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四、酶活性的調節(jié)
�。�、酶原的激活
有些酶在細胞內合成或初分泌時只是酶的無活性前體，必須在一定條件下，這些酶的前體水解一個或幾個特定的肽鍵，致使構象發(fā)生改變，表現(xiàn)出酶的活性。酶原的激活實際上是酶的活性中心形成或暴露的過程。生理意義是避免細胞產生的蛋白酶對細胞進行自身消化，并使酶在特定的部位環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內代謝正常進行。
�。�、變構酶
體內一些代謝物可以與某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地結合，使酶發(fā)生變構并改變其催化活性，有變構激活與變構抑制。
３、酶的共價修飾調節(jié)
酶蛋白肽鏈上的一些基團可與某種化學基團發(fā)生可逆的共價結合，從而改變酶的活性，這一過程稱為酶的共價修飾。在共價修飾過程中，酶發(fā)生無活性與有活性兩種形式的互變。酶的共價修飾包括磷酸化與脫磷酸化、乙�；c脫乙酰化、甲基化與脫甲基化、腺苷化與脫腺苷化等，其中以磷酸化修飾最為常見。
五、同工酶
同工酶是指催化相同的化學反應，而酶蛋白的分子結構、理化性質乃至免疫學性質不同的一組酶。同工酶是由不同基因或等位基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉錄生成的不同mRNA翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質。翻譯后經修飾生成的多分子形式不在同工酶之列。同工酶存在于同一種屬或同一個體的不同組織或同一細胞的不同亞細胞結構中。
如乳酸脫氫酶是四聚體酶。亞基有兩型：骨骼肌型（M型）和心肌型（H型）。兩型亞基以不同比例組成五種同工酶，如LDH1（HHHH)、LDH2(HHHM）等。它們具有不同的電泳速度，對同一底物表現(xiàn)不同的Km值。單個亞基無酶的催化活性。心肌、腎以LDH1為主，肝、骨骼肌以LDH5為主。
肌酸激酶是二聚體，亞基有M型（肌型）和B型（腦型）兩種。腦中含CK1（BB型）；骨骼肌中含CK3（MM型）；CK2（MB型）僅見于心肌。
第四章 維生素
一、脂溶性維生素
�。薄⒕S生素A
作用：與眼視覺有關，合成視紫紅質的原料；維持上皮組織結構完整；促進生長發(fā)育。
缺乏可引起夜盲癥、干眼病等。
�。病⒕S生素D
作用：調節(jié)鈣磷代謝，促進鈣磷吸收。
缺乏兒童引起佝僂病，成人引起軟骨病。
�。�、維生素E
作用：體內最重要的抗氧化劑，保護生物膜的結構與功能；促進血紅素代謝；動物實驗發(fā)現(xiàn)與性器官的成熟與胚胎發(fā)育有關。
４、維生素K
作用：與肝臟合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ有關。
缺乏時可引起凝血時間延長，血塊回縮不良。
二、水溶性維生素
１、維生素B1
又名硫胺素，體內的活性型為焦磷酸硫胺素（TPP）
TPP是α-酮酸氧化脫羧酶和轉酮醇酶的輔酶，并可抑制膽堿酯酶的活性，缺乏時可引起腳氣病和（或）末梢神經炎。
�。病⒕S生素B2
又名核黃素，體內的活性型為黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）
FMN和FAD是體內氧化還原酶的輔基，缺乏時可引起口角炎、唇炎、陰囊炎、眼瞼炎等癥。
�。场⒕S生素PP
包括尼克酸及尼克酰胺，肝內能將色氨酸轉變成維生素PP，體內的活性型包括尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD＋）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP＋）。
NAD＋和NADP＋在體內是多種不需氧脫氫酶的輔酶，缺乏時稱為癩皮癥，主要表現(xiàn)為皮炎、腹瀉及癡呆。
