生物化学知识点总结及习题

第一章 氨基酸和蛋白质

一、组成蛋白质的20种氨基酸的分类 １、非极性氨基酸

包括：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸 ２、极性氨基酸

极性中性氨基酸：色氨酸、酪氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸

酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸

碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸

其中：属于芳香族氨基酸的是：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸 属于亚氨基酸的是：脯氨酸

含硫氨基酸包括：半胱氨酸、蛋氨酸

注意：在识记时可以只记第一个字，如碱性氨基酸包括：赖精组

二、氨基酸的理化性质 １、两性解离及等电点

氨基酸分子中有游离的氨基和游离的羧基，能与酸或碱类物质结合成盐，故它是一种两性电解质。在某一ＰＨ的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的ＰＨ称为该氨基酸的等电点。 ２、氨基酸的紫外吸收性质

芳香族氨基酸在280nm波长附近有最大的紫外吸收峰，由于大多数蛋白质含有这些氨基酸残基，氨基酸残基数与蛋白质含量成正比，故通过对280nm波长的紫外吸光度的测量可对蛋白质溶液进行定量分析。 ３、茚三酮反应

氨基酸的氨基与茚三酮水合物反应可生成蓝紫色化合物，此化合物最大吸收峰在

570nm波长处。由于此吸收峰值的大小与氨基酸释放出的氨量成正比，因此可作为氨基酸定量分析方法。

三、肽

两分子氨基酸可借一分子所含的氨基与另一分子所带的羧基脱去１分子水缩合成最简单的二肽。二肽中游离的氨基和羧基继续借脱水作用缩合连成多肽。10个以内氨基酸连接而成多肽称为寡肽；39个氨基酸残基组成的促肾上腺皮质激素称为多肽；51个氨基酸残基组成的胰岛素归为蛋白质。

多肽连中的自由氨基末端称为Ｎ端，自由羧基末端称为Ｃ端，命名从Ｎ端指向Ｃ端。 人体内存在许多具有生物活性的肽，重要的有：

谷胱甘肽（GSH）：是由谷、半胱和甘氨酸组成的三肽。半胱氨酸的巯基是该化合物的主要功能基团。GSH的巯基具有还原性，可作为体内重要的还原剂保护体内蛋白质或酶分子中巯基免被氧化，使蛋白质或酶处于活性状态。

四、蛋白质的分子结构

１、蛋白质的一级结构：即蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。 主要化学键：肽键，有些蛋白质还包含二硫键。

２、蛋白质的高级结构：包括二级、三级、四级结构。

１）蛋白质的二级结构：指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是该段肽链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。二级结构以一级结构为基础，多为短距离效应。可分为：

α-螺旋：多肽链主链围绕中心轴呈有规律地螺旋式上升，顺时钟走向，即右手螺旋，

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每隔3.6个氨基酸残基上升一圈，螺距为0.540nm。α-螺旋的每个肽键的Ｎ-Ｈ和第四个肽键的羧基氧形成氢键，氢键的方向与螺旋长轴基本平形。

β-折叠：多肽链充分伸展，各肽键平面折叠成锯齿状结构，侧链Ｒ基团交错位于锯齿状结构上下方；它们之间靠链间肽键羧基上的氧和亚氨基上的氢形成氢键维系构象稳定． β-转角：常发生于肽链进行180度回折时的转角上，常有４个氨基酸残基组成，第二个残基常为脯氨酸。

无规卷曲：无确定规律性的那段肽链。 主要化学键：氢键。

２）蛋白质的三级结构：指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，显示为长距离效应。

主要化学键：疏水键（最主要）、盐键、二硫键、氢键、范德华力。

３）蛋白质的四级结构：对蛋白质分子的二、三级结构而言，只涉及一条多肽链卷曲而成的蛋白质。在体内有许多蛋白质分子含有二条或多条肽链，每一条多肽链都有其完整的三级结构，称为蛋白质的亚基，亚基与亚基之间呈特定的三维空间排布，并以非共价键相连接。这种蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，为四级结构。由一条肽链形成的蛋白质没有四级结构。 主要化学键：疏水键、氢键、离子键

