终极通便之生化女人复习题答案R9303Word格式文档下载.docx
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ATP+H2OADP+PiG’o＝-30.5kJ/mol
偶联的结果：
Phosphocreatine+ADPCreatine+ATP
思考题:
E:
P524problem9,14,16
糖酵解和己糖分解
1.掌握糖酵解途径关键反应步骤及其酶的调节特性、能量的消耗与形成。
EM途径的调节：
1.PFK-1：
最重要的调控点。
ATP，柠檬酸是它的变构抑制剂，而ADPAMP是它的变构激活剂，而果糖26二磷酸则是它最强的变构激活剂，F-2,6-BP的水平受到PFK-2和FBPase-2的调节。
PFK-2（active时促进糖酵解，此时FBPase－2inactive）和FBPase-2是位于同一条肽链上，属双功能酶，它们的活性受胰高血糖素通过磷酸化调节。
其活性与胰高血糖素相关。
2.丙酮酸激酶（pyruvatekinase）变构抑制剂：
ATP、丙氨酸（肝）
变构激活剂：
1,6-双磷酸果糖
3.己糖激酶（变构抑制剂：
6-磷酸葡萄糖）；
葡萄糖激酶（hexokinase,glucokinase）：
葡萄糖激酶对葡萄糖的亲和力比已糖激酶低100倍，不受葡萄糖-6-磷酸的影响。
它的主要功能是，当血糖水平高时，将肝细胞中的葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸用于糖原合成，以维持血糖水平稳定。
它的变构抑制剂：
长链脂酰CoA。
关键酶：
已糖激酶hexokinase,磷酸果糖激酶phosphofructokinase-1,丙酮酸激酶pyruvatekinase.
反应可分为两个阶段，净获能量2ATP和2NADH。
共10步反应，其中3步为不可逆反应，同时也是代谢途径的三个调控点。
所有中间物都以磷酸化合物形式实现
2.糖酵解-乳酸发酵的生理意义是什么？
糖酵解－乳酸发酵途径的生理意义：
1缺氧条件下迅速为生命活动提供能量的途径，尤其对肌肉收缩更为重要。
2是机体某些组织获能或主要获能的方式，如视网膜、神经、癌组织等。
成熟红细胞几乎完全依赖糖酵解供应能量。
3乳酸的利用：
可通过乳酸循环（Coricycle）在肝脏经糖异生途径转化为糖。
3.掌握甘油醛-3-磷酸脱氢酶、磷酸甘油酸变位酶、丙酮酸脱羧酶的反应机制。
4.举例说明同工酶在代谢调节中的意义。
乳酸脱氢酶（lactatedehydrogenase,LDH）LDH是由两种肽链A和B按不同比例组成的四聚体。
五种同工酶（A4，A3B，A2B2，AB3，B4）分别存在于不同的组织，如A4存在于骨骼肌细胞中，B4存在于心肌细胞中。
五种同工酶的酶活性有差异，如A4易于与丙酮酸结合，把丙酮酸还原为乳酸，而B4易于把乳酸氧化为丙酮酸。
5.为什么肿瘤组织糖酵解速度比正常组织快?
肿瘤细胞生长速度快，超过血管的生成，使肿瘤细胞处于缺氧状态，葡萄糖通过糖酵解途径供应能量，因而，葡萄糖的消耗和酵解速度比正常组织大大增加。
可以说，肿瘤细胞酵解速度的加快是对缺氧环境的一种适应。
6.磷酸戊糖途径的生理意义。
以6-磷酸葡萄糖开始，在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成磷酸戊糖作为中间代谢产物，故将此过程称为戊糖磷酸途径。
生理意义产生NADPH和5-磷酸核糖。
也是植物光合作用从CO2合成葡萄糖的部分途径。
7.蚕豆病的病因是什么？
葡萄糖－6－磷酸脱氢酶缺乏症简称G6PD缺乏症又称蚕豆病。
是一种遗传病。
症状：
红细胞在一些因素的诱发下溶解，血红蛋白释放到血液中，引起黄疸和肾功能障碍。
（不能产NADPH,谷胱甘肽抗氧化后不能再生）
诱发因素包括：
进食蚕豆、抗疟疾药物、磺胺类抗生素以及接触一些除草剂。
发病机制：
在正常的解毒过程中，H2O2被还原型谷胱甘肽（GSH）和谷胱甘肽过氧化物酶还原成水，氧化型谷胱甘肽（GS-SG）被谷胱甘肽还原酶和NADPH还原成谷胱甘肽的还原形式。
H2O2也可以被过氧化氢酶分解成H2O和O2，这个过程也需要NADPH。
在G-6-P脱氢酶缺乏的人中，NADPH产量减少，并且H2O2的解毒机制被抑止。
细胞被破坏的结果是脂质发生过氧化，导致红细胞膜破裂，蛋白质和DNA被氧化。
NADPH到NADP+的箭头方向错误
谷胱甘肽通过破坏过氧化氢和羟自由基来保护细胞。
思考题：
P563problem3,4,8,17.
