生物化学第八章 新陈代谢总论与生物氧化知识点归纳

氧化还原对： An+ + ne/A 或An+/A
氧化还原电势 把两个半电池放在同一种溶液中时，电子传递的方向取决于两个 半电池的氧化型物质（An+）接受电子的能力或还原型物质（A） 失去电子的能力。这种能力可用氧化还原电势（E0)来表示。
（1）抗代谢物（竞争性抑制剂）抑制正常代谢物的代谢
丙二酸
琥珀酸
（2）酶的专一性抑制剂来阻抑中间代谢的某一环节
碘乙酸
巯基酶
本质：使代谢途径中的某种酶活性降低或丧失，或不能合成， 从而使缺损酶前面的中间产物大量积累。
专一性酶抑制剂，用于分析代谢途径
碘乙酸是巯基酶的专一性抑制剂，可抑制3-磷酸甘油醛脱氢酶 的活性，从而造成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮积累。
小分子 大分子
新 合成代谢（同化作用) 吸收能量 能
物
陈
量
质
代 谢
分解代谢（异化作用）
代 释放能量 谢
代 谢
大分子 小分子
二、新陈代谢的共同特征
1、反应条件温和 2、高度调控 3、代谢途径是不可逆的 4、每条代谢途径至少存在一个限速步骤 5、代谢反应在真核细胞中都有严格的细胞定位
三、新陈代谢的一般过程
3、确定酶促反应系统的调节机制
（二）研究的主要方法
1、活体内(in vivo)与活体外(in vitro) 活体内： 整体生物材料、动物离体器官、微生物细胞群体
活体外： 生物体分离出来的组织切片，组织匀浆或体外培养的 细胞、细胞器及细胞抽提物
2. 代谢物标记追踪实验 化学标记法
同位素示踪法
脂肪酸β-氧化作用的试验证据
（一）分解代谢的一般过程分为四个阶段 生物大分子的 降解阶段
单体分子 初步分解阶段
乙酰基经三羧酸循环途 径完全分解阶段
氢的 氧化阶段
第一阶段 第二阶段
糖原 葡萄糖
脂肪
蛋白质
甘油+脂肪酸 氨基酸
生物大分子的降解阶段
脂肪酸分
酵解
解代谢 氨基酸 单体分子初步分解阶段
乙酰CoA
分解代谢
第三阶段
三羧酸循环
CoA 氧化磷酸化
特征性酶的存在-判断代谢途径存在 糖酵解途径：醛缩酶 磷酸戊糖途径：6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 三羧酸循环途径：柠檬酸合成酶
II
生物 氧化
一、生物氧化概述 二、生物氧化与生物能 三、生物氧化酶类 四、生物氧化体系的类型
一、生物氧化概述
（一）生物氧化涵义
生物氧化又称细胞氧化，或细胞呼吸——能源物质在活细胞中 氧化分解，释放化学能并转化为生物能的生化过程。
CH4+NADH + O2
CH3OH+ H2O +NAD+
氧化酶
催化以氧分子为电子受体的氧化反应
细胞色素c氧化酶
2细胞色素c （Fe2+） + 1/2O2 +2H+
2细胞色素c （Fe3+）+H2O
3. 脱羧氧化
(1)直接脱羧作用
CH3COCOOH
CH3CHO + CO2
丙酮酸
丙酮酸脱羧酶 乙醛
CO2来源于氧化 代谢中间产物羧
1904 年，德国的 F.Knoop 提出β-氧化。
奇数碳者
β
α
化
CH2CH2COOH
学
标
-C2 化合物
记
COOH
法
偶数碳者
βα
CH2CH2CH2COOH
-C2 化合物
CH2COOH
NH2CH2COOH Gly
NH2CH2COOH Gly