五、蛋白质结构与功能关系

１、蛋白质一级结构是空间构象和特定生物学功能的基础。一级结构相似的多肽或蛋白质，其空间构象以及功能也相似。 尿素或盐酸胍可破坏次级键 β-巯基乙醇可破坏二硫键

２、蛋白质空间结构是蛋白质特有性质和功能的结构基础。

肌红蛋白：只有三级结构的单链蛋白质，易与氧气结合，氧解离曲线呈直角双曲线。 血红蛋白：具有４个亚基组成的四级结构，可结合４分子氧。成人由两条α-肽链（141个氨基酸残基）和两条β-肽链（146个氨基酸残基）组成。在氧分压较低时，与氧气结合较难，氧解离曲线呈Ｓ状曲线。因为：第一个亚基与氧气结合以后，促进第二及第三个亚基与氧气的结合，当前三个亚基与氧气结合后，又大大促进第四个亚基与氧气结合，称正协同效应。结合氧后由紧张态变为松弛态。

六、蛋白质的理化性质

１、蛋白质的两性电离：蛋白质两端的氨基和羧基及侧链中的某些基团，在一定的溶液ＰＨ条件下可解离成带负电荷或正电荷的基团。

２、蛋白质的沉淀：在适当条件下，蛋白质从溶液中析出的现象。包括： a.丙酮沉淀，破坏水化层。也可用乙醇。

b.盐析，将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等加入蛋白质溶液，破坏在水溶液中的稳定因素电荷而沉淀。

３、蛋白质变性：在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。主要为二硫键和非共价键的破坏，不涉及一级结构的改变。变性后，其溶解度降低，粘度增加，结晶能力消失，生物活性丧失，易被蛋白酶水解。常见的导致变性的因素有：加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂、超声波、紫外线、震荡等。

４、蛋白质的紫外吸收：由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm处有特征性吸收峰，可用蛋白质定量测定。 ５、蛋白质的呈色反应

a.茚三酮反应：经水解后产生的氨基酸可发生此反应，详见二、３

b. 双缩脲反应：蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸酮共热，呈现紫色或红色。氨基酸不出现此反应。蛋白质水解加强，氨基酸浓度升高，双缩脲呈色深度下降，可检测蛋白质水解程度。

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七、蛋白质的分离和纯化 １、沉淀，见六、２

２、电泳：蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的，在电场中能向电场的正极或负极移动。根据支撑物不同，有薄膜电泳、凝胶电泳等。

３、透析：利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。 ４、层析：

a.离子交换层析，利用蛋白质的两性游离性质，在某一特定ＰＨ时，各蛋白质的电荷量及性质不同，故可以通过离子交换层析得以分离。如阴离子交换层析，含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来。

b.分子筛，又称凝胶过滤。小分子蛋白质进入孔内，滞留时间长，大分子蛋白质不能时入孔内而径直流出。

５、超速离心：既可以用来分离纯化蛋白质也可以用作测定蛋白质的分子量。不同蛋白质其密度与形态各不相同而分开。

八、多肽链中氨基酸序列分析

a.分析纯化蛋白质的氨基酸残基组成

（蛋白质水解为个别氨基酸，测各氨基酸的量及在蛋白质中的百分组成） ↓

测定肽链头、尾的氨基酸残基 二硝基氟苯法（DNP法）

头端 尾端 羧肽酶Ａ、Ｂ、Ｃ法等 丹酰氯法 ↓

水解肽链，分别分析

胰凝乳蛋白酶（糜蛋白酶）法：水解芳香族氨基酸的羧基侧肽键 胰蛋白酶法：水解赖氨酸、精氨酸的羧基侧肽键 溴化脯法：水解蛋氨酸羧基侧的肽键 ↓

Edman降解法测定各肽段的氨基酸顺序

（氨基末端氨基酸的游离α-氨基与异硫氰酸苯酯反应形成衍生物，用层析法鉴定

氨基酸种类）

b.通过核酸推演氨基酸序列。

第二章 核酸的结构与功能

一、核酸的分子组成：基本组成单位是核苷酸，而核苷酸则由碱基、戊糖和磷酸三种成分连接而成。

两类核酸：脱氧核糖核酸（DNA），存在于细胞核和线粒体内。 核糖核酸（RNA），存在于细胞质和细胞核内。 １、碱基：

NH2 NH2 O CH3 O O

O O O NH2

胞嘧啶 胸腺嘧啶 尿嘧啶 鸟嘌呤 腺嘌呤

嘌呤和嘧啶环中均含有共轭双键，因此对波长260nm左右的紫外光有较强吸收，这一重要的理化性质被用于对核酸、核苷酸、核苷及碱基进行定性定量分析。

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２、戊糖：DNA分子的核苷酸的 糖是β-D-2-脱氧核糖，RNA中为β-D-核糖。 ３、磷酸：生物体内多数核苷酸的磷酸基团位于核糖的第五位碳原子上。

