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糖-脂類-蛋白質(zhì)和核酸的代謝及相互關(guān)系
高 等 授函 報
自然學科 學版
年
第
期
糖脂 類 蛋白 質(zhì) 核 和 的酸代 謝及 相互 系
關(guān)楊廣 笑
研 究糖 脂 蛋 白質(zhì) 和類核 這 酸四 大類 質(zhì)物 的 代謝 是生物 化學 的 要重 內(nèi)容 是 嘗也 的 習
點難 般一生 物 化 教學材均按 順 序 這對 四大 類物 的質(zhì)代 謝章 分逐 節(jié) 一介 紹 但這 僅 僅 是 為 敘了 述。
, 、
、
、、
,方 使
事 實 上生 有 物 機 體的新 陳 代謝 是 一個 完整 的 過 程 不 同 的 謝 代 途徑雖 各有 的自 特 點和規(guī)
律 但 它 們 彼 此之 間 密是切 聯(lián) 系 和相 互 約制 的各 種 謝 途代徑可 通過交 叉 上關(guān) 點中 鍵間 代謝
物 而 產(chǎn)相 互 用作 相互 轉(zhuǎn)化 形 成代 謝 網(wǎng) 絡(luò)見 下 圖白 質(zhì) 和核 酸的 謝代 要點及相 互 系關(guān)償 結(jié)如 下 一 大四物 質(zhì) 代謝 過程 要 點
的糖代
謝
、
、
,。
,
,
,
,
、
。
,現(xiàn) 將 細胞 四 類 內(nèi)主 要有 機 物糖脂 肪
蛋核
酸
、
、 白滋質(zhì)
淀
粉糖 原
磷、
脂
肪
是 糖 機有體 的 重 要 碳
““
一
源 葡 和源能 其 主 代 要 謝 過程有 以下幾 方
酵面
,
解
’
一
葡萄 磷糖
酵”解 是 葡萄 糖 氧分 解無形 丙成 的過 程 過 程全 共 分十,
。
酮酸并
成
生。
步有 十 種酶參 與在 細胞 質(zhì) 進中行 酵解
““ ‘ 一
,磷
過
程一 個 葡萄 分糖子 凈 生 成 子
分如 在有 氧 條 件下 生 成 丙 酮 可 產(chǎn) 生酸一
,
,
,分
。子
。
酸纂 氨
二 一 乙酸酸
三 狡酸描抓
在細
的胞線粒 體 中
進
一,一
一礴
氣二
酮丙醉
下
一
” “葡
分戶一
肪
一 撇夕旨 酸
…,
乙
酞
乙 酵 解產(chǎn)行 物 酮 酸丙 經(jīng) 三酸 梭 循環(huán)后 釋可
放大量 能 量 首 丙 酮先 酸氧 化 玫 脫變成 乙
。
薪,
、
、
酸索玻泊 酸
一
輔酞酶釋放
十
,
,
再經(jīng)八 步 反應(yīng)
一分和子
,
最
徹后底 分解
?
‘
丁
八
環(huán)
循 檬酸
檸 而脫下的氫共形 成 個 分 子
,
的經(jīng)
化氧磷
酸 化生
成
,
個
子分加 上 三 梭酸 循相當
個一。
,
環(huán)
自 身 成生 的一 子
酮分 戊二酸
燈
分
數(shù)子大 多
的。
‘
共產(chǎn) 生
個分
子,
每 葡個萄 搪個
。
困
,糖 肪 脂 白蛋 質(zhì) 及核酸代 謝 相互關(guān) 系 示 意圖
、
、
分子
產(chǎn) 生 分 子的 丙 酮 酸 即 生 產(chǎn) 酸 磷戊糖 途徑
、
這比 酵解 產(chǎn)生 的
一
在
細 胞 中質(zhì)進行 要 主過 程 是 萄葡糖
一一 ,
一
酸磷脫氫生成
。一
酸磷 葡萄糖 酸
再 脫氫 脫俊 生 成核 糖十
磷酸最 后 經(jīng) 轉(zhuǎn) 酮 和 轉(zhuǎn) 醛反 應(yīng) 與 酵解 連相 這 一 過 程生 成
、的
提 供
合 代 謝成所 需的 還原 力
