代谢讨论题答案

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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在体内的來源与去路。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、Y■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a■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、瞟吟核昔酸循环）（丙氨酸■葡萄糖循坏）生成a■酮戊二酸和氨，后者进入鸟

2、氨酸循环生成尿素，前者进入三竣酸循环彻底氧化成CO2,也可转变成草酰乙酸，后者在磷酸烯醇式芮酮酸竣激酶的作用下转变成磷酸烯醇式芮酮酸后异生成糖或脂肪。③脫竣基生成丫■氨基丁酸；④其它：在脑、肌屮合成谷氨酰胺（氨在血屮的转运），后者可以参与蛋白质、噪吟和囉唳的合成或转变成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：食物蛋白谷氨酰胺谷氨酸•〜谷胱甘肽/^^co2/、丫-氨基丁酸N-乙酰谷氨酸曲:厂UnH3a尿素c（-酮戊二酸甘油糖异生脂肪酸A脂肪三竣酸循环第二、乙酰CoA在体内的来

3、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竣生成乙酰CoA；②乳酸的氧化分解：乳酸脫氢生成丙酮酸，丙酮酸氧化脱竣生成乙酰CoA；③脂肪酸卩-氧化和廿油的分解：脂肪分解产生脂肪酸和廿油，脂肪酸经卜氧化生成乙酰CoA；甘油经甘油激酶催化生成a•磷酸甘油，后者在磷酸甘油脱氢酶催化生成磷酸二轻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a酮酸进入糖酵解途径生成丙酮酸，后者氧化脱竣生成乙酰CoA；⑥

4、其它：柠檬酸的裂解、吨唏核昔酸的分解等也可生成乙酰CoAo乙酰CoA在体内的去路：①彻底氧化：进入三竣酸循环（线粒体）彻底氧化为CO2,并生成还原当量（NADH+H"和FADH2）,后者经呼吸链（线粒体）传递与氧化合牛成出0,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：葡萄糖一A丙酮酸H密噪核背酸三竣酸循环乳盘1/才胆固摩磷脂脂肪蛋白质

5、A氨基酸乙酰化反应甘油2.简述1分子谷氨酸在体内彻底氧化为CO?和出0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C02和H20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a•酮戊二酸和还原当量，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ATPc第二阶段，a■酮戊二酸氧化生成5分子CO?、6分子NADH+HS2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Ch生成HzO,同时释放的能量使ADP磷酸化并生成ATPo第一阶段：途

6、径一如下:谷氨酸a■酮戊二酸NH3+CO2+3ATP+3H2O2ADP+AMP+4Pi途径二如下:第二阶段:a-酮戊二酸厂FAD+2NAD*+GDP+Pi三竣酸循环（线粒体）FADH2+2NADH+2H++GTP+CO2草酰乙酸GTP磷酸稀醇式丙酮酸竣激酶（胞质和线粒体）（人主要在胞质）GDP+C02磷酸稀醇式丙酮酸/ADPJ丙酗酸激酶（胞质）八ATP丙酮酸/NAD++CoA-SH［丙酮酸脱氢酶复合体（线粒体）八nadh+h++co2乙酰CoA/FAD+3NAD*+GDP+Pi三竣酸循环（线粒体）FADH2+3NADH4-3H++GTP2CO2NADH氧化呼吸链

7、第三阶段：NADH+屮»h202.5(ADP+Pi)+1/2O22.5ATPfadh2——譽氧化■呼吸JAh201.5(ADP+Pi)+1/2021.5ATP净生成ATP分子数=7（NADH+HJx2.5+2FADH2><1.5+（2—2）xATP=20.5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4一2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屮。此净产生的ATP分子数，是以NADH全部在线粒体中产生为例计算的。若此酶在胞质屮，脑组织生成的NADH通过-磷酸甘

8、油穿梭进入线粒体生成了F