二、核酸的一级结构

核苷酸在多肽链上的排列顺序为核酸的一级结构，核苷酸之间通过3′，5′磷酸二酯键连接。

三、DNA的空间结构与功能 １、DNA的二级结构

DNA双螺旋结构是核酸的二级结构。双螺旋的骨架由 糖和磷酸基构成，两股链之间的碱基互补配对，是遗传信息传递者，DNA半保留复制的基础，结构要点：

a.DNA是一反向平行的互补双链结构 亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧，而碱基位于内侧，碱基之间以氢键相结合，其中，腺嘌呤始终与胸腺嘧啶配对，形成两个氢键，鸟嘌呤始终与胞嘧啶配对，形成三个氢键。

b.DNA是右手螺旋结构 螺旋直径为2nm。每旋转一周包含了10个碱基，每个碱基的旋转角度为36度。螺距为3.4nm，每个碱基平面之间的距离为0.34nm。

c.DNA双螺旋结构稳定的维系 横向靠互补碱基的氢键维系，纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持，尤以后者为重要。 ２、DNA的三级结构

三级结构是在双螺旋基础上进一步扭曲形成超螺旋，使体积压缩。在真核生物细胞核内，DNA三级结构与一组组蛋白共同组成核小体。在核小体的基础上，DNA链经反复折叠形成染色体。 ３、功能

DNA的基本功能就是作为生物遗传信息复制的模板和基因转录的模板，它是生命遗传繁殖的物质基础，也是个体生命活动的基础。

DNA中的核糖和磷酸构成的分子骨架是没有差别的，不同区段的DNA分子只是碱基的排列顺序不同。

四、RNA的空间结构与功能

DNA是遗传信息的载体，而遗传作用是由蛋白质功能来体现的，在两者之间RNA起着中介作用。其种类繁多，分子较小，一般以单链存在，可有局部二级结构，各类RNA在遗传信息表达为氨基酸序列过程中发挥不同作用。如：

名 称 功 能 核蛋白体RNA (rRNA) 核蛋白体组成成分 信使RNA (mRNA) 蛋白质合成模板 转运RNA (tRNA) 转运氨基酸 不均一核RNA (HnRNA) 成熟mRNA的前体 小核RNA (SnRNA) 参与HnRNA的剪接、转运 小核仁RNA (SnoRNA) rRNA的加工和修饰

１、信使RNA（半衰期最短）

１）hnRNA为mRNA的初级产物，经过剪接切除内含子，拼接外显子，成为成熟的mRNA并移位到细胞质

２）大多数的真核mRNA在转录后５′末端加上一个７-甲基鸟嘌呤及三磷酸鸟苷帽子，帽子结构在mRNA作为模板翻译成蛋白质的过程中具有促进核蛋白体与mRNA的结合，加速翻译起始速度的作用，同时可以增强mRNA的稳定性。３′末端多了一个多聚腺苷酸尾巴，可能与mRNA从核内向胞质的转位及mRNA的稳定性有关。

３）功能是把核内DNA的碱基顺序，按照碱基互补的原则，抄录并转送至胞质，以决定蛋白质合成的氨基酸排列顺序。mRNA分子上每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一

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个氨基酸，为三联体密码。

２、转运RNA（分子量最小）

１）tRNA分子中含有10％～20％稀有碱基，包括双氢尿嘧啶，假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。

２）二级结构为三叶草形，位于左右两侧的环状结构分别称为DHU环和Tψ环，位于下方的环叫作反密码环。反密码环中间的3个碱基为反密码子，与mRNA上相应的三联体密码子形成碱基互补。所有tRNA3′末端均有相同的CCA-OH结构。 ３）三级结构为倒L型。

４）功能是在细胞蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的戴本并将其转呈给mRNA。 ３、核蛋白体RNA（含量最多）

１）原核生物的rRNA的小亚基为16S，大亚基为5S、23S；真核生物的rRNA的小亚基为18S，大亚基为5S、5.8S、28S。真核生物的18SrRNA的二级结构呈花状。 ２）rRNA与核糖体蛋白共同构成核糖体，它是蛋白质合成机器－－核蛋白体的组成成分，参与蛋白质的合成。

４、核酶：某些RNA 分子本身具有自我催化能，可以完成rRNA的剪接。这种具有催化作用的RNA称为核酶。

五、核酸的理化性质 １、DNA的变性

在某些理化因素作用下，如加热，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，使DNA双螺旋结构松散，变成单链，即为变性。监测是否发生变性的一个最常用的指标是DNA在紫外区260nm波长处的吸光值变化。解链过程中，吸光值增加，并与解链程度有一定的比例关系，称为DNA的增色效应。紫外光吸收值达到最大值的50％时的温度称为DNA的解链温度（Tm），一种DNA分子的Tm值大小与其所含碱基中的G＋C比例相关，G＋C比例越高，Tm值越高。 ２、DNA的复性和杂交

