生物化学 ch2生物能学介绍.ppt

ATP-Mg2+complexesandADP-Mg2+complexes.2.4.2ATP提供能量的机制ATP具有中等的磷酰基团转移势能，也就是说，ATP是磷酰基团的供体（或载体），ADP是磷酰基团的受体。ATP通过基团转移活化底物的形式提供能量，而不是简单的水解作用。(也有一些生化过程由ATP或GTP直接水解提供能量，如肌肉收缩。)在ATP参与的反应中，ATP通过基团转移可提供磷酰基团、焦磷酰基团和腺苷酰基团。Phosphocreatine+H2OCreatine+Pi?G’o＝-43.0kJ/molATP+H2OADP+Pi?G’o＝-30.5kJ/mol偶联的结果：Phosphocreatine+ADPCreatine+ATPATPhasanintermediatephosphorylgrouptransferpotential.ATPprovidesenergyusuallythroughgrouptransfer,thusactivatingthesubstrate.ThreetypesofgrouptransfertoareactantofATP2.4.2ATP提供能量的机制(续)腺苷酸化是一些生物化学反应增强能量偶联的策略(如脂肪酸氧化中脂酰CoA的生成)。ATP分解为AMP和PPi，是萤火虫发光的供能方式。Inthelab,aslittleasafewpicomoles(10-12mol)ofATPcanbemeasuredusingfireflyluciferinandluciferase,usingspectroscopicmethods.Luciferasegeneisareportergeneingeneengineering.Adenylylationreactioninactivationofafattyacid.萤火虫发光机制虫荧光酰腺苷酸荧光素酶荧光素Luciferasedetectionproducts(Promegacompany)2.4.3ATP的生成ATP生成途径:氧化磷酸化/光合磷酸化（主要）底物水平磷酸化腺苷酸激酶(adenylatekinase)催化途径4.磷酸肌酸(PCr)转换氧化磷酸化/光合磷酸化（主要）跨膜质子梯度所储存的能量使ADP在ATP合酶的催化下磷酸化生成ATP。（化学渗透学说）Figure1-9aChapter2

IntroductionofBioenergetics

生物能学介绍Bioenergeticsisthequantitativestudyoftheenergytransductionsthatoccurinlivingcellsandofthenatureandfunctionofthechemicalprocessesunderlyingthesetransductions.简单地说，生物能学是定量研究活细胞内的能量传导和能量利用过程。2.1代谢的能量来源和转化2.2能量偶联在生物化学反应中的意义2.3生物体的高能化合物2.4ATP在能量代谢中的重要作用2.1代谢的能量来源和转化生物体是一个开放系统(opensystem)，不断地和环境进行物质与能量的交换以维持正常的生命活动。生物体所需的能量，间接或直接地，都来源于太阳能(solarenergy)。自养生物吸收太阳能转化为化学能，贮存于化合物中；异养生物通过分解这些化合物获得化学能。氧化-还原反应的电子传递是细胞能量传递的基础。Sunlight代谢的能量来源和转化光合作用细胞呼吸2.2能量偶联在生物化学反应中的意义连续化学反应的自由能变化是可加的(additive)。细胞内吸能(endergonic)反应可通过与放能(exergonic)的化学或光化学过程偶联来推动。任一代谢途径由一系列偶联的化学反应组成，使其在热力学上是有利的（thermodynamicallyfavore