1721°

[考博复习资料]生物化学与分子生物学重点4_考博_旭晨教育

三、脂肪酸氧化分解时的能量释放:

以16C的软脂酸为例来计算,则生成ATP的数目为:一分子软脂酸可经七次β-氧化全部分解为八分子乙酰CoA,故β-氧化可得5×7=35分子ATP,八分子乙酰CoA可得12×8=96分子ATP,故一共可得131分子ATP,减去活化时消耗的两分子ATP,故软脂酸可净生成129分子ATP。

对于偶数碳原子的长链脂肪酸,可按下式计算:ATP净生成数目=(碳原子数÷2 -1)×5 + (碳原子数÷2)×12 -2 。

四、 酮体的生成及利用:

脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物,统称为酮体。

1.酮体的生成:酮体主要在肝脏的线粒体中生成,其合成原料为乙酰CoA,关键酶是HMG-CoA合成酶。

其过程为:乙酰CoA→乙酰乙酰CoA →HMG-CoA→乙酰乙酸。生成的乙酰乙酸再通过加氢反应转变为β-羟丁酸或经自发脱羧生成丙酮。

2.酮体的利用:利用酮体的酶有两种,即琥珀酰CoA转硫酶(主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中,不消耗ATP)和乙酰乙酸硫激酶(主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中,需消耗2分子ATP)。

其氧化利用酮体的过程为:β-羟丁酸→乙酰乙酸→乙酰乙酰CoA→乙酰CoA→三羧酸循环。

3.酮体生成及利用的生理意义:

(1) 在正常情况下,酮体是肝脏输出能源的一种形式:由于酮体的分子较小,故被肝外组织氧化利用,成为肝脏向肝外组织输出能源的一种形式。

(2) 在饥饿或疾病情况下,为心、脑等重要器官提供必要的能源:在长期饥饿或某些疾病情况下,由于葡萄糖供应不足,心、脑等器官也可转变来利用酮体氧化分解供能。

五、甘油三酯的合成代谢:

肝脏、小肠和脂肪组织是主要的合成脂肪的组织器官,其合成的亚细胞部位主要在胞液。脂肪合成时,首先需要合成长链脂肪酸和3-磷酸甘油,然后再将二者缩合起来形成甘油三酯(脂肪)。

1.脂肪酸的合成:脂肪酸合成的原料是葡萄糖氧化分解后产生的乙酰CoA,其合成过程由胞液中的脂肪酸合成酶系催化,不是β-氧化过程的逆反应。脂肪酸合成的直接产物是软脂酸,然后再将其加工成其他种类的脂肪酸。

⑴乙酰CoA转运出线粒体:线粒体内产生的乙酰CoA,与草酰乙酸缩合生成柠檬酸,穿过线粒体内膜进入胞液,裂解后重新生成乙酰CoA,产生的草酰乙酸转变为丙酮酸后重新进入线粒体,这一过程称为柠檬酸-丙酮酸穿梭作用。

⑵丙二酸单酰CoA的合成:在乙酰CoA羧化酶(需生物素)的催化下,将乙酰CoA羧化为丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的关键酶,属于变构酶,其活性受柠檬酸和异柠檬酸的变构激活,受长链脂酰CoA的变构抑制。

⑶脂肪酸合成循环:脂肪酸合成时碳链的缩合延长过程是一类似于β-氧化逆反应的循环反应过程,即 缩合→加氢→脱水→再加氢。所需氢原子来源于NADPH,故对磷酸戊糖旁路有依赖。每经过一次循环反应,延长两个碳原子。但该循环反应过程由胞液中的脂肪酸合成酶系所催化。

脂肪酸合成酶系在低等生物中是一种由一分子脂酰基载体蛋白(ACP)和七种酶单体所构成的多酶复合体;但在高等动物中,则是由一条多肽链构成的多功能酶,通常以二聚体形式存在,每个亚基都含有一ACP结构域。

⑷软脂酸的碳链延长和不饱和脂肪酸的生成:此过程在线粒体/微粒体内进行。使用丙二酸单酰CoA与软脂酰CoA缩合,使碳链延长,最长可达二十四碳。不饱和键由脂类加氧酶系催化形成。

2.3-磷酸甘油的生成:合成甘油三酯所需的3-磷酸甘油主要由下列两条途径生成:①由糖代谢生成(脂肪细胞、肝脏):磷酸二羟丙酮加氢生成3-磷酸甘油。②由脂肪动员生成(肝):脂肪动员生成的甘油转运至肝脏经磷酸化后生成3-磷酸甘油。

3.甘油三酯的合成:2×脂酰CoA + 3-磷酸甘油 → 磷脂酸 → 甘油三酯。

六、甘油磷脂的代谢:

甘油磷脂由一分子的甘油,两分子的脂肪酸,一分子的磷酸和X基团构成。其X基团因不同的磷脂而不同,卵磷脂(磷脂酰胆碱)为胆碱,脑磷脂(磷脂酰乙醇胺)为胆胺,磷脂酰丝氨酸为丝氨酸,磷脂酰肌醇为肌醇。