变性DNA在适当条件下，两条互补链可重新恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性，其过程为退火，产生减色效应。不同来源的核酸变性后，合并一起复性，只要这些核苷酸序列可以形成碱基互补配对，就会形成杂化双链，这一过程为杂交。杂交可发生于DNA－DNA之间，RNA－RNA之间以及RNA－DNA之间。

六、核酸酶（注意与核酶区别）

指所有可以水解核酸的酶，在细胞内催化核酸的降解。可分为DNA酶和RNA酶；外切酶和内切酶；其中一部分具有严格的序列依赖性，称为性内切酶。

第三章 酶 一、酶的组成

单纯酶：仅由氨基酸残基构成的酶。 结合酶：酶蛋白：决定反应的特异性；

辅助因子：决定反应的种类与性质；可以为金属离子或小分子有机化合物。 可分为辅酶：与酶蛋白结合疏松，可以用透析或超滤方法除去。 辅基：与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤方法除去。

酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为全酶，只有全酶才有催化作用。

参与组成辅酶的维生素 转移的基团 辅酶或辅基 所含维生素 氢原子 醛基

NAD+﹑NADP+ FMN﹑FAD TPP 5

尼克酰胺（维生素PP） 维生素B2 维生素B1 酰基 烷基 二氧化碳 氨基 甲基、等一碳单位 辅酶A﹑硫辛酸 钴胺类辅酶类 生物素 磷酸吡哆醛 四氢叶酸 泛酸、硫辛酸 维生素B12 生物素 吡哆醛（维生素B6） 叶酸

二、酶的活性中心

酶的活性中心由酶作用的必需基团组成，这些必需基团在空间位置上接近组成特定的空间结构，能与底物特异地结合并将底物转化为产物。对结合酶来说，辅助因子参与酶活性中心的组成。但有一些必需基团并不参加活性中心的组成。

三、酶反应动力学

酶促反应的速度取决于底物浓度、酶浓度、PH、温度、激动剂和抑制剂等。 １、底物浓度

１）在底物浓度较低时，反应速度随底物浓度的增加而上升，加大底物浓度，反应速度趋缓，底物浓度进一步增高，反应速度不再随底物浓度增大而加快，达最大反应速度，此时酶的活性中心被底物饱合。 ２）米氏方程式

V＝Vmax［S］／Km＋［S］

a.米氏常数Km值等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度。 b.Km值愈小，酶与底物的亲和力愈大。

c.Km值是酶的特征性常数之一，只与酶的结构、酶所催化的底物和反应环境如温度、PH、离子强度有关，与酶的浓度无关。

d.Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度呈正比。 ２、酶浓度

在酶促反应系统中，当底物浓度大大超过酶浓度，使酶被底物饱和时，反应速度与酶的浓度成正比关系。 ３、温度

温度对酶促反应速度具有双重影响。升高温度一方面可加快酶促反应速度，同时也增加酶的变性。酶促反应最快时的环境温度称为酶促反应的最适温度。酶的活性虽然随温度的下降而降低，但低温一般不使酶破坏。

酶的最适温度不是酶的特征性常数，它与反应进行的时间有关。 ４、PH

酶活性受其反应环境的PH影响，且不同的酶对PH有不同要求，酶活性最大的某一PH值为酶的最适PH值，如胃蛋白酶的最适PH约为1.8，肝精氨酸酶最适PH为9.8，但多数酶的最适PH接近中性。

最适PH不是酶的特征性常数，它受底物浓度、缓冲液的种类与浓度、以及酶的纯度等因素影响。 ５、激活剂

使酶由无活性或使酶活性增加的物质称为酶的激活剂，大多为金属离子，也有许多有机化合物激活剂。分为必需激活剂和非必需激活剂。 ６、抑制剂

凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质统称为酶的抑制剂。大多与酶的活性中心内、外必需基团相结合，从而抑制酶的催化活性。可分为：

１）不可逆性抑制剂：以共价键与酶活性中心上的必需基团相结合，使酶失活。此种抑制剂不能用透析、超滤等方法去除。又可分为：

a.专一性抑制剂：如农药敌百虫、敌敌畏等有机磷化合物能特民地与胆碱酯酶活性中心丝氨酸残基的羟基结合，使酶失活，解磷定可解除有机磷化合物对羟基酶的抑制作用。

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b.非专一性抑制剂：如低浓度的重金属离子如汞离子、银离子可与酶分子的巯基结合，使酶失活，二巯基丙醇可解毒。化学毒气路易士气是一种含砷的化合物，能抑制体内的巯基酶而使人畜中毒。