三羧酸循环
1.丙酮酸脱氢酶复合体的作用机制。
丙酮酸脱氢酶复合体催化丙酮酸氧化脱羧，生成乙酰辅酶A。
丙酮酸的代谢去向用粉红色进行跟踪。
第一步是丙酮酸与丙酮酸脱氢酶（E1）中的TPP结合的反应，脱羧生成羟乙基衍生物。
丙酮酸脱氢酶复合体同时也催化第二步反应，将两个电子和乙酰基从TPP转移到核心酶二氢硫辛酰转乙酰酶（E2）中的氧化型硫辛酰赖氨酰基团上，生成还原型硫辛酰的乙酰硫脂。
第三步是一个转脂反应。
在这个反应中辅酶A的巯基代替E2的巯基生成乙酰辅酶A和还原型（含两个巯基）的硫辛酰基。
在第四步中二氢硫辛酰脱氢酶（E3）将E2中的还原型硫辛酰基团的两个氢原子转移给E3的辅酶FAD，使E2的硫辛酰赖氨酰基团恢复为氧化型。
第五步中E3的FADH2将氢阴离子转移给NAD＋，生成NADH。
这样酶复合体就催化另一轮循环做好准备。
2.三羧酸循环的限速步骤、能量形成反应、C原子去向（红色标志）。
一轮三羧酸循环，经过8步反应，释放2CO2，生成3NADH、1FADH2和1GTP（或ATP）。
循环中三个高度放能步骤——即由柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α－酮戊二酸脱氢酶羧催化的反应——中的任何一步都可以在某种条件下成为限速步骤。
当【NADH】/【NAD＋】的比值高时，异柠檬酸脱氢酶和α－酮戊二酸脱氢酶催化的反应都会通过质量作用被高度抑制。
产物的积累会抑制循环的所有三个限速步骤：
琥珀酰辅酶A抑制α－酮戊二酸脱氢酶（以及柠檬酸合酶）；
柠檬酸抑制柠檬酸合酶；
终产物ATP既抑制柠檬酸合酶，也抑制柠檬酸合酶。
柠檬酸合酶受ATP的抑制作用可被ADP（该酶的别构激活剂）解除。
1三羧酸循环中三步不可逆的放能反应是其调节位点。
2催化这三步反应的酶受到产物反馈抑制（如柠檬酸、琥珀酰CoA等），也受到高能荷物质抑制（如ATP、NADH等）。
3催化这三步反应的酶受到低能荷物质（如ADP等）或能量需求信号（如Ca2+）激活。
4由于三羧酸循环的中间物可作为前体用于生物合成，因此底物的浓度对于调节也是比较重要的。
（如草酰乙酸）
3.什么是回补反应？
意义是什么？
回补反应（anapleroticreaction）:
酶催化的补充柠檬酸循环中间代谢物的供给的反应,例如由丙酮酸羧化生成草酰乙酸的反应。
回补反应（anapleroticreaction）：
三羧酸循环的某些中间产物被转移出来参与三羧酸循环外的反应。
从而影响三羧酸循环的正常进行，因此必须不断地通过一些反应补充被消耗的中间物，如草酰乙酸等，以保证三羧酸循环的正常进行。
由于某些中间产物被抽走，最终导致草酰乙酸浓度的降低，因此必须不断补充使草酰乙酸维持在一定的水平。
在哺乳动物肝和肾中最重要的添补反应是由丙酮酸羧化酶羧催化的丙酮酸与CO2的可逆羧化反应。
（将一个羧基连接到丙酮酸上所需的自由能与ATP中所具有的自由能大约相等。
4.什么是乙醛酸循环？
和三羧酸循环的区别是什么？
有何生理意义？
植物细胞内脂肪酸氧化分解为乙酰CoA之后，在乙醛酸体（glyoxysome）内生成琥珀酸、乙醛酸和苹果酸；
此琥珀酸可用于糖的合成，该过程称为乙醛酸循环（glyoxylicacidcycle,GAC）。
乙醛酸循环是三羧酸循环的修改形式。
在植物、一些无脊椎动物和一些微生物中存在，但不存在于脊椎动物中。
和TCA的区别：
1．两步不同的反应。
2.结果是2个乙酰CoA进入循环，释放出一个琥珀酸。
乙醛酸循环和TCA共有的酶属于同工酶（柠檬酸合酶，顺乌头酸酶和苹果酸脱氢酶）。
（异柠檬酸裂解酶——生成琥珀酸和苹果酸合酶——乙酰辅酶A加入是乙醛酸循环中独特的酶）
乙醛酸循环往往存在于发芽种子中，使脂肪转化为糖，氧化获得发芽所需的能量。
生理意义:
是乙酸或乙酸盐转化为糖的途径。
如在种子发芽时，能将脂肪转化为糖。
5.脚气病、汞中毒以及砷中毒的机制。
脚气病：
VitB1缺乏导致丙酮酸无法进入TCA，使以葡萄糖为唯一能源来源的神经系统供能出现障碍。
汞中毒以及砷中毒：
两种化合物与丙酮酸脱氢酶E2中的二氢硫辛酸的两个-SH结合，导致酶失活，从而丙酮酸代谢出现障碍，出现类似脚气病的症状。
P594problem8,9,20.