�。础⒕S生素B6
包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺，體內活性型為磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。
磷酸吡哆醛是氨基酸代謝中的轉氨酶及脫羧酶的輔酶，也是δ-氨基γ-酮戊酸（ALA）合成酶的輔酶。
�。�、泛酸
又稱遍多酸，在體內的活性型為輔酶A及酰基載體蛋白（ACP）。
在體內輔酶A及�；d體蛋白（ACP）構成�；D移酶的輔酶。
�。�、生物素
生物素是體內多種羧化酶的輔酶，如丙酮酸羧化酶，參與二氧化碳的羧化過程。
�。贰⑷~酸
以四氫葉酸的形式參與一碳基團的轉移，一碳單位在體內參加多種物質的合成，如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等。葉酸缺乏時，DNA合成受抑制，骨髓幼紅細胞DNA合成減少，造成巨幼紅細胞貧血。
�。浮⒕S生素B12
又名鈷胺素，唯一含金屬元素的維生素。
參與同型半工半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸的反應，催化這一反應的蛋氨酸合成酶（又稱甲基轉移酶）的輔基是維生素B12，它參與甲基的轉移。一方面不利于蛋氨酸的生成，同時也影響四氫葉酸的再生，最終影響嘌呤、嘧啶的合成，而導致核酸合成障礙，產生巨幼紅細胞性貧血。
�。�、維生素C
促進膠原蛋白的合成；是催化膽固醇轉變成7-α羥膽固醇反應的7-α羥化酶的輔酶；參與芳香族氨基酸的代謝；增加鐵的吸收；參與體內氧化還原反應，保護巰基等作用。
第二篇 物質代謝及其調節(jié)
第一章 糖代謝
一、糖酵解
�。�、過程：
見圖1-1
糖酵解過程中包含兩個底物水平磷酸化：一為1,3-二磷酸甘油酸轉變?yōu)?-磷酸甘油酸；二為磷酸烯醇式丙酮酸轉變?yōu)楸帷?BR> �。�、調節(jié)
�。保叮姿峁羌っ�-1
變構抑制劑：ATP、檸檬酸
變構激活劑：AMP、ADP、1，6-雙磷酸果糖（產物反饋激，比較少見）和2，6-雙磷酸果糖（最強的激活劑）。
２）丙酮酸激酶
變構抑制劑：ATP 、肝內的丙氨酸
變構激活劑：1，6-雙磷酸果糖
�。常┢咸烟羌っ�
變構抑制劑：長鏈脂酰輔酶A
注：此項無需死記硬背，理解基礎上記憶是很容易的，如知道糖酵解是產生能量的，那么有ATP等能量形式存在，則可抑制該反應，以利節(jié)能，上述的檸檬酸經三羧酸循環(huán)也是可以產生能量的，因此也起抑制作用；產物一般來說是反饋抑制的；但也有特殊，如上述的1，6-雙磷酸果糖。特殊的需要記憶，只屬少數(shù)。以下類同。關于共價修飾的調節(jié)，只需記住幾個特殊的即可，下面章節(jié)提及。
(1)糖原 1-磷酸葡萄糖
(2)葡萄糖 己糖激酶 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖6-磷酸果糖-1-激酶
ATP ADP ATP ADP
磷酸二羥丙酮
1,6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸
NAD+ NADH＋H+
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸激酶
ADP ATP ADP ATP
丙酮酸 乳酸
NADH＋H+ NAD+
注：紅色表示該酶為該反應的限速酶；藍色ATP表示消耗，紅色ATP和NADH等表示生成的能量或可以轉變?yōu)槟芰康奈镔|。以下類同。
（圖1-1）
�。场⑸硪饬x
�。保┭杆偬峁┠芰浚绕鋵∪馐湛s更為重要。若反應按（１）進行，可凈生成３分子ATP，若反應按（２）進行，可凈生成２分子ATP；另外，酵解過程中生成的２個NADH在有氧條件下經電子傳遞鏈，發(fā)生氧化磷酸化，可生成更多的ATP，但在缺氧條件下丙酮酸轉化為乳酸將消耗NADH，無NADH凈生成。
�。玻┏墒旒t細胞完全依賴糖酵解供能，神經、白細胞、骨髓等代謝極為活躍，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。
