王镜岩生物化学经典课件8代谢总论1考研必备学生物化学必备.pptx

第19章代谢总论一、新陈代谢的一般规律(一）基本概念 新陈代谢是体内化学反应的总称，体内的化学反应通常由酶催化，一系列的连续反应构成代谢途径，代谢途径的个别步骤称作中间代谢，个别步骤的产物称作中间产物。新陈代谢的主要作用有： 获取营养物质，并将其转化为自身所需的物质，称作合成代谢； 分解营养物质提供生命活动所需的能量，称作分解代谢； 合成代谢和分解代谢的调控步骤通常由不同的酶催化，分解代谢中大量释放能量的反应通常是不可逆的，在合成代谢中，这样的步骤需要输入能量来完成。 有时，合成代谢和分解代谢可以在不同的细胞器中进行。 有些代谢环节是合成代谢和分解代谢共同利用的，称作两用代谢途径，如柠檬酸循环就是两用代谢途径。（二）代谢途径的一览图1点1线或1点2线:410个；1点3线:71个；1点4线:20个；1点5线:11个；1点6线或6线以上:8个；1点1线在1个途径的末端；1点2线在1个途径的中间；1点3线参与2个途径；其余类推。（四）分解代谢的三个阶段（三）代谢途径的类型：（a）多种游离酶构成的代谢途径；（b）多酶复合体构成的代谢途径；（c）膜结合酶构成的代谢途径。（五）能量代谢在新陈代谢中的重要地位（六）辅酶I和辅酶Ⅱ的的递能作用（七）FMN和FAD的递能作用（八）辅酶A在能量代谢中的作用（九）分解代谢和合成代谢的调控代谢途径的区域化细胞提取液的离心分离二、代谢中常见的有机反应机制 有机化学反应常涉及共价键的断裂。 共价键断裂时，若两个电子分开，称作均裂断裂，产生不稳定基团，常见于氧化还原反应。 若两个电子不分开，称作异裂断裂，如C-H键断裂，电子对通常留在碳原子一侧（碳原子的电负性大于氢原子），形成碳负离子和氢离子，富电子的碳负离子为亲核基团，容易与缺电子的亲电基团发生反应。 若有氢负离子的受体存在，C-H键断裂时电子有可能留在氢原子一侧形成碳正离子和氢负离子，缺电子的亲电基团容易与富电子的碳负离子(为亲核基团)发生反应。1.酰基转移（一）基团转移反应(group—transferreaction) 在生物化学反应中，通常为亲电基团从一个亲核体转移到另一个亲核体常见的转移基团有酰基、磷酰基和葡萄糖基等。2.磷酰基转移3.葡糖基转移（二）氧化反应和还原反应 (oxidation and reduction) 实质是电子的得失，在生物化学反应中十分普遍，从代谢物转移的电子，通过一系列的传递体转移到氧，并伴随能量的释放。（三）消除、异构化及重排反应 消除反应伴随碳-碳双键的生成，可通过协同机制、碳正离子机制或碳负离子机制完成，形成顺式或反式消除产物。 在生物化学中，常见的异构化反应是双键移位。如酮糖-醛糖互变。 重排反应伴随碳-碳键的断裂和重生成，使碳骨架发生变化。1.消除反应消除反应的机制消除反应的立体化学2.异构化反应1122（四）碳-碳键的形成与断裂反应 分解代谢和合成代谢以碳-碳键的形成与断裂为基础，常见的有： 1.羟醛缩合反应和羟醛裂解反应，如果糖-1,6-二磷酸裂解为二羟丙酮磷酸和甘油醛-3-磷酸。 2.克莱森酯缩合反应如柠檬酸合酶催化的反应(在柠檬酸循环中介绍)。 3.?-酮酸的氧化脱羧反应如异柠檬酸的氧化脱羧。三、新陈代谢的研究方法 （一）使用酶的抑制剂 （二 ）利用遗传缺欠症研究代谢途径 微生物的营养缺陷型可以分为若干种亚型,每种亚型由一种酶的缺陷造成,对比研究可以搞清代谢途径。如途径A? B ? C ? D中B ? C 的酶缺失,则A和B会堆积, C ? D的酶缺失,则A,B和C会堆积。（三）同位素示踪法 用14C标记CO2,培养绿藻，提取液进行双向纸层析，放射自显影，发现放射性最早出现在3-磷酸甘油酸(PGA)，随后出现在其他中间物。?（四）核磁共振波谱法 运动19分钟前后ATP和磷酸肌酸的变化情况磷酸肌酸基本要求 1.掌握分解代谢与合成代谢及与能量代谢的关系。 （重点） 2.掌握辅酶I、辅酶Ⅱ、FMN、FAD和辅酶A在能量代谢中的作用。（重点） 3.掌握新陈代谢调节的一般规律。（重点） 4.了解代谢中常见的有机反应机制。 5.熟悉新陈代谢的研究方法。第20章生物能学 一、有关热力学的一些基本概念（一）体系的概念、性质和状态 （二）能的两种形式: 热与功（三）内能和焓的概念（四）热力学第一定律 ΔU = Q – W, 等压时: ΔU = dQ — PdV（五）化学能的转化（六）热力学第二定律和熵的概念 对于隔离体系 ΔS = ΔS体系 + ΔS环境 ?0（七）自由能的概念 dG = VdP – SdT – dW? ,等温时: dG = VdP – dW?, 等温且等压时: – ΔG = W? 即自由能是等温且等压条件下，体系做有用功的能力。隔离体系封闭体系开放体系二、化学反应中自由能的变化和