【期末复习总结】生物化学(下)

生物化学（下）第八章糖代谢与氧化磷酸化1、糖酵解过程：（见图）三个不可逆反应：（1）葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸：己糖激酶受到葡萄糖-6磷酸的抑制（产物抑制）。

（3）果糖-6-磷酸→果糖-1，6-二磷酸：磷酸果糖激酶（别构调节酶），ATP是磷酸果糖激酶的底物，又是该酶的别构抑制剂，ATP可以使酶对它的底物果糖-6-磷酸的亲和性降低。

（10）磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸：丙酮酸激酶的调控（果糖-1，6-二磷酸别构激活和ATP的别构抑制），●前馈激活：果糖-1，6-二磷酸既是丙酮酸激酶的别构激活剂，又是磷酸果糖激酶-1催化反应的产物。

所以，磷酸果糖激酶-1的激活自然会引起丙酮酸激酶的激活，这种类型的调控方式称为前馈激活。

2、底物水平磷酸化作用：通过从一个高能化合物（例如1，3-二磷酸甘油酸）将磷酰基转移给ADP形成ATP的过程称为底物水平磷酸化作用。

●1，3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸（第七步）生成ATP。

3、糖酵解的生物意义：●糖酵解是普遍存在的糖代谢途径，对于某些细胞(角膜、红细胞），是唯一生成ATP的途径。

●另方面，糖酵解的中间产物，又为生物体合成其它类型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链骨架。

3、柠檬酸循环的过程及酶：（见图）4、柠檬酸循环是双重代谢途径：●循环中产生的还原型辅酶NADH和FADH2进一步氧化分解生成ATP。

（分解代谢）●循环过程中的中间产物在许多生物合成中充当前提原料。

（合成代谢）5、柠檬酸循环的生物学意义：●为机体提供大量的能量；●是有氧代谢的枢纽；●中间代谢物是许多生物合成途径的起点。

因此，柠檬酸循环既是分解代谢途径，也是合成代谢途径，可以说是分解、合成两用途径。

6、柠檬酸循环的调控：●调控是通过循环中的别构效应以及共价修饰实现的。

●丙酮酸脱氢酶复合物的调节：乙酰CoA和NADH抑制，NAD+和CoASH则是激活剂。

●存在三个不可逆反应，是潜在的调节部位（分别是由柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和a-酮戊二酸脱氢酶催化的反应）。

异柠檬酸脱氢酶：哺乳动物中，该酶受到Ca2+和ADP的别构激活，而受到NADH的抑制。

原核生物中，共价修饰调节。

酮戊二酸脱氢酶：Ca2+与复合物中的E1结合，降低了E对a-酮戊二酸的Km值，导致琥珀酰CoA合成速度的增加。

（竞争性抑制）柠檬酸合成酶的调节机制没有确定。

7、葡萄糖分解代谢过程中能量的产生：●糖酵解：1分子葡萄糖 2分子丙酮酸，共消耗了2个A TP，产生了4 个ATP，实际上净生成了2个A TP，同时产生2个NADH。

●丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸→−乙酰CoA，生成1个NADH。

●三羧酸循环：乙酰CoA →−CO2和H2O，产生一个GTP（即ATP）、3个NADH和1个FADH2。

按照一个NADH能够产生2.5个A TP，1个FADH2能够产生1.5个ATP计算，1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生32个A TP：4 ATP +（10 ⨯ 2.5）ATP + （2 ⨯ 1.5）ATP = 32 ATP8、磷酸戊糖途径：这一途径的主要用途是提供重要代谢物核糖-5-磷酸和NADPH（还原力）。

9、糖异生：糖异生是指从非糖物质合成葡萄糖的过程。

非糖物质包括丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等均可以在哺乳动物的肝脏中转变为葡萄糖。

这一过程基本上是糖酵解途径的逆过程，但具体过程并不是完全相同，因为在酵解过程中有三步是不可逆的反应，而在糖异生中要通过其它的旁路途径来绕过这三步不可逆反应，完成糖的异生过程。

1是第一步，葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸2是第三步，果糖-6-磷酸→果糖-1，6-二磷酸3是第十步，磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸糖异生和糖酵解之间的协调控制：●两条途径相互协调、互为相反地进行调节。