1.甘油磷脂的合成代谢:甘油磷脂的合成途径有两条。

⑴甘油二酯合成途径:磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺通过此代谢途径合成。合成过程中需消耗CTP,所需胆碱及乙醇胺以CDP-胆碱和CDP-乙醇胺的形式提供。

⑵CDP-甘油二酯合成途径:磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸和心磷脂通过此途径合成。合成过程中需消耗CTP,所需甘油二酯以CDP-甘油二酯的活性形式提供。

2.甘油磷脂的分解代谢:甘油磷脂的分解靠存在于体内的各种磷脂酶将其分解为脂肪酸、甘油、磷酸等,然后再进一步降解。

磷脂酶A1存在于蛇毒中,其降解产物为溶血磷脂2,后者有很强的溶血作用。溶血磷脂2可被磷脂酶B2降解而失去其溶血作用。

七、鞘磷脂的代谢:

鞘脂类化合物中不含甘油,其脂质部分为鞘氨醇或N-脂酰鞘氨醇(神经酰胺)。鞘氨醇可在全身各组织细胞的内质网合成,合成所需的原料主要是软脂酰CoA和丝氨酸,并需磷酸吡哆醛、NADPH及FAD等辅助因子参与。体内含量最多的鞘磷脂是神经鞘磷脂,是构成生物膜的重要磷脂;合成时,在相应转移酶的催化下,将CDP-胆碱或CDP-乙醇胺携带的磷酸胆碱或磷酸乙醇胺转移至N-脂酰鞘氨醇上,生成神经鞘磷脂。

八、胆固醇的代谢:

胆固醇的基本结构为环戊烷多氢菲。胆固醇的酯化在C3位羟基上进行,由两种不同的酶催化。存在于血浆中的是卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT),而主要存在于组织细胞中的是脂肪酰CoA胆固醇酰基转移酶(ACAT)。

1.胆固醇的合成:胆固醇合成部位主要是在肝脏和小肠的胞液和微粒体。其合成所需原料为乙酰CoA。每合成一分子的胆固醇需18分子乙酰CoA,54分子ATP和10分子NADPH。

⑴乙酰CoA缩合生成甲羟戊酸(MVA):此过程在胞液和微粒体进行。2×乙酰CoA→乙酰乙酰CoA→HMG-CoA→MVA。HMG-CoA还原酶是胆固醇合成的关键酶。

⑵甲羟戊酸缩合生成鲨烯:此过程在胞液和微粒体进行。MVA→二甲丙烯焦磷酸→焦磷酸法呢酯→鲨烯。

⑶鲨烯环化为胆固醇:此过程在微粒体进行。鲨烯结合在胞液的固醇载体蛋白(SCP)上,由微粒体酶进行催化,经一系列反应环化为27碳胆固醇。

2.胆固醇合成的调节:各种调节因素通过对胆固醇合成的关键酶——HMG-CoA还原酶活性的影响,来调节胆固醇合成的速度和合成量。

⑴膳食因素:饥饿或禁食可抑制HMG-CoA还原酶的活性,从而使胆固醇的合成减少;反之,摄取高糖、高饱和脂肪膳食后,HMG-CoA活性增加而导致胆固醇合成增多。

⑵胆固醇及其衍生物:胆固醇可反馈抑制HMG-CoA还原酶的活性。胆固醇的某些氧化物,如7β-羟胆固醇,25-羟胆固醇等也可抑制该酶的活性。

⑶激素:胰岛素和甲状腺激素可通过诱导该酶的合成而使酶活性增加;而胰高血糖素和糖皮质激素则可抑制该酶的活性。

3.胆固醇的转化:胆固醇主要通过转化作用,转变为其他化合物再进行代谢,或经粪便直接排出体外。

⑴转化为胆汁酸:正常人每天合成的胆汁酸中有2/5通过转化为胆汁酸。初级胆汁酸是以胆固醇为原料在肝脏中合成的,合成的关键酶是7α-羟化酶。。主要的初级胆汁酸是胆酸和鹅脱氧胆酸。初级胆汁酸通常在其羧酸侧链上结合有一分子甘氨酸或牛磺酸,从而形成结合型初级胆汁酸,如甘氨胆酸,甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺胆酸和牛磺鹅脱氧胆酸。次级胆汁酸是在肠道细菌的作用下生成的。主要的次级胆汁酸是脱氧胆酸和石胆酸。

⑵转化为类固醇激素:肾上腺皮质球状带可合成醛固酮,又称盐皮质激素,可调节水盐代谢;肾上腺皮质束状带可合成皮质醇和皮质酮,合称为糖皮质激素,可调节糖代谢。性激素主要有睾酮、孕酮和雌二醇。

⑶转化为维生素D3:胆固醇经7位脱氢而转变为7-脱氢胆固醇,后者在紫外光的照射下,B环发生断裂,生成Vit-D3。Vit-D3在肝脏羟化为25-(OH)D3,再在肾脏被羟化为1,25-(OH)2 D3。1,25-(OH)2 D3为活性维生素D3。

