生物化学简明教程第八章新陈代谢与生物氧化讲解.ppt

第八章;新陈代谢（metabolism）;;新陈代谢的共同特点 1、不同生物的代谢大同小异； 大同：各类生物的物质的代谢途径十分相似 小异：也有偏向 2、反应步骤繁多，具有严格的顺序性； 3、与环境相适应，自动调节； 在整体水平进行调节 在细胞水平进行调节 通过酶活性调节来进行调节 4、途径被局限于细胞的特定区域。;8.1 新陈代谢总论;8.1.1 新陈代谢的研究方法;（1）活体内与活体外实验 活体内实验结果代表生物体在正常生理条件下，神经、体液等调节机制下的整体代谢情况，比较接近生物体的实际。 活体外实验是用从生物体分离出来的组织切片，组织匀浆或体外培养的细胞、细胞器及细胞抽提物研究代谢过程。 （2）同位素示踪法 同位素示踪技术是研究代谢过程的最有效方法。追踪代谢过程中，被标记的中间代谢物，产物及标记位置，可获得代谢途径的丰富资料。 例如：将14C标记在乙酸的羧基上，同时喂饲动物，如动物呼出的CO2中发现14C，说明乙酸的羧基转变成CO2。;（3）代谢途径阻断 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改变以后的结果，以推测代谢情况 在整体实验动物的代谢研究方面，也可以应用药物来造成异常的实验动物，进行研究。 （4）突变体研究法 基因的突变，造成某一种酶的缺失，导致相应产物的缺失和酶作用底物的堆积。对这些突变生物体的研究有助子鉴别代谢途径的酶及中间代谢物 例如：能够在乳糖培养基上生长的大肠杆菌基因突变后，因β-半乳糖苷酶的缺失，造成了乳糖的堆积，通过对这种大肠杆菌突变体的研究，最终阐明了乳糖的代谢过程。;8.1.2 能量代谢的基本规律;8.1.2 高能化合物与ATP;化合物; 水解自由能在20.92kJ/mol （ 5千卡/mol ）以上的化合物称为高能化合物。被水解的键称为“高能键”用“～”表示结构元件 以磷酸作为高能基团的高能化合物称为“高能磷酸化合物” 高能键与普通键的区别。;高能化合物类型： 1、磷氧键型，其高能键是由磷和氧原子构成即“—O～P —”。如：1.3二磷酸甘油酸、氨甲酰磷酸、ADP和磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。 2、氮磷键型，高能键是由氮和磷构成，如磷酸肌酸 3、硫酯键型，高能键是属于硫酯键，如脂酰辅酶A 4、甲硫键型;ATP结构特性 （1）分子间的静电斥力,在生理条件下,,带有4个负电荷,互相排斥,是决定了分子的不稳定性的一个原因 （2）在分子共振过程,磷原子会缺失电子,使P-O-P之间争夺电子,使氧桥稳定性下降 （3）当水解掉一个或两个磷酸基，使产物更稳定; ATP的生成和利用;8.1.3 肌酸磷酸是～的贮存形式; 神经和肌肉等细胞活动的直接供能物质是ATP，但ATP在细胞中的含量很低。而磷酸肌酸在大脑中大约相当ATP的1.5倍；在肌肉中则相当ATP的4倍。所以,磷酸肌酸可以与ATP的 能量互相转化。 当细胞大量需能时, 磷酸肌酸是细胞内首先供应ADP使再合成ATP的能源物质。例：运动员具有爆发力和耐力，是因为肌肉发达，贮存磷酸肌酸多。该物质是ATP的缓冲剂。 当机体处于休息状态时，合成的ATP再转化成磷酸肌酸，把能量贮存起来。;磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式;8.1.4 辅酶A的递能作用;8.1 生物氧化;CO2和H2O ;8.2.1 生物氧化的特点;生物体内电子转移主要形式 （1）直接进行电子转移 Fe2+ + Cu2+ ? Fe3+ + Cu+ （2）氢原子的转移 AH2 + B ? A + BH2 （3）有机还原剂直接加氧 RH + O2 + H+ + 2e- ? ROH + H2O;生物氧化与体外氧化之不同点 生物氧化 反应环境温和，酶促反应逐步进行，能量逐步释放，能量容易捕获，ATP生成效率高。 通过加水脱氢反应使物质能间接获得氧，并增加脱氢的机会；脱下的氢与氧结合产生H2O，有机酸脱羧产生CO2。 体外氧化 能量突然释放。 物质中的碳和氢直接氧结合生成CO2和H2O 。;8.2.2 呼吸链及电子传递;呼吸链的组成 复合体I NADH脱氢酶、铁硫蛋白,也叫NADH-Q还原酶； 复合体II 琥珀酸脱氢酶、铁硫蛋白，也叫琥珀酸-Q还原酶 复合体III 细胞色素b、c1，也叫细胞色素（ Cyt b、c1 ）