氧化磷酸化和光合磷酸化
复习
名词解释：
●标准还原势：
标准还原电动势（EO′）：
25℃和pH7.0条件下，还原剂和它的氧化形式在1mol/L浓度下表现出的电动势.
●P/O值：
是指每消耗一摩尔氧原子所需消耗无机磷的摩尔数。
●呼吸控制（受体控制）：
ADP作为关键物质对氧化磷酸化的调节作用。
它的定量表示法是测定ADP存在时氧的利用速率与没有ADP时氧的利用速率的比值。
通常高于10。
1.掌握根据标准还原势判断化学反应方向。
电子是从低E’0的氧化还原对流向高E’0的氧化还原对。
即低E’0的氧化还原对的还原型失去电子，高E’0的氧化还原对的氧化型得到电子。
2.什么是呼吸链？
由几个复合体组成？
指催化氢（包括电子）传递的酶及辅酶/辅基的连锁反应体系，它们按电子亲和力递增的顺序排列。
复合体一：
NADH脱氢酶，NADH进入呼吸链并且将电子传递给辅酶Ｑ。
放能的电子传递与需能的质子泵出相耦联。
复合体二：
琥珀酸盐脱氢酶——黄素蛋白中的FADH2同样转移电子给辅酶Ｑ。
这一步释放的能量不足以推动质子泵。
复合体三：
泛醌：
细胞色素Ｃ氧化还原酶也叫细胞色素bc1复合体——QH2的电子传递给细胞色素Ｃ
其功能中心包括三个亚基：
细胞色素Ｂ，铁硫蛋白，细胞色素Ｃ1。
QH2的一个电子传递方向：
QH2—Fe-Scenter—cytc1’sheme—cytc’sheme
另一电子传递方向：
QH2――cytb（b1&
bh）――Q&
Q负离子。
称为Ｑ循环。
总反应是QH2分两步把电子传递到Cytc。
细胞内膜上的细胞色素C接着移向复合体四。
同时电子传递引起质子泵出。
复合体四：
细胞色素氧化酶，也叫做细胞色素aa3复合体——细胞色素C的电子传递给O2.内含三个电子和两个血红素亚基作为电子载体。
还原1分子O2需要4个电子和4个质子，生成2分子H2O。
这是在Fe-CuB活性中心（Fe-CuBcenter）通过过氧中间体（peroxyintermediate）实现的。
还原1分子O2所需的4个“底物”质子来自于基质（Nside）。
放能的电子传递与需能的质子泵出偶联（1个电子传递使1个H+从基质泵出到膜间腔）。
伴随着电子传递链，每氧化一分子的NADH泵出10质子，氧化一分子FADH2泵出6质子。
由此形成一个跨越线粒体内膜的质子梯度。
其储存的能量可用来合成ATP或其它工作。
3.写出线粒体内膜呼吸链从NADH到O2的组成顺序，产生ATP的偶联部位，常见的呼吸链抑制剂的作用位点。
NADH或琥珀酸所携带的高能电子通过线粒体呼吸链传递到O2的过程中，释放出大量的能量。
这种高能电子传递过程的释能反应与ADP和磷酸合成ATP的需能反应相偶联，是ATP形成的基本机制。
4.理解研究呼吸链各组分的排列顺序的方法。
1）电子载体复合物的分离：
4种复合物可完整地从线粒体内膜分离，每种复合体都有特定的电子供体和电子受体，间接说明呼吸链各成分是有序的。
2）根据标准还原势：
电子从还原势低的载体流向还原势高的载体。
（还原势从低到高排列：
H+<
NAD+<
NADP+<
NADH<
cytb<
cytc1<
cytc<
cyta<
cyta3<
O2）
3）氧化动力学研究：
通过检测Cyt吸收光谱变化来判断呼吸链各电子载体的氧化或还原状态。
如果将O2（electronacceptor）供给完全处于还原态的呼吸链，呼吸链上的各个电子载体按顺序被氧化。
首先是cytaa3，依次向前推是cytc、cytb，最后是NADH。
4）电子传递的抑制剂：
电子传递的抑制剂:
能够专一性阻断呼吸链中某一部位电子传递的化学物质。
原理:
阻断位点前的组分处于还原状态,阻断位点后的组分处于氧化状态。
（见上图）重要电子传递抑制剂：