２）可逆性抑制剂：通常以非共价键与酶和（或）酶－底物复合物可逆性结合，使酶活性降低或消失。采用透析或超滤的方法可将抑制剂除去，使酶恢复活性。可分为： a.竞争性抑制剂：与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶与底物结合形成中间产物。如丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用；磺胺类药物由于化学结构与对氨基苯甲酸相似，是二氢叶酸合成酶的竞争抑制剂，抑制二氢叶酸的合成；许多抗代谢的抗癌药物，如氨甲蝶呤（MTX）、5-氟尿嘧啶（５-FU ）、6-巯基嘌呤（6-MP)等，几乎都是酶的竞争性抑制剂，分别抑制四氢叶酸、脱氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成。 Vmax不变，Km值增大

b.非竞争性抑制剂：与酶活性中心外的必需基团结合，不影响酶与底物的结合，酶和底物的结合也不影响与抑制剂的结合。 Vmax降低，Km值不变 c.反竞争性抑制剂：仅与酶和底物形成的中间产物结合，使中间产物的量下降。 Vmax、 Km均降低

四、酶活性的调节 １、酶原的激活

有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，必须在一定条件下，这些酶的前体水解一个或几个特定的肽键，致使构象发生改变，表现出酶的活性。酶原的激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。生理意义是避免细胞产生的蛋白酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。 ２、变构酶

体内一些代谢物可以与某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地结合，使酶发生变构并改变其催化活性，有变构激活与变构抑制。 ３、酶的共价修饰调节

酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，这一过程称为酶的共价修饰。在共价修饰过程中，酶发生无活性与有活性两种形式的互变。酶的共价修饰包括磷酸化与脱磷酸化、乙酰化与脱乙酰化、甲基化与脱甲基化、腺苷化与脱腺苷化等，其中以磷酸化修饰最为常见。

五、同工酶

同工酶是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。同工酶是由不同基因或等位基因编码的多肽链，或由同一基因转录生成的不同mRNA翻译的不同多肽链组成的蛋白质。翻译后经修饰生成的多分子形式不在同工酶之列。同工酶存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中。 如乳酸脱氢酶是四聚体酶。亚基有两型：骨骼肌型（M型）和心肌型（H型）。两型亚基以不同比例组成五种同工酶，如LDH1（HHHH)、LDH2(HHHM）等。它们具有不同的电泳速度，对同一底物表现不同的Km值。单个亚基无酶的催化活性。心肌、肾以LDH1为主，肝、骨骼肌以LDH5为主。

肌酸激酶是二聚体，亚基有M型（肌型）和B型（脑型）两种。脑中含CK1（BB型）；骨骼肌中含CK3（MM型）；CK2（MB型）仅见于心肌。

第四章 维生素

一、脂溶性维生素 １、维生素A

作用：与眼视觉有关，合成视紫红质的原料；维持上皮组织结构完整；促进生长发育。

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缺乏可引起夜盲症、干眼病等。 ２、维生素D

作用：调节钙磷代谢，促进钙磷吸收。 缺乏儿童引起佝偻病，成人引起软骨病。 ３、维生素E

作用：体内最重要的抗氧化剂，保护生物膜的结构与功能；促进血红素代谢；动物实验发现与性器官的成熟与胚胎发育有关。 ４、维生素K

作用：与肝脏合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ有关。 缺乏时可引起凝血时间延长，血块回缩不良。

二、水溶性维生素 １、维生素B1

又名硫胺素，体内的活性型为焦磷酸硫胺素（TPP）

TPP是α-酮酸氧化脱羧酶和转酮醇酶的辅酶，并可抑制胆碱酯酶的活性，缺乏时可引起脚气病和（或）末梢神经炎。 ２、维生素B2

又名核黄素，体内的活性型为黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD） FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基，缺乏时可引起口角炎、唇炎、阴囊炎、眼睑炎等症。

３、维生素PP

包括尼克酸及尼克酰胺，肝内能将色氨酸转变成维生素PP，体内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＋在体内是多种不需氧脱氢酶的辅酶，缺乏时称为癞皮症，主要表现为皮炎、腹泻及痴呆。 ４、维生素B6

包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺，体内活性型为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。 磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中的转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是δ-氨基γ-酮戊酸（ALA）合成酶的辅酶。 ５、泛酸