九、血浆脂蛋白:

1.血浆脂蛋白的分类:①电泳分类法:根据电泳迁移率的不同进行分类,可分为四类:乳糜微粒 → β-脂蛋白 → 前β-脂蛋白 → α-脂蛋白。②超速离心法:按脂蛋白密度高低进行分类,也分为四类:CM → VLDL → LDL → HDL。

2.载脂蛋白的功能:

⑴ 转运脂类物质;

⑵ 作为脂类代谢酶的调节剂:LCAT可被ApoAⅠ等激活,也可被ApoAⅡ所抑制。LpL(脂蛋白脂肪酶)可被ApoCⅡ所激活,也可被ApoCⅢ所抑制。ApoAⅡ可激活HL的活性。

⑶ 作为脂蛋白受体的识别标记:ApoB可被细胞膜上的ApoB,E受体(LDL受体)所识别;ApoE可被细胞膜上的ApoB,E受体和ApoE受体(LDL受体相关蛋白,LRP)所识别。ApoAⅠ参与HDL受体的识别。

⑷ 参与脂质转运:CETP可促进胆固醇酯由HDL转移至VLDL和LDL;PTP可促进磷脂由CM和VLDL转移至HDL。

3.血浆脂蛋白的代谢和功能:乳糜微粒在小肠粘膜细胞组装,与外源性甘油三酯的转运有关;极低密度脂蛋白在肝脏组装,与内源性甘油三酯的转运有关;低密度脂蛋白由VLDL代谢产生,可将肝脏合成的胆固醇转运至肝外组织细胞;高密度脂蛋白来源广泛,与胆固醇的逆向转运有关。

十二、糖异生:

由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。该代谢途径主要存在于肝及肾中。糖异生主要沿酵解途径逆行,但由于有三步反应(己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶)为不可逆反应,故需经另外的反应绕行。

1.G-6-P → G:由葡萄糖-6-磷酸酶催化进行水解,该酶是糖异生的关键酶之一,不存在于肌肉组织中,故肌肉组织不能生成自由葡萄糖。

2.F-1,6-BP → F-6-P:由果糖1,6-二磷酸酶-1催化进行水解,该酶也是糖异生的关键酶之一。

3.丙酮酸 → 磷酸烯醇式丙酮酸:经由丙酮酸羧化支路完成,即丙酮酸进入线粒体,在丙酮酸羧化酶(需生物素)的催化下生成草酰乙酸,后者转变为苹果酸穿出线粒体并回复为草酰乙酸,再在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的催化下转变为磷酸烯醇式丙酮酸,这两个酶都是关键酶。

糖异生的原料主要来自于生糖氨基酸、甘油和乳酸。

十三、糖异生的生理意义:

1.在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定:在较长时间饥饿的情况下,机体需要靠糖异生作用生成葡萄糖以维持血糖浓度的相对恒定。

2.回收乳酸分子中的能量:由于乳酸主要是在肌肉组织经糖的无氧酵解产生,但肌肉组织糖异生作用很弱,且不能生成自由葡萄糖,故需将产生的乳酸转运至肝脏重新生成葡萄糖后再加以利用。

葡萄糖在肌肉组织中经糖的无氧酵解产生的乳酸,可经血循环转运至肝脏,再经糖的异生作用生成自由葡萄糖后转运至肌肉组织加以利用,这一循环过程就称为乳酸循环(Cori循环)。

3.维持酸碱平衡:肾脏中生成的α-酮戊二酸可转变为草酰乙酸,然后经糖异生途径生成葡萄糖,这一过程可促进肾脏中的谷氨酰胺脱氨基,生成NH3,后者可用于中和H+,故有利于维持酸碱平衡。

十四、血糖:

血液中的葡萄糖含量称为血糖。按真糖法测定,正常空腹血糖浓度为3.89~6.11mmol/L(70~100mg%)。

1.血糖的来源与去路:正常情况下,血糖浓度的相对恒定是由其来源与去路两方面的动态平衡所决定的。血糖的主要来源有:① 消化吸收的葡萄糖;② 肝脏的糖异生作用;③ 肝糖原的分解。血糖的主要去路有:① 氧化分解供能;② 合成糖原(肝、肌、肾);③ 转变为脂肪或氨基酸;④ 转变为其他糖类物质。

2.血糖水平的调节:调节血糖浓度相对恒定的机制有:

⑴组织器官:①肝脏:通过加快将血中的葡萄糖转运入肝细胞,以及通过促进肝糖原的合成,以降低血糖浓度;通过促进肝糖原的分解,以及促进糖的异生作用,以增高血糖浓度。②肌肉等外周组织:通过促进其对葡萄糖的氧化利用以降低血糖浓度。

⑵激素:①降低血糖浓度的激素——胰岛素。②升高血糖浓度的激素——胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、生长激素、甲状腺激素。



已有 0 条评论

    我有话说: