有机化学课件第十九章代谢途径中的辅酶

乙酰辅酶A
第三阶段：三羧酸循环
COOH C=O + 乙酰辅酶A CH2 COOH OH HOOCCH2CCH2COOH COOH
草酰乙酸
柠檬酸
OH HOOC—CH2—C—CH2COOH COOH
酶 -H2O
HOOC
COOH
C=C H HOOC—CH2
柠檬酸
酶 +H2O OH HOOC—CH2CH—CH COOH COOH
+ 因此FAD作为辅酶参与的酶促反应类型比NAD更多。
三、辅酶A
由3-磷酸基-二磷酸腺苷、巯基乙胺和泛酸三 部分组成的分子。 辅酶A和泛酸的结构式如下：
泛酸
巯基乙胺
辅酶A
辅酶A分子中有一个活泼的巯基（-SH )，能与羧 基以硫酯键结合成酰基辅酶A
辅酶A(HS CoA)
O R C S CoA 酰基辅酶A
第二阶段：
葡萄糖、脂肪酸和氨基酸等在细胞里进行进一步降解， O 产生两个 碳的乙酰基（ CH –C– ）通过硫酯键 3 O ( CH3–C– S- ) 将乙酰基连接到一个大的载体分子—辅酶A上生成 乙酰辅酶A 乙酰辅酶A是糖、脂肪和蛋白质三大营养素在分 解代谢途径中的共同的中间代谢物。
其结构式如下：
一、NAD 和 NADP
+
+
NAD（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸） 氧化型 NAD
+
+
NADP（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酯） 氧化型 NADP
其氧化型结构时如下：
方便起见，通常将NAD 的结构简写成下列形式：
+ N
+
CONH2
H H
CONH2
R+ NAD 简写式
+ +
¨ N
R NADH 简写式
不管是氧化型 NAD NADP 还是还原型NADH NADPH
第三节 辅酶的结构和功能
根据—辅助因子与蛋白酶结合的紧密程度 辅酶（与酶蛋白结合松散） 辅助因子
可以用透析或超滤的方法除去
辅基（与酶蛋白结合紧密） 辅基不能用透析或超滤方法除去
辅酶的功能 1.参与酶活性中心的组成
2.在酶催化反应过程中辅酶能直接与底物作用 3. 起传递氢、电子或一些基团作用
下面简明介绍代谢途径中常见的几种辅酶的结构和主要功能。
不同的酶其活性部位的空间结构不同，对其作用的底物的空间 构型和构象的要求也不同，所以决定了酶具有高度的选择性。 单纯酶： 仅由蛋白质构成的酶
酶按其化学组成
淀粉酶和脂肪酶等都属于单纯酶 结合酶： 由蛋白质和非蛋白质组成的酶 又称为复合酶
蛋白质部分称为酶蛋白质 结合酶
非蛋白质部分称为辅助因子
许多代谢反应是在复合酶的催化下进行的
均是吡啶环直接参与酶促反应部位，分子中的 其余部分只作为酶蛋白结合时起识别分子的作 用。
NAD 的功能：
起作电子接受体作用，例如：三羧酸循环中。 产物 + COO + NADH+H COO HO H NAD C=O CH2 CH2 COO COO作用机理：
+
二、FAD
FAD(是核黄素腺嘌呤二核苷酸)
大多数蛋白质的酶，只能以L－氨基酸作为底物 催化糖代谢的酶，只能以D－构型糖作为底物。 酶的催化作用为什么具有如此特异的选择性？ 这与 酶的活性部位的空间结构有关
酶的活性中心—酶的催化作用仅发生于酶分子 的部分区域，这个区域通常称为活性中心。 酶的活性中心，不是一个点，也不是一个面， 而是一种三维结构。
五、 四氢叶酸 叶酸是由6-甲基-2-氨基-4-羟基碟啶、对氨基 苯甲酸和谷氨酸三部分构成。其结构式如下：
H2N N 1 3N
8 N
5 N
OH 6-甲基-2-氨基-4-羟基碟啶
CH2NH
COOH O C NH CHCH2CH2COOH
谷氨酸