鱼藤酮,阿米妥,粉蝶霉素A；
抗霉素A；
CN-,CO
4.化学渗透学说研究的背景和主要内容。
为什么说它是一个伟大的统一理论？
化学渗透模型由英国科学家PeterMitchell建立。
这一模型被认为是20世纪生物学最伟大的统一原理之一（oneofthegreatunifyingprinciples）。
它揭示了氧化磷酸化、光合磷酸化以及一些跨膜主动运输、细菌鞭毛运动等等生命活动过程的本质。
呼吸链电子传递释放的能量驱动质子从线粒体内膜进入线粒体膜间腔，从而产生一个跨线粒体内膜的质子电化学梯度。
这种电化学梯度贮存的能量形成一种质子动力（proton-motiveforce）。
当它驱动质子通过ATP合酶流回线粒体基质的同时，催化ATP的合成。
●化学渗透模型是关于电子传递和ATP合成偶联（coupling）的理论。
一系列实验结果证实这种偶联的存在。
ATP合成依赖于线粒体上的电子传递。
✓ATPwouldnotbesynthesizedwhenonlyADPandPiareaddedinisolatedmitochondriasuspensions.
✓O2consumption,anindicationofelectronflow,wasdetectedwhenareductant（e.g.,succinate）isadded,accompaniedbyanincreaseofATPsynthesis.
✓BothO2consumptionandATPsynthesisweresuppressedwheninhibitorsofrespiratorychain（e.g.,cyanide,CO,orantimycinA）wasadded.
电子传递同样依赖于ATP合成。
✓O2consumptionwasneitherobservedifADPwasnotaddedtothesuspension,althoughareductantisprovided.
✓TheO2consumptionwasalsonotobservedinthepresenceofinhibitorsofATPsynthase（e.g.,oligomycinorventuricidin）.
6.解偶联剂的机制是什么？
注意区分电子抑制剂和解偶联剂以及氧化磷酸化抑制剂。
解偶联剂（uncouplers）:
只抑制ATP的形成过程，不抑制电子传递过程，使电子传递和ATP形成两个过程分离，电子传递产生的自由能转变为热量。
●DNP和FCCP解偶联机制：
使H+不经Fo回流，破坏电化学梯度，因而不能形成ATP，而是以热量形式释放能量。
DNP和FCCP都具有一个可解离的质子，且强烈疏水。
它们可以携带质子跨过线粒体内膜，消除质子梯度。
在酸性环境下DNP接受质子成为脂溶性物质，透过内膜，同时将质子H+带入内膜，破坏了跨膜H+梯度而引起解偶联现象。
●离子载体（ionophores）解偶联机制：
通过增加线粒体内膜对一价阳离子的通透性破坏跨膜电荷梯度，从而影响ATP形成。
电子传递抑制剂：
见上文。
氧化磷酸化抑制剂：
能抑制氧的吸收利用和阻止ATP生成。
有别于电子传递的抑制剂。
如寡霉素：
与FoF1-ATP酶的Fo的一个组分蛋白结合，“堵塞”了其内的质子能道，阻止膜外的H+回流到基质内。
7.了解ATP合酶的作用机制。
用提纯的F1进行同位素交换实验揭示，ATP合成的ΔG’0接近零
通过测定Kd值证实，ATP与酶的亲合性比ADP更高。
质子梯度驱动ATP从酶表面释放。
（releaseofATPfromATPsynthasewasproposedtobethemajorenergybarrierofATPsynthase.