糖 物 非質(zhì) 如 甘 乳 油酸 等在 細肝 胞 中 成 合糖原 的過 基 程本
上 是 酵解的 逆 過程
,
。,
糖
異 生糖 合原 過成程
。
,
但有
步三反 應(yīng) 與酵 不解同 需另 外 的 酶 與參血 液 中的 葡萄糖 經(jīng)葡 萄 糖
一一
磷酸 葡 萄糖
、
一
一
磷
酸 和 尿 二磷 葡萄 糖合 糖成原的
肪 的脂 代
謝 高等函 授學
報自然
科 學版
,
拍年
第
期。
脂 肪的 解分代 謝,
類 脂 與 細參 的胞 構(gòu)結(jié) 組成 分解 可 釋 時放 量 大的能 量 脂肪 經(jīng) 酶
水
。,
解
生 成 甘油 和 脂 酸 甘 肪 經(jīng) 磷油 酸醋 生 化 磷成 酸 二 輕丙 酮 參 與 酵解 過 程脂肪 酸
在和
輔酶
等
作用 下 生 成 酞脂輔 酶 。
,
后 者 與
肉 堿 合轉(zhuǎn) 結(jié) 至 線粒運 內(nèi)體 主要 經(jīng) 莊 氧 化 生成 乙 酞
、
,
輔
酶 與參三 玫 酸 循環(huán) 氧 化分 壓 下 以 步幾
脂酞
一在
為以輔基 的 脫 氫酶 催下 化成生一
、
日 烯 醋酞
。
一
。
上 述 產(chǎn)物烯 脂經(jīng)酞
壓
、
水 酶 化 催化加 水生 卜成 羚 脂 汗
。酸
、 脫氫生成 ” 酮 脂酞 上 述產(chǎn) 物 在 硫 解 酶 化 催 下 裂 為解乙濺
刻
旨酞
,
。
和
少 了兩 個 碳 原 子 的 酞 第一文庫網(wǎng) ,
脂。
,如
此循
個
,
環(huán) 最終 形成脂 肪酸 碳 原 子 數(shù)一半 的總乙酞
,。
個一 軟脂 分酸子 全 完化 可氧成
形
‘
月 肪 的合 代成 謝 旨和 二丙酸 單
, 酞
,
長一 鏈飽 和脂 肪 酸 在 是 液胞 中 由 酸 脂合 成酶復(fù) 合 體 成 合的 這 一
合 二酸 丙單
一酞 ,
。
成過 程 的 基酞載 體是 一 小 分 子 蛋 的
縮白合成 乙 乙 酞酞
是 碳原 子的 直 接 供體乙
、酞
。
后者 經(jīng) 加 氫 還原 脫水 再 加 氫 原 還為 酞
丁
,。
如 此 循環(huán) 如 成 合 軟脂 酸需則 七輪 連 續(xù)反 應(yīng)
蛋 白 代 謝
質(zhì)
由磷 酸 油甘和 酞
脂 在合 成酶 化催 生下 成脂 肪
蛋白 質(zhì) 及 氨 酸 的基 分 代解謝
、
蛋 白質(zhì)經(jīng) 各 蛋種 白 水 解酶的作 用 最后 降 解 成 氨 酸
基
, 。。
、
,
。
氨基 酸的 解 分代謝 有脫 氨 脫 和 梭碳骨 架 分 三類解反 應(yīng)不 同 的 氨 基酸 降解 途 徑不 盡相 同 就
脫氨 而 言 同不 物 脫生氨 方 式 也 同 主不 的要脫 氨方 式氧有 脫氨 非氧化 脫化氨 和 轉(zhuǎn)氨 其中轉(zhuǎn)
,,
氨 作用 氨 在 酸 基分解 代 謝 中占 要重 地 與轉(zhuǎn)位氮作 用 相偶聯(lián) 的 反 有 應(yīng) 谷卜氨 酸 脫 氫 和 酶腺
昔。
酸
脫 氨酶 所催化 的 脫 反 應(yīng)氨、
。
脫的 下氨經(jīng) 尿 素 環(huán) 生成 循尿 素 氨 基酸 經(jīng) 氨 脫后的 碳骨 架 通可 乙 酸過
。
、
。酮 二戊 酸
、
唬
拍酸 延 索酸胡和 草 酞 乙 酸 等 五個 入氨 基
酸 和 蛋白 質(zhì)的合 代 成謝。
口進 三入梭 循酸環(huán)
。
不同 生物 合成 氨 酸基的 能 力不