通常表现为同一调节因子（如别构效应剂）对两条途径相应的酶作用相反。

①Glc-6-P抑制己糖激酶，激活葡萄糖6-磷酸酶，从而抑制酵解，促进糖异生。

②乙酰CoA抑制丙酮酸脱氢酶复合体，激活丙酮酸羧化酶，从而抑制酵解，促进糖异生。

③AMP抑制FBPase-1，激活PFK-1，从而抑制糖异生，促进酵解。

④柠檬酸抑制PFK-1，激活FBPase-1，从而抑制酵解，促进糖异生。

⑤果糖-2,6-双磷酸抑制FBPase-1，激活PFK-1，从而抑制糖异生，促进酵解。

●糖异生和糖酵解相互协调、互为相反地进行调节。

表现为同一调节因子对两条途径相应的酶作用相反。

10、电子传递链：需氧细胞内糖、脂、氨基酸等通过各自的分解途径，所形成的还原型辅酶通过电子传递途径被重新氧化。

还原型辅酶上的氢原子以质子形式脱下，其电子沿着一系列的电子载体转移，最后转移到分子氧。

电子传递过程包括电子从还原型辅酶通过一系列按照电子亲和力递增顺序排列的电子载体所构成的电子传递链传递到氧的过程。

●电子传递链的组成：NADH-Q还原酶（复合体Ⅰ），也称NADH脱氢酶。

组成：哺乳动物的复合物Ⅰ由42条多肽链组成，呈L型，含有一个FMN（辅基）和至少6个铁硫蛋白（辅基），以二聚体形式存在。

作用:是催化NADH的2个电子传递至辅酶Q，同时将4个质子由线粒体基质转移至膜间隙。

辅酶-Q：它在线粒体呼吸链中作为电子和质子的传递体。

是电子传递链中唯一的非蛋白电子载体。

琥珀酸-CoQ还原酶(复合体Ⅱ)：其辅基为FAD和2个铁硫蛋白(Fe-S)。

作用：是催化电子从琥珀酸转至辅酶Q，但不转移质子。

CoQ细胞色素C还原酶（复合体Ⅲ）：辅基是铁硫蛋白（2Fe-2S）作用：是催化电子从辅酶Q传给细胞色素C，每转移一对电子，同时将4个质子由线粒体基质泵至膜间隙。

细胞色素c细胞色素C氧化酶（复合物IV）：它是位于线粒体呼吸链末端的蛋白复合物铜离子在电子传递时起到很大的辅助作用。

11、氧化磷酸化：●氧化磷酸化的概念：还原型辅酶被氧化和形成A TP的过程，称为氧化磷酸化。

●线粒体中，氧化磷酸化是由2个紧密耦联的过程构成的，该过程主要有2个特征：（1）线粒体的NADH和FADH2通过电子传递链氧化。

当电子通过复合物传递时，由NADH和FADH2产生的能量用来将质子由线粒体基质跨过内膜转移到膜间隙，产生一个质子浓度梯度，使得基质比膜间隙带有更多负电荷。

（2）质子浓度梯度可作为自由能库。

当质子通过另一嵌膜复合物A TP合成酶，经内膜上的通道返回到基质时，自由能库中能量释放出来。

即当质子顺着浓度梯度流动时，ATP合成酶催化ADP的磷酸化，产生A TP。

12、电子传递与A TP的合成●NADH或琥珀酸所携带的高能电子通过线粒体呼吸链传递到O2的过程中，释放出大量的能量。

这种高能电子传递过程的释能反应与ADP和磷酸合成ATP的需能反应相耦联，是ATP形成的基本机制。

13、p/o值：是指用某一代谢物作呼吸底物，消耗1mol氧原子所消耗无机磷酸的摩尔数。

●P/O的数值相当于一对电子经呼吸链传递至分子氧所产生的ATP分子数。

14、化学渗透假说：存在于线粒体内上的呼吸链起质子泵作用，质子被泵出线粒体内膜的外侧，造成了膜内外两侧的质子电化学梯度（即质子浓度梯度和电位梯度），这种跨膜梯度具有势能被膜上ATP合成酶所利用，使ADP与Pi合成ATP。

●化学渗透假说的要点：●线粒体内膜的电子传递链是一个质子泵；●在电子传递链中，电子由高能状态传递到低能状态时释放出来的能量，用于驱动膜内侧的H+迁移到膜外侧（膜对H+是不通透的）。

