简述谷胱甘肽的生理功能

简述谷胱甘肽的生理功能？列举目前已经研究发现的与谷胱甘肽具有相似的抗氧化功能的生

物活性成分？

答：谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸经肽键缩合而成的活性三肽，广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚芽中，各种蔬菜等植物组织中也有少量分布。谷胱甘肽具有独特的生理功能，被称为长寿因子和抗衰老因子。具有许多重要生理功能，如蛋白质和核糖核酸的合成、氧及营养物质的运输、内源酶的活力、代谢和细胞保护、参与体内三羧酸循环及糖代谢，具有抗氧化、抗疲劳、抗衰老、清除体内过多自由基、解毒护肝、预防糖尿病和癌症等功效，因此而成为机体防御功能肽的代表。谷胱甘除可在临床上用作治疗眼角膜疾病，解除丙烯酯、氟化物、重金属、一氧化碳、有机溶剂等中毒症状。

目前已经研究发现的与谷胱甘肽具有相似的抗氧化功能的生物活性成分:具有还原性的维生素如VC、VB、类胡萝卜素、多酚类化合物（包括酚酸类、黄酮类、儿茶素类等等）、花青素、原花青素等等，目前研究认为从葡萄籽中提取的原花青素抗氧化活性最强。

一份子葡萄糖经过糖酵解和三羧酸循环的基本反应能量计算及生物学意义？

1. 答：⑴糖酵解：葡萄糖氧化分解成丙酮酸（胞液中）：

①葡萄糖的磷酸化为1，6－二磷酸果糖；②1，6－二磷酸果糖裂解为两分子的磷酸丙糖；③两分子的3－磷酸甘油醛转变为两分子丙酮酸；

⑵丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA（线粒体）：丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体基质，在丙酮酸脱氢酶系的催化下，生成乙酰辅酶A。

⑶三羧酸循环（线粒体）：三羧酸循环是从乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合为柠檬酸开始，不断脱氢脱羧，是机体CO2的主要来源。最后回到草酰乙酸。

⑷氧化磷酸化：是指在生物氧化中伴随着A TP生成的作用。有代谢物连接的磷酸化和呼吸链连接的磷酸化两种类型。即A TP生成方式有两种。一种是代谢物脱氢后，分子内部能量重新分布，使无机磷酸酯化先形成一个高

能中间代谢物，促使ADP变成A TP。

这称为底物水平磷酸化（胞液中）。如

1，3-二磷酸甘油酸降解为3-磷酸甘油

酸、磷酸烯醇式丙酮酸降解为烯醇式

丙酮酸、琥珀酰CoA降解为琥珀酸和

CoA这三个反应都推动A TP或GTP

的形成。另一种是代谢物上脱下的氢

（质子和电子）经一系列递氢体或电

子传递体，按氧化还原电位的高低，

将电子和质子传递给氧并生成水，在

此过程中释放能量使ADP磷酸化生

成A TP称为氧化磷酸化（线粒体内膜

上）。生物体内95%的A TP来自这种

方式。

能量计算：净生成38A TP

⑴糖酵解（净生成8A TP）：

①G→6-P-G，消耗1ATP；

② 6-P-G→1,6-2P-F, 消耗1ATP；

②1,3-2P-甘油酸×2→3-P-甘油酸

×2，产生2ATP；

④磷酸烯醇式丙酮酸×2→丙酮酸×

2，产生2ATP；⑸ 3-P-甘油醛×2→1，

3-2P-甘油酸×2＋NADH×2→呼吸链，

产生6ATP；

⑵丙酮酸氧化（乙酰COA的形成和三

羧酸循环，净生成30ATP）：

①丙酮酸×2→乙酰COA×2＋CO

2

×2

＋NADH×2→呼吸链，产生6ATP；

②异柠檬酸×2→α-酮戊二酸×2＋

NADH×2→呼吸链，产生6ATP；

③α-酮戊二酸×2→琥珀酰CoA×2

＋NADH×2→呼吸链，产生6ATP；

④琥珀酰CoA×2→琥珀酸×2＋

CoASH×2＋2GTP （2GTP＋2ADP→

2ATP）

⑤琥珀酸×2→延胡索酸＋FADH

2

×2

→呼吸链，产生4ATP

⑥苹果酸×2→草酰乙酸×2＋NADH×

2→呼吸链，产生6ATP

生物学意义：

⑴糖酵解在无氧及有氧条件下都能

进行，是厌氧生物或需氧生物机体

在缺氧情况下取得能量的主要方

式，是有氧氧化的第一个阶段；

⑵糖酵解途径中形成的许多中间产

物可作为合成其它物质的原料；

⑶三羧酸循环本身产能并不多，但却

是体内产能最大的途径；

⑷三羧酸循环是人体诸多“循环”

中最重要的。它不仅是糖代谢而且是

脂类代谢、蛋白质代谢即三大营养素

的最终(氧化供能)代谢通路；

⑸三羧酸循环不光是三大营养素的

产能通路，也是它们互相联系的枢

纽。如糖与脂肪相互转变。

糖、脂肪、核酸、蛋白质四大物质代谢

之间各通过那些中间产物相联系？

1乳糖操纵子的结构

大肠杆菌的乳糖操纵子含Z、Y及A

三个结构基因，分别编码β-半乳糖苷

酶、透酶、乙酰基转移酶，此外还有

一个操纵序列O、一个启动序列P及

一个调节基因Ⅰ。Ⅰ基因编码一种阻遏

蛋白，后者与O序列结合，使操纵子

受阻遏而处于转录失活状态。在启动

序列P上游还有一个分解（代谢）物

基因激活蛋白CAP结合位点，由P

序列、O序列和CAP结合位点共同构

成LAC操纵子的调控区，三个酶的编

码基因即由同一调控区调节，实现基

因产物的协调表达。

2 阻遏蛋白的负性调节

在没有乳糖存在时，乳糖操纵子处于

阻遏状态。此时，Ⅰ基因列在P启动

序列操纵下表达的乳糖阻遏蛋白与O

序列结合，故阻断转录启动。阻遏蛋

白的阻遏作用并非绝对，偶有阻遏蛋

白与O序列解聚。因此，每个细胞中

可能会有寥寥数分子β半乳糖苷酶、

透酶生成。

当有乳糖存在时，乳糖操纵子即可被

诱导。真正的诱导剂并非乳糖本身。

乳糖经透酶催化、转运进入细胞，再

经原先存在于细胞中的少数β-半乳

糖苷酶催化，转变为别乳糖。后者作

为一种诱导剂分子结合阻遏蛋白，使

蛋白构型变化，导致阻遏蛋白与O序

列解离、发生转录，使β-半乳糖苷酶

分子增加1000倍。

3 CAP的正性调节

分解代谢物基因激活蛋白CAP是

同二聚体，在其分子内有DNA结合

区及cAMP结合位点。当没有葡萄糖

及cAMP浓度较高时，cAMP与CAP

结合，这时CAP结合在乳糖启动序列

附近的CAP位点，可刺激RNA转录

活性，使之提高50倍；当葡萄糖存

在时，cAMP浓度降低，cAMP与CAP

结合受阻，因此乳糖操纵子表达下降。

由此可见，对乳糖操纵子来说CAP

是正性调节因素，乳糖阻遏蛋白是负

性调节因素。两种调节机制根据存在

的碳源性质及水平协调调节乳糖操纵

子的表达。