同 凡 不能 自 己 合成的
。
,
氨 酸基稱 必需氨 基 人 和 酸大 鼠需要 種 必十需 基氨酸
。 蛋 白是質(zhì) 生 物 合 的 模成 板每 個 連三續(xù) 的 昔 核 決 酸定 個一 氨基 酸的 種 和 類 置位 稱密碼子為密 碼典共有
字。 。
,
密碼子個
。,
個
編碼 氨基
一
酸,
、
、
終止信 為
號一
。
,
起 始為信 號并 編 碼甲硫 氨 酸 核 體 是 蛋 糖質(zhì) 生白 物 合成 場 所 核真與 原 生核 蛋物白 質(zhì) 合成 程過十 相分似 膚 的 合 成方 是向
由
,一
。
端到
末
一末端
,翻
譯 方向
。
是
氨酸基 需活
化 才
能進 入 蛋白質(zhì) 分 子 中 化 活 形即成 氨
原核酞生 物 蛋質(zhì)合白成 第的一 步 是三步 一 個 新的 氨 酞進
核 糖到體的 ,
。
八
的過程
,
復(fù) 合 物 形成 第 的二 是步膚 鏈 延伸 循 此環(huán) 過程 又 位 分進位膚 酞
基從
,
位轉(zhuǎn)
到一
位 并 成形 膚鍵從
位到
。
膚轉(zhuǎn)
核
糖 體沿
位 移下 一個 碼 子密 進
、
入位
位
移
。
。膚
酸
位
,
開
始 一 輪新 膚 鏈延伸 環(huán) 循 第三 步 膚 為鏈合 的成 止終和 釋 放核
的酸代
謝新
生 膚一般 要 還經(jīng) 不同方 式加工 修 才 飾能變 轉(zhuǎn)成具 有 某種生 物功 能的 蛋白質(zhì) 核酸 及 核 昔酸 分的 解 代
、 謝
,
‘
核酸 的 分解過 程 如
下
‘
、酸核
一
蘭二蘭里卜
核酸
、
核酶昔
核普 酸酸 酶 ‘二 二二爭
核二
一
昔,
磷、酸
核昔 磷酸 化 酶二 幾蘭 竺皿 二 二,二
、
,
、,
、
核
, 酸
堿基
十戊
一
糖一
一
,
磷堿基
戊糖
高 等函 學 報
授自然 科
學
。
版
年
第期
堿基 可以 進 一 分步
解,
核昔 酸 和 核酸的 成 代謝合,
, 吟 核嗓昔 的 合酸 成不 是 形 成先嘿 吟 環(huán) 再 與核 糖 磷和
酸,。
,
結(jié) 合成 核昔 酸 而 是 先 形 成 黃次嗦 吟 核 酸昔再經(jīng) 轉(zhuǎn) 氨 成腺 嗓嶺 和 鳥 喋嶺 核昔酸
嘀陡 核 昔
聚
酸
合的成 正相 反 是 合先成 咤眩環(huán) 再與磷 醉 核 糖結(jié) 轉(zhuǎn)合為 筋睫 核 酸昔
。。
。
的 合 成復(fù) 制 一 是個 半 保 留 的過程 復(fù) 制 始于特 殊 起 點 核原生物 有 三 種
合 酶即酶
,
,
、
、
一 真核 生物 發(fā)現(xiàn) 四有 種即
。
,
。
、隊
丫和
它 們 的底 ,均物為 四 種 脫 的氧 昔核 三,
,
酸磷 并要 有求 模板 和 引物 ,
合成鏈方 向 是
,
、
。,
合 成時一條 鏈與復(fù) 叉制 移方 動向 相同稱前 導(dǎo)鏈 其 成 合 連是續(xù) 的 另 一 條 鏈 合 成的 方與復(fù)向制叉 移 動方 相向 稱滯 后鏈反 其成合 是 連 續(xù) 的不 這種 復(fù)制 方 式半 不連 稱 復(fù)續(xù)制
的 制 復(fù) 程 還過需 拓 樸異構(gòu) 酶 解 旋螺酶 連 結(jié)酶和 單鏈 結(jié) 合 蛋 白等 多
種 蛋 因白子 參 與 、
、
。
,,
。
在適
當?shù)?/p>
、 導(dǎo)下 指 的模作
。板
合
成稱 逆轉(zhuǎn) 錄 逆為轉(zhuǎn) 錄 酶所 化催
,
,,
。
?
