第五章代谢总论与生物能学.docx
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第五章代谢总论与生物能学
第五章代谢总论与生物能学
1.1、代谢和代谢途径的概念p306
1、代谢(新陈代谢):
机体中各种化学反应(代谢反应)的总称。
3、代谢途径:
完成代谢反应的一系列过程。
4、中间代谢:
代谢途径中的个别环节、个别步骤。
1.2、代谢的分类p306-307
1.3、代谢的特点
1、具方向性
不可逆反应决定了代谢途径进行的方向,为代谢途径的重要调控位点。
2、分解代谢和合成代谢途径不相同。
3、分解代谢和合成代谢过程常在细胞的不同部位进行。
代谢的区域化分布是代谢的一种重要调节方式(细胞水平的调节)。
4、各种代谢途径相互联系,交织成网。
5、调节方式多样、灵活。
P308-309
机体中的代谢可通过酶水平(分子水平,如酶量、酶催化能力的调节),代谢
的区域化分布(细胞水平)、激素和神经(整体水平)等多种方式进行灵活的调节。
代谢途径中,还存在下述常见调节方式:
1、反馈抑制作用p128-129
代谢途径中后面反应的产物对催化前面反应的某个酶的抑制作用。
2前馈激活作用
代谢途径中前面反应的产物对催化后面反应的某个酶的激活作用。
⑶、相反途经酶的协同控制p308
两条相反途径协调控制的关键是限速酶的协同调节,一条途径的限速酶被激活,相反途径的限速酶活性一定会受到抑制。
1.4、生物能学原理p339-347
1、生物体能量的转换遵循热力学定律p339-341
⑴、热力学第一定律(能量守恒定律)
在任何物理和化学变化中,体系中的总能量保持不变。
能量可以改变成不同形式,也可以从一个地方输送到另一个地方,但不能创生也不能消灭。
⑵、热力学第二定律
体系总是趋向于增加紊乱程度。
在所有自发过程中,体系的熵增加。
但熵增加不一定发生在反应系统本身,可以在其环境中。
2、自由能的概念p340-341
某一反应体系中,恒温恒压下体系用来做功的那部分能量。
用G表示,为一状态函数。
3、自由能的变化-△Gp341,p343
对于一个氧化-还原反应体系来说:
△G=-nF△E
△G:
标准自由能变化,n:
得失电子数
△E:
标准电极电势差F:
法拉第常数
生物化学中,标态下(25℃,1atm,体系中各物质的浓度均为1mol/L,pH7.0)
△G0’=-nF△E0’
常见△E0’的值:
4、△G的意义p341
当△G=0时,反应处于平衡状态;
△G<0时,反应能自发进行;
△G>0时,反应不能自发进行,需要由环境提供所需的能量后,反应才能进行。
1.5、机体中能量的转移和利用
1、高能键与高能化合物p345
⑴、高能键
在水解反应和
基团转移反应中,可释放出大量能量(Q>5kcal/mol)的化学键,用“~”表示。
⑵、高能化合物
含有高能键的化合物。
如高能磷酸化合物,高能硫酯化合物,活性甲硫氨酸(SAM,一碳单位载体)等。
它们水解时的△G0’值:
⑶、ATP的结构和水解p345-346
a、ATP的结构
b、ATP的水解
上述反应均可自发进行,不需酶催化。
释放出的能量可为需能反应所用。
2、机体中能量转换的方式
ATP循环(能量转换的中心环节)p347
ATP就像能量交换的货币,通过ATP循环,能量即从放能反应传递到了需能反应。
1、ATP的产生:
三途径。
a、
该途径为机体中合成ATP的主要途径。
b、
该途径合成的ATP量少。
底物水平磷酸化:
通过底物中高能键的转移(或由高能化合物直接提供能量)形成ATP的过程。
如:
由磷酸肌酸形成ATP的过程。
c、
2、ATP的去路
a、通过ATP的水解为需能反应供能
b、提供活性磷酸基团
i、用于合成磷酸肌酸、磷酸精氨酸,以贮存高能键;
ii、合成GTP(蛋白质)、UTP(糖原)、CTP(磷脂),通过高能键的转移为某些反应提供能量。
iii、活化代谢物分子
思考题:
1、什么叫做新陈代谢?
代谢途径有何特点?
2、什么叫做高能键?
常见的高能化合物有哪些?
3、机体中能量代谢的中心环节是什么?