质子通过Fo驱动c亚基环和不对称g亚基的转动，使得每个b亚基在三种构象互换，依次为结合ADP+Pi（L）,合成ATP（T）,释放ATP（O）。
（x-ray晶体学揭示，F1的β亚基有三种不同的构想，分别是结合ADP（alsoL:
loose）,结合ATPanalog（alsoT:
tight）,或者empty（alsoopen）.）
根据这一模型，F1的γ亚基每次转动120o。
这一推测在体外通过荧光显微镜得到证实（poweredbyATPhydrolysiscatalyzedbytheβsubunits）。
P718problem4,5,6,10,12,13
脂类代谢
脂类代谢复习:
脂肪动员：
指脂肪组织中脂肪在激素的调节下，被一系列脂肪酶水解为脂肪酸和甘油，然后释放进入血液，脂肪酸以与血清白蛋白非共价结合的方式运输到其它组织利用的过程。
必需脂肪酸:
因为亚油酸和α－亚麻酸是合成其他产物所必需的前体，所以是哺乳动物的必需脂肪酸。
血脂：
血浆中的脂类物质称为血脂，包括甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯和非酯化脂肪酸等。
（TG、CH、CHE、PL、FFA）
血浆脂蛋白：
是脂类在血浆中的运输形式。
以疏水性脂类为核心围绕着极性脂类和载脂蛋白组成。
载脂蛋白：
脂蛋白中的蛋白质部分。
1.脂类消化中胆汁酸盐和辅脂酶的作用。
胆汁酸盐（bilesalts）：
乳化作用
辅脂酶（colipase）：
帮助胰脂酶起作用
2.脂酰CoA进入线粒体的途径。
第二阶段：
长链脂酰CoA进入线粒体
✓在肉碱脂酰移位酶Ⅰ的催化下，以脂酰肉碱的形式通过acyl-carnitine/carnitinetransporter进入线粒体，在线粒体基质，脂酰肉碱在肉碱脂酰移位酶Ⅱ的催化下，重新生成脂酰CoA。
3.β-氧化的四步重复步骤、终产物、能量计算。
✓所有脂肪酸β-氧化的酶都是线粒体酶。
✓-氧化每一轮循环是脱氢、水化、再脱氢和硫解四个重复步骤，生成1个乙酰CoA、1个少2C的脂酰CoA以及1个NADH、1个FADH2。
✓按软脂酸计算，经过7轮反应，生成8个乙酰CoA、7个NADH和7个FADH2。
软脂酸的氧化可产生106ATP。
（108-活化的两个ATP）
●单不饱和脂肪酸的β-氧化额外需要顺Δ3-反Δ2-烯酰CoA异构酶，使顺式Δ3双键转变为反式Δ2双键
●多不饱和脂肪酸的β-氧化除顺Δ3-反Δ2-烯酰CoA异构酶外，还需2,4-二烯酰CoA还原酶（NADPH作为辅酶），将反Δ2-顺Δ4结构转变为反Δ3结构
总反应：
Palmitoyl-CoA+7CoA+7FAD+7NAD++7H2O8acetyl-CoA+7FADH2+7NADH+7H+
4.过氧化物体/乙醛酸体与线粒体中脂肪酸的β-氧化途径有什么不同？
途径与线粒体的相似，但不完全相同。
FADH2的电子直接传递给O2，生成H2O2，H2O2马上转化为H2O和O2。
能量以热量形式散发，而不是储存于ATP中。
哺乳动物过氧化物体产生的乙酰CoA进入胞浆，用于合成其他代谢产物，如胆固醇等。
因此，当高脂肪膳食时，肝脏过氧化物体中脂肪酸β-氧化的酶合成增加，产生的乙酰CoA主要用于合成胆固醇，其余部分进入线粒体。
植物中脂肪酸β-氧化只发生在叶组织的过氧化物体以及种子的乙醛酸体中（植物线粒体不存在β-氧化的酶）。
β-氧化的酶在线粒体和过氧化物体中组织的形式不同。
在线粒体中，各个酶是分离的，而在过氧化物体中，以复合体形式存在。
这一途径的生物学意义是利用脂肪提供生物合成的前体，特别是在种子的发芽过程。
5.脂肪酸的α-氧化、ω-氧化的生物学意义。
α-氧化：
对降解支链脂肪酸（如哺乳动物中植烷酸降解）有重要作用。
R-CH-CH2-COOHR-CH-CH-COOHR-CH-COOH+CO2
CH3CH3OHCH3
ω-氧化：
脊椎动物作用部位：
肝肾内质网中。
碳原子少于12的脂肪酸的氧化途径。
通常为C10或C12的脂肪酸。
石油酵母降解烃或脂肪酸的作用机理。
催化第一步羟化反应的是混和功能氧化酶mix-functionoxidases（or羟化酶hydroxylases,or单加氧酶mono
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