这样，在膜的内侧与外侧就产生了跨膜质子梯度(∆pH) 和电位梯度（ψ∆）；●在膜内外势能差（∆pH 和∆ψ）的驱动下，膜外高能质子沿着一个特殊通道（ATP酶的组成部分），跨膜回到膜内侧。

质子跨膜过程中释放的能量，直接驱动ADP和磷酸合成ATP。

15、氧化磷酸化与底物水平磷酸化比较：●氧化磷酸化：与生物氧化作用相伴而生，将生物氧化过程中释放的自由能用于使ATP和无机磷酸生成高能A TP的作用，是需氧细胞生命活动的主要能量来源。

●底物水平磷酸化：物质代谢过程中，直接由一个代谢中间产物上的磷酸集团转移到ADP分子上，形成ATP的作用。

第九章脂类代谢1、脂肪酸β-氧化的概念：●长链脂酰CoA的β氧化是在线粒体脂肪酸氧化酶系作用下进行的。

●每进行一次β-氧化，需要经过脱氢、水化、再脱氢和硫解四步反应，同时释放出1分子乙酰CoA 。

2、脂肪酸β-氧化的能量计算：脂肪酸β氧化最终的产物为乙酰CoA 、NADH 和FADH2。

假如碳原子数为Cn 的脂肪酸进行β氧化，则需要作（n/2－1）次循环才能完全分解为n/2个乙酰CoA ，产生（n/2－1）NADH 和（n/2－1）个FADH2；生成的乙酰CoA 通过TCA 循环彻底氧化成二氧化碳和水并释放能量，而NADH 和FADH2则通过呼吸链传递电子生成ATP 。

●● 以软脂酸（16C ）为例计算其完全氧化所生成的A TP 分子数：3、酮体：● 酮体的概念：在肝脏中，脂肪酸经β-氧化生成的乙酰CoA ，转变为乙酰乙酸、β羟丁酸和少量丙酮，这三种物质统称为酮体。

这种现象在饥饿或糖尿病状态下尤为明显。

酮体是肝脏向肝外组织输出能量的一种方式。

● 酮体生成的生理意义① 是生理情况下，肝脏输出能源的一种形式。

② 是长期饥饿情况下、脑、肌肉组织主要的供能物质。

③ 是应激情况下，防止肌肉蛋白过多消耗的一种形式。

4、脂肪酸的合成：（二碳单位在胞液中的合成：乙酰CoA 羧化生成丙二酸单酰CoA ） 脂肪酸合成部位在胞液中。

脂肪酸合成在肝脏、脂肪组织特别活跃。

脂肪酸合成的碳源是乙酰-CoA ，提供最初的两个C 原子。

● 脂肪酸合成步骤：① 乙酰-CoA 从线粒体运输到胞浆。

② 丙二酸单酰CoA （malonyl-CoA ）的生成。

③ 脂肪酸碳链的延伸。

第十章 蛋白质降解和氨基酸代谢1、联合脱氨基作用：以谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨基作用：A 、氨基酸的a-氨基借助转氨作用，转移到a-酮戊二酸的分子上，生成酮酸和谷氨酸；B 、谷氨酸脱氨基。

2、尿素循环：排尿素动物在肝脏中合成尿素的过程称尿素循环。

● 尿素循环部分发生在线粒体，部分发生在细胞液。

（注意联合脱氨基作用）联合脱氨基作用（1）两个氨基分别来自游离氨和Asp，一个CO2来自TCA循环；（2）2个氨基酸通过尿素循环形成1分子尿素，可以净生成1个ATP。

⏹延胡索酸使尿素循环与TCA联系在一起。

3、丙氨酸-葡萄糖循环：①肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。

②肝为肌肉提供葡萄糖。

⏹在肌肉中，糖酵解提供丙酮酸，在肝中，丙酮酸又可生成Glc（葡萄糖）。

肌肉运动产生大量的氨和丙酮酸，两者都要运回肝脏进一步转化，而以Ala（丙氨酸）的形式运送，一举两得。

第十一章细胞代谢与调控1、DNA的半保留复制：以亲代DNA双链为模板，按照碱基互补配对原则，合成出两个与原DNA分子碱基顺序完全一样的DNA分子，这样新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫半保留复制。