的
合成 即遺 傳信 息的 轉(zhuǎn)錄由
聚 合
酶 催 化 以 種四核 普 三 酸磷為 底物 要并有
,,
的
合 成 過 程可 分三個 步 驟第 一 步 為 轉(zhuǎn)錄 起 始 即聚 合 對
酶 模 板 啟動 子 部
聚位 酶合有 只聚合酶 三類 酶
有、
別識結(jié) 合 和 開 始轉(zhuǎn) 錄 第二 步 是一
種 負 三責 種 類
,型
,
的 , 延長 三第 步 轉(zhuǎn) 錄終 止 原核 生 物
,
,。
合成 真 核 的 物
班 負 責 生小 分子,
,
負
責合成酶
責負
、
合 成酶,
,
的
成
,合
。轉(zhuǎn) 錄后 往 需 要 往 經(jīng) 一過系 列的 加 工 過 程 才 能 為成 成 熟的 子 分 真 核生物
的前
體核 內(nèi)為 均 一
去 不 除 合 子內(nèi)以 及內(nèi) 部 甲基 等
化 。
、其 加工 過 程 包括
端加 帽 ,子端
加尾 巴
通 過拼接
二 大四 質(zhì)代謝 間物 的相 互 關(guān) 系
糖 代 謝 與蛋 白質(zhì) 謝代的 關(guān)
來。
代 謝的 糖中間產(chǎn) 物 可 用 于 合 各 種 成氨 基酸 的 碳 架 結(jié) 構(gòu)
、,
轉(zhuǎn)經(jīng) 氨 后即 成 各 生種 氨基酸 如 糖 代 謝例 的 間中產(chǎn)物 酮 酸丙
、一
酮
戊二 酸 草 乙 酞 酸 這三種
酮
、酸均可 經(jīng) 氨轉(zhuǎn) 用作 形成 相應(yīng)的 丙 氨 酸 谷氨 酸和 夭 冬 氨酸 分 糖析過程 產(chǎn) 生的能 量可 用 于 氨 基酸 和 白質(zhì)蛋 合的 蛋 成 白 降質(zhì) 解產(chǎn) 氨物基 酸 在 體 內(nèi)可 變轉(zhuǎn)成 糖許 多 氨 基 酸脫氨 后 轉(zhuǎn) 變 為 丙 酮酸 再經(jīng) 糖 異 生 作用合 糖成 這類 基 酸 又氨稱 生 糖 氨 基 酸
,,
。。
。
,
肪脂代 謝 與蛋白質(zhì) 代謝 的 來 關(guān)乙 和酸
, ,
脂
肪 水解 產(chǎn) 生的 甘 油 可 轉(zhuǎn) 變?yōu)楸?酮酸進 而 生 成草 酞
、
,
。酮 戊
二 酸經(jīng) 轉(zhuǎn)氨 后 可 合成 丙 氨 酸 天冬 氨酸 和谷 酸氨脂 肪酸 經(jīng) 莊 氧化 生 成 乙酞
入進
環(huán) 即循與 冬 天氨 和 谷酸氨 酸相聯(lián) 某 氨 基 些 酸 苯如丙 氨 酸亮氨 酸在 代謝 過
。,
、
,
中能程生成 乙
,
酞經(jīng) 縮
形合 成 肪脂酸
,
。
糖代謝 與 脂 肪 謝的 代 系關(guān)
糖
脂與肪能 相 互 轉(zhuǎn) 糖 變 解酵 產(chǎn)物 磷 酸二 徑丙酮 可 還原 為
。。
甘 丙 油 酮 酸 脫梭為 乙 酞
后者 縮 形 合成 肪 脂 酸脂肪 分 產(chǎn)解物 甘油 經(jīng)糖 異生途 徑 可 成合
糖原
。
核 酸 與 其它物 質(zhì) 代謝 的關(guān)系 量 和 磷 酸基 團的重 要供給 物, ,
。
多 核許 昔酸 在 謝代過 程 中 起重 要 作用例
。如 、
,
,
能
是參 與
糖 的合成 等 甘 氨 谷酸氮 酸 夭 和冬 酞胺及 磷酸戊 糖途
徑。 生 的 成核 糖又 核營 是酸合 成 原 的 料 核 酸但與
其 它 質(zhì)物 代 謝的關(guān) 系 中最 要重 是的它 們 是細胞
的內(nèi) 傳物 質(zhì)遺 可通 過控 制 蛋 白質(zhì) 的 成 合影 響各種 代謝 活動,
,
總
之 細 胞 內(nèi) 四大 物 質(zhì) 在代 謝 程 中過 是彼此 影 響 相互聯(lián) 的 三 系 梭酸 循環(huán) 僅 不是各 物種
,
質(zhì)
的共 同 代謝途 徑 也是 它們之 聯(lián)間系 的橋 梁
,
。
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