又称遍多酸，在体内的活性型为辅酶A及酰基载体蛋白（ACP）。 在体内辅酶A及酰基载体蛋白（ACP）构成酰基转移酶的辅酶。 ６、生物素

生物素是体内多种羧化酶的辅酶，如丙酮酸羧化酶，参与二氧化碳的羧化过程。 ７、叶酸

以四氢叶酸的形式参与一碳基团的转移，一碳单位在体内参加多种物质的合成，如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等。叶酸缺乏时，DNA合成受抑制，骨髓幼红细胞DNA合成减少，造成巨幼红细胞贫血。 ８、维生素B12

又名钴胺素，唯一含金属元素的维生素。

参与同型半工半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸的反应，催化这一反应的蛋氨酸合成酶（又称甲基转移酶）的辅基是维生素B12，它参与甲基的转移。一方面不利于蛋氨酸的生成，同时也影响四氢叶酸的再生，最终影响嘌呤、嘧啶的合成，而导致核酸合成障碍，产生巨幼红细胞性贫血。 ９、维生素C

促进胶原蛋白的合成；是催化胆固醇转变成7-α羟胆固醇反应的7-α羟化酶的辅酶；参与芳香族氨基酸的代谢；增加铁的吸收；参与体内氧化还原反应，保护巯基等作用。

第二篇 物质代谢及其调节

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第一章 糖代谢

一、糖酵解 １、过程： 见图1-1

糖酵解过程中包含两个底物水平磷酸化：一为1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸；二为磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸。 ２、调节

１）６－磷酸果糖激酶-1 变构抑制剂：ATP、柠檬酸

变构激活剂：AMP、ADP、1，6-双磷酸果糖（产物反馈激，比较少见）和2，6-双磷酸果糖（最强的激活剂）。 ２）丙酮酸激酶

变构抑制剂：ATP 、肝内的丙氨酸 变构激活剂：1，6-双磷酸果糖 ３）葡萄糖激酶

变构抑制剂：长链脂酰辅酶A

注：此项无需死记硬背，理解基础上记忆是很容易的，如知道糖酵解是产生能量的，那么有ATP等能量形式存在，则可抑制该反应，以利节能，上述的柠檬酸经三羧酸循环也是可以产生能量的，因此也起抑制作用；产物一般来说是反馈抑制的；但也有特殊，如上述的1，6-双磷酸果糖。特殊的需要记忆，只属少数。以下类同。关于共价修饰的调节，只需记住几个特殊的即可，下面章节提及。

(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 磷酸二羟丙酮 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：红色表示该酶为该反应的限速酶；蓝色ATP表示消耗，红色ATP和NADH等表示生成的能量或可以转变为能量的物质。以下类同。

（图1-1）

３、生理意义

１）迅速提供能量，尤其对肌肉收缩更为重要。若反应按（１）进行，可净生成３分子ATP，若反应按（２）进行，可净生成２分子ATP；另外，酵解过程中生成的２个NADH在有氧条件下经电子传递链，发生氧化磷酸化，可生成更多的ATP，但在缺氧条件下丙酮酸转化为乳酸将消耗NADH，无NADH净生成。

２）成熟红细胞完全依赖糖酵解供能，神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。

３）红细胞内1，3-二磷酸甘油酸转变成的2，３-二磷酸甘油酸可与血红蛋白结合，使氧气与血红蛋白结合力下降，释放氧气。

４）肌肉中产生的乳酸、丙氨酸（由丙酮酸转变）在肝脏中能作为糖异生的原料，生成葡萄糖。

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４、乳酸循环

葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 糖 糖 异 酵 生 解 途 途

径 径 丙酮酸 丙酮酸

乳酸 乳酸 乳酸

(肝) (血液) (肌肉) 乳酸循环是由于肝内糖异生活跃，又有葡萄糖-6-磷酸酶可水解6-磷酸葡萄糖，释出葡萄糖。肌肉除糖异生活性低外，又没有葡萄糖-6-磷酸酶。

生理意义：避免损失乳酸以及防止因乳酸堆积引起酸中毒。

二、糖有氧氧化 １、过程

1)、经糖酵解过程生成丙酮酸

2)、丙酮酸 丙酮酸脱氢酶复合体 乙酰辅酶A NAD+ NADH＋H+ 限速酶的辅酶有：TPP﹑FAD﹑NAD+﹑CoA及硫辛酸 3)、三羧酸循环

草酰乙酸＋乙酰辅酶A 柠檬酸合成酶 柠檬酸 异柠檬酸 异柠檬酸脱氢酶 NAD+ NADH＋H+ α-酮戊二酸 α-酮戊二酸脱氢酶复合体 琥珀酸酰CoA 琥珀酸 NAD+ NADH＋H+ GDP GTP

延胡索酸 苹果酸 草酰乙酸 FAD FADH2 NAD+ NADH＋H+

三羧酸循环中限速酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体的辅酶与丙酮酸脱氢酶复合体的辅酶同。

三羧酸循环中有一个底物水平磷酸化，即琥珀酰COA转变成琥珀酸，生成GTP；加上糖酵解过程中的两个，本书三个底物水平磷酸化。 ２、调节

１）丙酮酸脱氢酶复合体

抑制：乙酰辅酶A、NADH、ATP 激活：AMP、钙离子

２）异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶 NADH、ATP反馈抑制 ３、生理意义

１）基本生理功能是氧化供能。

２）三羧酸循环是体内糖、脂肪和蛋白质三大营养物质代谢的最终共同途径。 ３）三羧酸循环也是三大代谢联系的枢纽。

４、有氧氧化生成的ATP

葡萄糖有氧氧化生成的ATP ATP 反 应 辅酶 第一阶段 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 1，6双磷酸果糖

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-1 -1 2*3-磷酸甘油醛 2*1,3-二磷酸甘油酸 2*1,3-二磷酸甘油酸 2*3-磷酸甘油酸 2*磷酸烯醇式丙酮酸 2*丙酮酸 第二阶段 2*丙酮酸 2*乙酰CoA 第三阶段 2*异柠檬酸 2*α-酮戊二酸 2*α-酮戊二酸 2*琥珀酰CoA 2*琥珀酰CoA 2*琥珀酸 2*琥珀酸 2*延胡索酸 2*苹果酸 2*草酰乙酸 NAD+ NAD+ NAD+ NAD+ FAD NAD+ 2*3或2*2(详见) 2*1 2*1 2*3 2*3 2*3 2*1 2*2 2*3 净生成 38或36个ATP ５、巴斯德效应 有氧氧化抑制糖酵解的现象。

三、磷酸戊糖途径

１、过程

6-磷酸葡萄糖 NADP+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶 NADPH 6-磷酸葡萄糖酸内酯

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-磷酸赤藓糖 6-磷酸果糖

3-磷酸甘油醛 6-磷酸果糖

6-磷酸果糖

２、生理意义

１）为核酸的生物合成提供５-磷酸核糖，肌组织内缺乏６-磷酸葡萄糖脱氢酶，磷酸核糖可经酵解途径的中间产物３- 磷酸甘油醛和６-磷酸果糖经基团转移反应生成。 ２）提供NADPH

a.NADPH是供氢体，参加各种生物合成反应，如从乙酰辅酶A合成脂酸、胆固醇；α-酮戊二酸与NADPH及氨生成谷氨酸，谷氨酸可与其他α-酮酸进行转氨基反应而生成相应的氨基酸。

b.NADPH是谷胱甘肽还原酶的辅酶，对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量进而保护巯基酶的活性及维持红细胞膜完整性很重要，并可保持血红蛋白铁于二价。

c.NADPH参与体内羟化反应，有些羟化反应与生物合成有关，如从胆固醇合成胆汁酸、类固醇激素等；有些羟化反应则与生物转化有关。

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四、糖原合成与分解 １、合成

过程：

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，在体内充作葡萄糖供体。

２）糖原引物是指原有的细胞内较小的糖原分子，游离葡萄糖不能作为UDPG的葡萄糖基的接受体。

３）葡萄糖基转移给糖原引物的糖链末端，形成α-1，4糖苷键。在糖原合酶作用下，糖链只能延长，不能形成分支。当糖链长度达到12～18个葡萄糖基时，分支酶将约6～7个葡萄糖基转移至邻近的糖链上，以α-1，6糖苷键相接。 调节：糖原合成酶的共价修饰调节。 ２、分解

过程：

(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糖苷键，对α-1，6糖苷键无作用。

２）糖链分解至离分支处约４个葡萄基时，转移酶把３个葡萄基转移至邻近糖链的末端，仍以α-1，4糖苷键相接，剩下１个以α-1，6糖苷键与糖链形成分支的葡萄糖基被α-1，6葡萄糖苷酶水解成游离葡萄糖。转移酶与α-1，6葡萄糖苷酶是同一酶的两种活性，合称脱支酶。