�。常┘t細胞內1，3-二磷酸甘油酸轉變成的2，３-二磷酸甘油酸可與血紅蛋白結合，使氧氣與血紅蛋白結合力下降，釋放氧氣。
�。矗┘∪庵挟a生的乳酸、丙氨酸（由丙酮酸轉變）在肝臟中能作為糖異生的原料，生成葡萄糖。
４、乳酸循環(huán)
葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖
糖 糖
異 酵
生 解
途 途
徑 徑
丙酮酸 丙酮酸
乳酸 乳酸 乳酸
(肝) (血液) (肌肉)
乳酸循環(huán)是由于肝內糖異生活躍，又有葡萄糖-6-磷酸酶可水解6-磷酸葡萄糖，釋出葡萄糖。肌肉除糖異生活性低外，又沒有葡萄糖-6-磷酸酶。
生理意義：避免損失乳酸以及防止因乳酸堆積引起酸中毒。
二、糖有氧氧化
�。薄⑦^程
1)、經糖酵解過程生成丙酮酸
2)、丙酮酸 丙酮酸脫氫酶復合體 乙酰輔酶A
NAD+ NADH＋H+
限速酶的輔酶有：TPP﹑FAD﹑NAD+﹑CoA及硫辛酸
3)、三羧酸循環(huán)
草酰乙酸＋乙酰輔酶A 檸檬酸合成酶 檸檬酸 異檸檬酸 異檸檬酸脫氫酶
NAD+ NADH＋H+
α-酮戊二酸 α-酮戊二酸脫氫酶復合體 琥珀酸酰CoA 琥珀酸
NAD+ NADH＋H+ GDP GTP
延胡索酸 蘋果酸 草酰乙酸
FAD FADH2 NAD+ NADH＋H+
三羧酸循環(huán)中限速酶α-酮戊二酸脫氫酶復合體的輔酶與丙酮酸脫氫酶復合體的輔酶同。
三羧酸循環(huán)中有一個底物水平磷酸化，即琥珀酰COA轉變成琥珀酸，生成GTP；加上糖酵解過程中的兩個，本書中共三個底物水平磷酸化。
�。�、調節(jié)
�。保┍崦摎涿笍秃象w
抑制：乙酰輔酶A、NADH、ATP
激活：AMP、鈣離子
�。玻┊悪幟仕崦摎涿负挺�-酮戊二酸脫氫酶
NADH、ATP反饋抑制
３、生理意義
�。保┗旧砉δ苁茄趸┠�。
２）三羧酸循環(huán)是體內糖、脂肪和蛋白質三大營養(yǎng)物質代謝的最終共同途徑。
�。常┤人嵫h(huán)也是三大代謝聯(lián)系的樞紐。
４、有氧氧化生成的ATP
葡萄糖有氧氧化生成的ATP
反 應 輔酶 ATP
第一階段 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 -1
6-磷酸果糖 1，6雙磷酸果糖 -1
2*3-磷酸甘油醛 2*1,3-二磷酸甘油酸 NAD+ 2*3或2*2(詳見)
2*1,3-二磷酸甘油酸 2*3-磷酸甘油酸 2*1
2*磷酸烯醇式丙酮酸 2*丙酮酸 2*1
第二階段 2*丙酮酸 2*乙酰CoA NAD+ 2*3
第三階段 2*異檸檬酸 2*α-酮戊二酸 NAD+ 2*3
2*α-酮戊二酸 2*琥珀酰CoA NAD+ 2*3
2*琥珀酰CoA 2*琥珀酸 2*1
2*琥珀酸 2*延胡索酸 FAD 2*2
2*蘋果酸 2*草酰乙酸 NAD+ 2*3
凈生成 38或36個ATP
５、巴斯德效應
有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。
三、磷酸戊糖途徑
１、 過程
6-磷酸葡萄糖
NADP+
6-磷酸葡萄糖脫氫酶
NADPH
6-磷酸葡萄糖酸內酯
6-磷酸葡萄糖酸
NADP+
NADPH
5-磷酸核酮糖
5-磷酸核糖 5-磷酸木酮糖
7-磷酸景天糖 3-磷酸甘油醛
5-磷酸木酮糖 4-磷酸赤蘚糖 6-磷酸果糖
3-磷酸甘油醛 6-磷酸果糖
6-磷酸果糖
２、生理意義
１）為核酸的生物合成提供５-磷酸核糖，肌組織內缺乏６-磷酸葡萄糖脫氫酶，磷酸核糖可經酵解途徑的中間產物３- 磷酸甘油醛和６-磷酸果糖經基團轉移反應生成。
２）提供NADPH
a.NADPH是供氫體，參加各種生物合成反應，如從乙酰輔酶A合成脂酸、膽固醇；α-酮戊二酸與NADPH及氨生成谷氨酸，谷氨酸可與其他α-酮酸進行轉氨基反應而生成相應的氨基酸。
b.NADPH是谷胱甘肽還原酶的輔酶，對維持細胞中還原型谷胱甘肽的正常含量進而保護巰基酶的活性及維持紅細胞膜完整性很重要，并可保持血紅蛋白鐵于二價。
