陈代谢总论和生物氧化

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1、第八章新陈代谢总论和生物氧化动态生物化学之一8.0概论1、新陈代谢（metabolism）的概念: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。它包括生物体内所发生的一切合成（同化作用，耗能）和分解（异化作用，放能）作用。2、新陈代谢分类指生物体从外界摄取物质，并把它们转变成自身物质的过程。通常是将生物小分子合成为生物大分子。指生物体内原有的物质经一系列变化最终变成排泄物排出体外的过程通常将生物大分子分解为生物小分子。合成代谢（同化作用）分解代谢（异化作用）放出能量。需要能量。对立统一的关系合成代谢与分解代谢相互联系、相互

2、依存、相互制约。能量代谢的放能与吸收同样是相互联系、相互依存、相互制约的。3、新陈代谢过程的特点绝大多数代谢反应的条件比较温和，由酶所催化。反应相互配合，彼此协调，有严格的顺序性。生物体对内外环境有高度的适应性和灵敏的自动调节。反应途径一般都有严格的细胞定位，即代谢途径局限于细胞的特定区域。“中间代谢”指物质在细胞中的合成和分解过程，不涉及营养物质的消化吸收与代谢产物的排泄。4、新陈代谢过程营养物质的消化吸收、中间代谢、代谢产物的排泄等阶段8.1新陈代谢总论1.活体内与活体外实验（1）invivo（体内实验）在正常生理条件下，在神经、

3、体液等调节机制下的整体代谢情况。提出了β-氧化假说1904年KnoopФ(CH2)nCOOHФCOOH，ФCH2COOH狗一、新陈代谢的研究方法（2）“invitro”活体外实验组织切片法组织匀浆法组织抽提液实例：糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化（生物氧化）2.同位素示踪法同位素，质子数相同，而中子数不同（质量数不同）。分类：稳定性同位素、放射性同位素。3H，14C，32P，35S，125I（12.1年）（5568年）（14天）（87天）（60天）3.代谢途径阻断等方法用抗代谢物或酶的抑制剂来阻抑中间代谢的某一环节，观察这些反应被抑制或

4、改变以后的结果，以推测代谢情况。利用患代谢障碍病的病人或动物进行代谢研究ABCDEF排出体外停止4.突变体研究法基因突变酶的缺失相应产物的缺失或酶作用底物的堆积鉴别代谢途径的酶及中间代谢物二、生物体内能量代谢的基本规律1、能量代谢：指伴随着生物体内的物质代谢而发生的一系列能量转变。遵循热力学定律（第一和第二定律）G＝H－TS[G：（实际）自由能变化；H总热能变化；TS总体熵变化。]当G<0时，体系的反应自发进行（放能）；当G>0时，在补充自由能时可以进行（吸能）G＝0时，体系处于平衡状态。三、高能化合物与ATP作用1

5、、高能化合物：在生物化学反应中，随水解反应或集团转移反应能够放出大量自由能的化学化合物（高能磷酸化合物（～P）、硫酯型高能化合物、甲硫型高能化合物）。高能磷酸化合物：磷氧型+磷氮型p205（表8-1）Fig.2.Thetwo-dimensionalstickmodeloftheadenosinephosphatefamilyofmolecules,showingtheatomandbondarrangement.16根据生物体内高能化合物键的特性可以把他们分成以下几种类型：磷氧键型（--O--P)酰基磷酸化合物3-磷酸甘油酸磷酸乙酰磷

6、酸10.1千卡/摩尔11.8千卡/摩尔17氨甲酰磷酸酰基腺苷酸氨酰基腺苷酸18焦磷酸化合物ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸7.3千卡/摩尔19烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸14.8千卡/摩尔20氮磷键型磷酸肌酸磷酸精氨酸10.3千卡/摩尔7.7千卡/摩尔这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用。21硫酯键型3‘-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸酰基辅酶A22甲硫键型S-腺苷甲硫氨酸2、ATP的作用ATP是生物细胞内能量代谢的偶联剂。其他核苷三磷酸也可以供能：如UTP（多糖）、CTP（磷脂）、GTP（蛋白质）。ATP是能量的携带者或传递者，但不是

7、严格的能量贮存者。往往以肌酸磷酸形式贮存。ATP水解成为ADP可释放30.51KJ/mol的自由能能量源自能源物质（糖、脂、偶尔是蛋白质）的分解分解代谢氧化产能ADP机械能（运动）化学能（合成反应）渗透能（分泌、吸收）电能（生物电）热能（体温维持）光能（生物发光）UTP、GTP、CTP、TTP合成，供能ATPATP能量利用形式：ATP可以把分解代谢的放能反应与合成代谢的吸能反应偶联在一起，利用ATP水解释放的自由能可以驱动各种需能的生命活动。4.肌酸磷酸是高能磷酸键的贮存形式ATP是能量的携带者或传递者，但严格地说不是能量的贮存者。肌

8、酸磷酸是高能磷酸键的贮存形式，但不能直接被生物体利用。ADPATPMg2+肌酸激酶5.辅酶A的递能作用辅酶A（CoA）作为酰基载体参与许多代谢过程，巯基为其功能集团；在酶促转乙酰基的反应中CoA起接受或提供酰基的作用。乙