酵素(6-pyruvoyl

tetrahydropterin synthase；PTPS)、双氢喋啶还原酵素(dihydropteridine reductase；DHPR)及喋呤甲醇胺脱水酵素(pterin-4?-carbinolamine dehydratase；PCD)。依其缺乏的不同，会有不同的临床症状及诊断方法，其治疗方法也不相同。第一种苯丙胺酸羟化酵素(PAH)缺乏会造成最常见的典型苯酮尿症。其临床症状为毛髮展现黄色、皮肤苍白乾燥及智能残障的後遗症。根据文献的报告，欧美的PKU患者约98~99%为此型，其发生率约为一万分之一，但是有很大的地区和种族上的差异。国内筛检八十七万新生儿的结果显示，PKU发生率约为三万四千分之一，其中只有约70~80%的患者为典型苯酮尿症。

第二至第四种缺乏会造成苯丙胺酸羟化成酪胺酸时必需的辅

助酵素四氢生喋呤(tetrahydrobiopterin；BH4)缺乏。其临床症状除了典型苯酮尿症有的症状外，尚有严重的神经学症状(如抽搐)、生长发育迟缓、易感染等。

第五种缺乏虽也会造成辅助酵素四氢生喋呤的不足，但临床症状轻微，可能不需要治疗。国内之PKU患者约有20%~30%为四氢生喋呤缺乏型，与西方国家的结果大不相同，特别需要鑑别诊断，以便採取正确的治疗方法。

二、苯酮尿症的治疗方式

要预防PKU後遗症的发生，除了必须对症下药，且愈早治疗效果愈好。根据国外文献报告，患者在一个月内治疗，其平均智商为95，一至两个月大才治疗之患者，平均智商为85；而晚