代谢讨论题答案(2009级)

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1、2009级普通本科生物化学与分子生物学“物质代谢”讨论题答案一、课堂讨论题1．分别简述谷氨酸和乙酰CoA在体内的来源与去路。答：第一、谷氨酸在体内的来源与去路：谷氨酸在体内的来源：①食物蛋白质的消化吸收（转运蛋白、γ-谷氨酰基循环）；②组织蛋白质（溶酶体、泛素）或肽类物质如谷胱甘肽的分解；③体内合成：如α-酮戊二酸的氨基化；④其它：肝、肾中谷氨酰胺的水解；精、组、脯氨酸和叶酸等的分解。谷氨酸在体内的去路：①合成组织蛋白（翻译）或合成肽类物质如谷胱甘肽；②脱氨基（氧化脱氨基、转氨基、联合脱氨基、嘌呤核苷酸循环）（丙氨酸-葡萄糖循环）生成α-酮戊二酸和氨，后者进入鸟氨酸循

2、环生成尿素，前者进入三羧酸循环彻底氧化成CO2，也可转变成草酰乙酸，后者在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的作用下转变成磷酸烯醇式丙酮酸后异生成糖或脂肪。③脱羧基生成γ-氨基丁酸；④其它：在脑、肌中合成谷氨酰胺（氨在血中的转运），后者可以参与蛋白质、嘌呤和嘧啶的合成或转变成N-乙酰谷氨酸（AGA），AGA变构激活CPS-Ⅰ启动尿素合成；另外，在细菌体内可以合成叶酸。谷氨酸在体内的来源与去路总结如下图：第二、乙酰CoA在体内的来源与去路：乙酰CoA在体内的来源：①糖的有氧氧化：葡萄糖经酵解途径生成丙酮酸，丙酮酸在丙酮酸脱氢酶复合体催化下氧化脱羧生成乙酰CoA；②乳酸的氧化分解：乳

3、酸脱氢生成丙酮酸，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA；③脂肪酸β-氧化和甘油的分解：脂肪分解产生脂肪酸和甘油，脂肪酸经β-氧化生成乙酰CoA；甘油经甘油激酶催化生成α-磷酸甘油，后者在磷酸甘油脱氢酶催化生成磷酸二羟丙酮经糖酵解途径生成丙酮酸再氧化成乙酰CoA；④酮体氧化分解：酮体氧化分解生成乙酰CoA；⑤蛋白质分解：蛋白质分解产生氨基酸，氨基酸脱氨基后生成的α酮酸进入糖酵解途径生成丙酮酸，后者氧化脱羧生成乙酰CoA；⑥其它：柠檬酸的裂解、嘧啶核苷酸的分解等也可生成乙酰CoA。乙酰CoA在体内的去路：①彻底氧化：进入三羧酸循环（线粒体）彻底氧化为CO2，并生成还原当量（NAD

4、H+H+和FADH2），后者经呼吸链（线粒体）传递与氧化合生成H2O，同时偶联磷酸化生成ATP；②合成原料：是酮体（肝线粒体）、脂酸（胞液）、胆固醇（胞液和线粒体）等物质的合成原料；③乙酰基供体：作为乙酰基供体，参与合成乙酰胆碱、N-乙酰谷氨酸、糖蛋白、蛋白聚糖及生物转化反应、酶的共价修饰等乙酰化反应。乙酰CoA在体内的来源与去路总结如下图：112．简述1分子谷氨酸在体内彻底氧化为CO2和H2O及生成尿素的代谢过程，并计算其净生成ATP的分子数。答：1分子谷氨酸在体内彻底氧化为CO2和H2O及生成尿素的代谢过程分为3个阶段。第一阶段，谷氨酸生成α-酮戊二酸和还原当量，

5、并使氨进入鸟氨酸循环生成尿素，这一阶段有两条途径，每条途径各生成1分子NADH+H+和消耗2分子ATP。第二阶段，α-酮戊二酸氧化生成5分子CO2、6分子NADH+H+、2分子FADH2和净生成2分子ATP。第三阶段，还原当量中的H，通过氧化呼吸链传递与O2生成H2O，同时释放的能量使ADP磷酸化并生成ATP。第一阶段：途径一如下：途径二如下：第二阶段：11第三阶段：注：①合成1分子尿素需2个N原子，消耗4个高能磷酸键。从理论上讲，谷氨酸只含有1个N原子，其参入尿素分子只需消耗4÷2个高能磷酸键。②L-谷氨酸脱氢酶主要存在于肝、肾和脑组织细胞的胞液和线粒体中。此净产生

6、的ATP分子数，是以NADH全部在线粒体中产生为例计算的。若此酶在胞质中，脑组织生成的NADH通过α-磷酸甘油穿梭进入线粒体生成了FADH2，进入了FADH2氧化呼吸链，生成1.5分子ATP，所以净生成19.5分子ATP；肝和肾组织生成的NADH通过苹果酸-天冬氨酸穿梭进入线粒体生成了NADH，进入了NADH氧化呼吸链，生成2.5分子ATP，所以净产生ATP分子数是20.5。3．临床生化：（1）试述血糖的来源与去路。如何维持血糖水平恒定？为什么糖尿病患者出现高血糖与尿糖，严重糖尿病患者出现酮血症、酮尿症与酮症酸中毒？答:血糖的来源：①食物糖类的消化吸收；②肝糖原分解；

7、③糖异生作用。血糖的去路：①糖氧化分解：无氧氧化、有氧氧化、磷酸戊糖途径；②合成糖原：在肝和肌组织；③合成脂类：在脂肪组织和肝合成脂肪、主要在肝、肾和小肠合成胆固醇及其酯和磷脂等；④转变为非必需氨基酸等。血糖水平相当恒定，维持在3.89～6.11mmol/L之间。11血糖水平恒定主要是受到激素的调节，胰岛素是体内唯一降低血糖的激素，它可促使血葡萄糖向细胞内转运和被细胞利用，抑制激素敏感性脂肪酶，减少脂肪动员。机体在不同状态下有相应的升高血糖的激素，体内主要升高血糖的激素有胰高血糖素、糖皮质激素和肾上腺素，它们从不同角度增加血糖来源、减少血糖去路。通过