陈代谢总论和生物氧化

《陈代谢总论和生物氧化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二篇代谢第七章新陈代谢总论与生物氧化一、新陈代谢总论二、生物氧化新陈代谢的概念新陈代谢的研究方法生物体内能量代谢的基本规律高能化合物与ATP的作用生物氧化的特点生物氧化中CO2的生成生物氧化中水的生成氧化磷酸化作用一、新陈代谢总论1.1新陈代谢的概念: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。这是生物最基本的特征，也是生命存在的前提。生物小分子合成为生物大分子需要能量释放能量生物大分子分解为生物小分子能量代谢物质代谢分解代谢(异化作用)Catabolism合成代谢(同化作用)Anabolism新陈代谢Metabolism1.2新陈代谢的研究方

2、法活体内(用生物整体或整体器官研究,invivo)与活体外实验(用器官组织切片、匀浆或体外培养的细胞、细胞器研究,invitro)使用酶的抑制剂(可使代谢途径受到阻断，结果造成某一种代谢中间物的积累，从而为测定该中间代谢物提供可能)同位素示踪法(稳定同位素2H、15N和放射性同位素32P、125I)核磁共振波谱法(13C谱、31P谱、15N谱)1.3生物体内能量代谢的基本规律生物体内能量代谢同样服从热力学定律,最重要的热力学函数是自由能(ΔG)。A+BC+Dk在生物体系内，pH接近7，水的活度规定为1.0，用G0'代替G0,则:G0'＝–2.303RT

3、lgk当反应处于平衡时，G0＝–2.303RTlgk一个反应系统的G0只取决于产物与反应物的自由能之差,而与反应历程无关。自由能变化的可加性及其在生物化学反应中的意义在偶联的几个化学反应中，自由能的总变化等于每一步反应自由能变化的总和。例如﹕AB+CG0'＝+20.92kJ/molBDG0'＝-33.47kJ/molAC+DG0'＝-12.55kJ/mol在标准状况下,A→B+C不能自发进行，B→D容易进行，因自由能变化是可加的，则A→C+D可自发进行。这样，一个热力学上不能进行的反应，可由与它偶联的、热力学上容易进行的反应驱动，这种情况在生物化

4、学反应中是很多的。1.4高能化合物与ATP的作用(1)高能化合物生物体内有许多化合物，随水解或基团转移反应可释放出大量的自由能,这类化合物称为高能化合物。磷酸化合物非磷酸化合物磷氧型磷氮型硫酯键化合物甲硫键化合物烯醇磷酸化合物酰基磷酸化合物焦磷酸化合物高能化合物RCOSCoA如：ATP→ADP+PipH7.0，25℃条件，G0‘=－30.5kJ·mol-1高能化合物释放的能量除一部分以热的形式散失于周围环境中之外，其余部分大多直接生成ATP，以高能磷酸键的形式存在。高能磷酸化合物﹕含自由能较多的磷酸化合物。水解时释放出自由能超过30～67kJ·mol-1，

5、常用～P或～来表示。P(2)ATP在能量转运中的地位和作用ATP是生物细胞中最重要的高能磷酸酯类化合物，作为细胞的主要供能物质参与体内的许多代谢反应。无论从低等的单细胞生物到高等的人类，能量的释放、贮存和利用都是以ATP为中心。焦磷酸O-POO-OPOO-O-OPOO-NNNNNH2OHHOHHOHHOCH2OPOO-O-POO-ATP磷酯键酸酐键ATP的“共同中间体”作用ATP水解时的标准自由能变化位于多种物质水解时标准自由能变化的中间位置，它能从具有更高能量的化合物中接受高能磷酸键，也能将～Pi转移给水解时标准自由能变化较小的化合物，从而将分解代

6、谢的放能反应与合成代谢的吸能反应偶联在一起，它本身是代谢的共同中间体。前体物质组织成分合成代谢底物产物ADP+PiATP分解代谢PPi+AMP(3)ATP能量的转移体内还有一些反应需要UTP(多糖合成)、CTP(磷脂合成)或GTP(蛋白质合成)作供能物质。作为供能物质所需要的UTP、CTP和GTP可经下述反应再生：NDP+ATP→NTP+ADP(N:U,C,或G)dNTP由dNDP的生成过程也需要ATP供能：dNDP+ATP→dNTP+ADP(4)其它贮能物质：磷酸肌酸在肌肉、神经组织，磷酸肌酸是主要的贮能物质，但是它含有的能量需转化成ATP后再利用。2.1

7、概述2.2生物氧化中CO2的生成2.3生物氧化中H2O的生成2.3.1呼吸链2.3.2呼吸链的组成2.3.3呼吸链中传递体的顺序2.4氧化磷酸化2.4.1ATP的生成2.4.2胞浆中NADH的氧化磷酸化2.4.3氧化磷酸化中ATP的合成部位2.4.4氧化磷酸化的偶联机制二、生物氧化(Biologicaloxidation)2.1概述一切生物都靠能量维持生存，生物体所需的能量大都来自体内糖、脂肪、蛋白质等有机物的氧化。有机分子在机体内氧化分解成H2O和CO2，并释放出能量的过程称为生物氧化。生物氧化实际上是需氧细胞呼吸作用中的一系列氧化-还原反应，所以又称为呼

8、吸作用或细胞呼吸(cellularrespirati