对氨基苯甲酸部分
叶酸 叶酸只有在体内还原成四氢叶酸后，才成为一 种重要的辅酶。
如：
O CH3 、 CH2 、 H C
六 、硫辛酸
硫辛酸化学名为1，2-二硫戌环-3-戌酸。其结构式如下：
硫辛酸比一般的五元类似物容易开环。 这与环上相邻两个硫原子上的电子对的相互排斥 而产生的环张力有关。
硫辛酸是氧化脱羧酶复合体中的一种辅酶，糖的 + 分解代谢中， -酮酸脱羧反应有硫辛酸，FAD ， NAD TPP (焦磷酸硫胺素)和CoA等五种酶参与。
三磷酸腺苷( ATP )结构如下：
第二节 酶的化学组成和活性中心概念
酶：是具有催化功能的蛋白质
人体内酶的种类近千种，虽然作用各异，但本质都 具有特异的选择性和高度催化功能的蛋白质。 1.反应条件十分温和常温（370C） 其特点是： 2.酶的催化反应其反应速度加快108~1022 3.具有高度的特异立体选择性
顺乌头酸
氧化酶
异柠檬酸
O 脱羧 HOOC—C—CH2CH2COOH HOOC—CH2CH—C—COOH COOH α-酮戊二酸 O
草酰琥珀酸
O HOOC—C—CH2CH2COOH α-酮戊二酸 COOH CH + H2 O HC COOH
酶 脱羧
COOH CH2 脱 H2 CH2 酶 COOH 琥珀酸 脱 H2 酶
第十九章代谢途径中的辅酶
主讲：林连波 第一节 代谢的概述 代谢 代谢 通常指在机体细胞里进行的化学反应。 分解代谢 合成代谢 分解代谢分为 第一阶段（消化） 第二阶段 生成乙酰辅酶A
第三阶段 三羧酸循环 第四阶段 合成三磷酸腺苷(ATP )
第一阶段（又称为消化）
食入的食物如：油脂、淀粉和蛋白质等在胃 里和小肠中分别通过酯键、苷键和肽键的水 解产生脂肪酸、甘油、葡萄糖和氨基酸等。
是许多氢化一脱氢反应的辅酶。它能与酶 蛋白紧密结合，成为酶蛋白的辅基。维生 素B2（核黄素）是FAD的重要组成部分。 FAD的结构式如下：
FAD的还原型为FADH2简化结构式如下：
在酶促反应类型中FAD作为氢的传递体参与加 氢—脱氢反应
COOCH2 FAD CH2 COOCOO FADH2 C H H C COO-
参与三羧酸循环的酰基辅 酶A 琥珀酰基辅酶A O
-S-O-C硫酯键断裂 36.9 KJ/mol
乙酰基辅酶A
O R C S CoA 酰基辅酶A
传递
脂类、糖类和蛋白代谢
O R C
辅酶A是酰基转移酶的辅酶，在脂类、糖类和蛋 白代谢中起传递酰基的作用。
四、生物素
约有12种脱羧酶需要生物素作为辅助因子。
生物素的结构如下：
延胡索酸
COOH CO 草酰乙酸 CH2 COOH
COOH HO C H CH2 COOH
苹果酸
1分子乙酰辅酶A
经三羧酸循环 2CO + 能量 2 运转一周
第四阶段:合成三磷酸腺苷( ATP )
释放的能量用于电子传递链合成三磷酸腺苷 ( ATP ) 分解途径中释放的能量均以ATP形式储存。 食物分解的四个阶段以图19-1示之：
′N 1
10 ′ 3 NH COOH 8 4 3 5 6 S 2 1
O
生物素具有噻吩环与尿素相结合的骈环，并带有一个 戌酸侧链，生物素的两个环为顺式稠合，分子上仅有 的三个手性碳上的氢都处于顺式排列并且证实其活泼 性形式为右旋体。 在酶促羧基化反应中，生物素是羧基的传递体，
′ N-1 位结合 底物是与生物素分子中的
叶酸分子中的碟啶环上的N5与C6之间和C7 与N8之间的两个双键经叶酸还原酶催化还原 转变成的产物一四氢叶酸(FH4)
四氢叶酸结构式如下：
H N H2N N 1 8 3N 5 N OH H COOH O C NH CHCH2CH2COOH
CH2NH
四氢叶酸
四氢叶酸是体内一碳单位转移的辅酶。一碳单 位是指含一个碳的一些基因。