CONHCH2COOH
CH2CONHCH2COOH
苯甲尿酸（马尿酸）
EMP G
COOH 2C=O 丙酮酸
2NAD+ 2NADH+H+ CH3
2NADH +H+
2NAD+
COOH
2 HO-C-H
乳酸
CH3
（二）生物氧化的本质和特点
化学本质：电子的得失。 特点： 1.反应条件温和； 2.生物氧化分步进行，能量逐步释放； 3.氧化方式主要是脱氢氧化； 4.碳的氧化和氢的氧化非同步进行； 5.生物氧化受细胞的精确调控。
酸的脱羧作用
(2)氧化脱羧作用
苹果酸酶
HOOC-CHOH-CH2-COOH + NADP+ 苹果酸
HOOC-CO-CH3 +CO2+NADPH+H+ 丙酮酸
二、生物氧化与生物能
氧化-还原电势 自由能变化 高能键、高能化合物
（一）氧化-还原电势
还原态
A -ne An+ +ne
氧化态
式中：An+—氧化态物质 A—还原态物质 e—电子 n—转移电子的数目
（三）生物氧化方式
1、脱氢氧化反应 （1）脱氢
琥珀酸脱氢酶
HOOCCH2CH2COOH
HOOCCH=CHCOOH +2H+ + 2e-
琥珀酸
烷基脱氢生成烯
延胡索酸
（2）加水脱氢
水 R-CH=O
酶
RCOOH + 2H+ + 2e-
2. 氧直接参与的氧化反应
加氧酶 催化氧分子直接加入有机分子
甲烷单加氧酶
生物化学
第八章 新陈代谢总论与生物氧化
目录
一、新陈代谢总论 二、生物氧化 三、电子传递体系及氧化磷酸化
I
总论
一、新陈代谢的概念 二、新陈代谢的特征 三、新陈代谢的一般过程 四、代谢研究的主要内容及方法
一、新陈代谢的概念
新陈代谢是生命 最基本的特征。
新陈代谢：是生物与外界环境进行物质交换与能量交换的全过程
2H
O
2
ADP+Pi
ATP H2O
CO2
三羧酸循环
第四阶段 氢的氧化阶段
(二)合成代谢的一般过程
以糖、脂类、蛋白质及核酸合成过程为主体，分为三个阶段
四、代谢研究的主要内容及方法
（一）研究的主要内容 1、确定参与代谢反应的酶及辅酶的结构与功能
2、确定代谢途径中的底物、中间代谢物和终产物的 结构、反应条件及反应部位
生物氧化
有氧氧化 无氧氧化
一、生物氧化概述
1、有氧氧化： 需氧生物和兼性好氧生物有氧条件下，以分子氧作为最终电
子受体，将能源物质完全氧化分解成CO2和H2O，同时释放能量 用于ATP的合成 (底物燃烧完全，产能多。)
2、无氧氧化： 在无氧条件下，最终的电子受体是氧化型物质，或某些外源性电子 受体，将能源物质不完全氧化分解。（底物燃烧不完全，产能少）。
苯乙尿酸（犬尿酸）
（2）同位素标记法： 同位素标记的化合物与非标记物的化学性质、生wenku.baidu.com功能及在体内的代谢 途径完全相同。
如用14C标记乙酸的羧基（CH314COOH），然后用于喂狗，检测狗呼出 的气体CO2是否带有放射性标记，如含有14C则说明乙酸的羧基转变成了 CO2。
3.代谢障碍实验
代谢障碍造成某种中间产物积累：
酵解途径中1，6-二磷酸果糖裂解生成了2分子三碳糖。
4.突变体研究法
1、基因突变
大肠杆菌 基因突变
酶缺失
β-半乳糖 苷酶缺失
该酶作用的底物 积累，产物缺失
乳糖堆积
2. 营养缺陷型微生物或人类遗传性代谢病的研究 糖尿病例研究蛋白质与糖、脂代谢的关系 生糖氨基酸和生酮氨基酸的确定
5.测定特征性酶