c.NADPH參與體內羥化反應，有些羥化反應與生物合成有關，如從膽固醇合成膽汁酸、類固醇激素等；有些羥化反應則與生物轉化有關。
四、糖原合成與分解
�。薄⒑铣�
過程：
葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖 UDPG焦磷酸化酶 尿苷二磷酸葡萄糖
UTP PPi (UDPG)
糖原合成酶 (G)n+1＋UDP
(G)n
注：１）UDPG可看作是活性葡萄糖，在體內充作葡萄糖供體。
�。玻┨窃锸侵冈械募毎麅容^小的糖原分子，游離葡萄糖不能作為UDPG的葡萄糖基的接受體。
�。常┢咸烟腔D移給糖原引物的糖鏈末端，形成α-1，4糖苷鍵。在糖原合酶作用下，糖鏈只能延長，不能形成分支。當糖鏈長度達到12～18個葡萄糖基時，分支酶將約6～7個葡萄糖基轉移至鄰近的糖鏈上，以α-1，6糖苷鍵相接。
調節(jié)：糖原合成酶的共價修飾調節(jié)。
２、分解
過程：
(G)n+1磷酸化酶 (G)n＋1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸酶 G＋Pi
注：１）磷酸化酶只能分解α-1，4糖苷鍵，對α-1，6糖苷鍵無作用。
�。玻┨擎湻纸庵岭x分支處約４個葡萄基時，轉移酶把３個葡萄基轉移至鄰近糖鏈的末端，仍以α-1，4糖苷鍵相接，剩下１個以α-1，6糖苷鍵與糖鏈形成分支的葡萄糖基被α-1，6葡萄糖苷酶水解成游離葡萄糖。轉移酶與α-1，6葡萄糖苷酶是同一酶的兩種活性，合稱脫支酶。
３）最終產物中約85％為1-磷酸葡萄糖，其余為游離葡萄糖。
調節(jié)：磷酸化酶受共價修飾調節(jié)，葡萄糖起變構抑制作用。
五、糖異生途徑
１、 過程
乳酸 丙氨酸等生糖氨基酸
NADH
丙酮酸 丙酮酸
ATP 丙酮酸 丙酮酸
丙酮酸羧化酶
草酰乙酸 草酰乙酸 (線粒體內)
天冬氨酸 蘋果酸
GTP 天冬氨酸
NADH
草酰乙酸 蘋果酸
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
磷酸烯醇式丙酮酸
2-磷酸甘油酸 (胞液)
ATP 3-磷酸甘油酸
NADH 1，3-二磷酸甘油酸 甘油 ATP
3-磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油
NADH
1,6-雙磷酸果糖
果糖雙磷酸酶
6-磷酸果糖
6-磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖 糖原
葡萄糖-6-磷酸酶
葡萄糖
注意：１）糖異生過程中丙酮酸不能直接轉變?yōu)榱姿嵯┐际奖�，需經過草酰乙酸的中間步驟，由于草酰乙酸羧化酶僅存在于線粒體內，故胞液中的丙酮酸必須進入線粒體，才能羧化生成草酰乙酸。但是，草酰乙酸不能直接透過線粒體膜，需借助兩種方式將其轉運入胞液：一是經蘋果酸途徑，多數(shù)為以丙酮酸或生糖氨基酸為原料異生成糖時；另一種是經天冬氨酸途徑，多數(shù)為乳酸為原料異生成糖時。
２）在糖異生過程中，1，3-二磷酸甘油酸還原成3-磷酸甘油醛時，需NADH，當以乳酸為原料異生成糖時，其脫氫生成丙酮酸時已在胞液中產生了NADH以供利用；而以生糖氨基酸為原料進行糖異生時，NADH則必須由線粒體內提供，可來自脂酸β-氧化或三羧酸循環(huán)。
３）甘油異生成糖耗一個ATP，同時也生成一個NADH
２、 調節(jié)
2,6-雙磷酸果糖的水平是肝內調節(jié)糖的分解或糖異生反應方向的主要信號，糖酵解加強，則糖異生減弱；反之亦然。
３、 生理意義
１）空腹或饑餓時依賴氨基酸、甘油等異生成糖，以維持血糖水平恒定。
２）補充肝糖原，攝入的相當一部分葡萄糖先分解成丙酮酸、乳酸等三碳化合物，后者再異生成糖原。合成糖原的這條途徑稱三碳途徑。
３）調節(jié)酸堿平衡，長期饑餓進，腎糖異生增強，有利于維持酸堿平衡。
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