３）最终产物中约85％为1-磷酸葡萄糖，其余为游离葡萄糖。 调节：磷酸化酶受共价修饰调节，葡萄糖起变构抑制作用。

五、糖异生途径 １、过程

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 (线粒体内)

天冬氨酸 苹果酸

GTP 天冬氨酸 NADH

草酰乙酸 苹果酸 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

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3-磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油

NADH

1,6-双磷酸果糖

果糖双磷酸酶 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）糖异生过程中丙酮酸不能直接转变为磷酸烯醇式丙酮酸，需经过草酰乙酸的中间步骤，由于草酰乙酸羧化酶仅存在于线粒体内，故胞液中的丙酮酸必须进入线粒体，才能羧化生成草酰乙酸。但是，草酰乙酸不能直接透过线粒体膜，需借助两种方式将其转运入胞液：一是经苹果酸途径，多数为以丙酮酸或生糖氨基酸为原料异生成糖时；另一种是经天冬氨酸途径，多数为乳酸为原料异生成糖时。

２）在糖异生过程中，1，3-二磷酸甘油酸还原成3-磷酸甘油醛时，需NADH，当以乳酸为原料异生成糖时，其脱氢生成丙酮酸时已在胞液中产生了NADH以供利用；而以生糖氨基酸为原料进行糖异生时，NADH则必须由线粒体内提供，可来自脂酸β-氧化或三羧酸循环。

３）甘油异生成糖耗一个ATP，同时也生成一个NADH ２、调节

2,6-双磷酸果糖的水平是肝内调节糖的分解或糖异生反应方向的主要信号，糖酵解加强，则糖异生减弱；反之亦然。 ３、生理意义

１）空腹或饥饿时依赖氨基酸、甘油等异生成糖，以维持血糖水平恒定。

２）补充肝糖原，摄入的相当一部分葡萄糖先分解成丙酮酸、乳酸等三碳化合物，后者再异生成糖原。合成糖原的这条途径称三碳途径。

３）调节酸碱平衡，长期饥饿进，肾糖异生增强，有利于维持酸碱平衡。

第二章 脂类代谢

一、甘油三酯的合成代谢

合成部位：肝、脂肪组织、小肠，其中肝的合成能力最强。 合成原料：甘油、脂肪酸

１、甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）

2-甘油一酯 脂酰CoA转移酶 1,2-甘油二酯 脂酰CoA转移酶 甘油三酯 脂酰CoA 脂酰CoA ２、甘油二酯途径（肝细胞及脂肪细胞）

葡萄糖 3-磷酸甘油 脂酰CoA转移酶 1脂酰-3-磷酸甘油 脂酰CoA转移酶 脂酰CoA 脂酰CoA 磷脂酸 磷脂酸磷酸酶 1,2甘油二酯 脂酰CoA转移酶 甘油三酯 脂酰CoA

二、甘油三酯的分解代谢

１、脂肪的动员 储存在脂肪细胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（FFA）及甘油并释放入血以供其它组织氧化利用的过程。

甘油三酯 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 甘油二酯 甘油一酯 甘油 ＋FFA ＋FFA ＋FFA α-磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 糖酵解或糖异生途径 ２、脂肪酸的β-氧化

１）脂肪酸活化（胞液中）

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脂酸 脂酰CoA合成酶 脂酰CoA（含高能硫酯键） ATP AMP ２）脂酰CoA进入线粒体 脂酰CoA 肉毒碱 线 肉毒碱 脂酰CoA 肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ 粒 酶Ⅱ CoASH 脂酰肉毒碱 体 脂酰肉毒碱 CoASH ３）脂肪酸β-氧化

脂酰CoA进入线粒体基质后，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解等四步连续反应，生成1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA、1分子乙酰CoA、1分子FADH2和1分子NADH。以上生成的比原来少2个碳原子的脂酰CoA，可再进行脱氢、加水、再脱氢及硫解反应。如此反复进行，以至彻底。 ４）能量生成

以软脂酸为例，共进行7次β-氧化，生成7分子FADH2、7分子NADH及8分子乙酰CoA，即共生成(7*2)+(7*3)+(8*12)-2=129

５）过氧化酶体脂酸氧化 主要是使不能进入线粒体的廿碳，廿二碳脂酸先氧化成较短链脂酸，以便进入线粒体内分解氧化，对较短链脂酸无效。

三、酮体的生成和利用

组织特点：肝内生成肝外用。 合成部位：肝细胞的线粒体中。

酮体组成：乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮。 １、生成

脂肪酸 β-氧化 2*乙酰CoA 乙酰乙酰CoA HMGCoA合成酶 羟甲基戊二酸单酰CoA

(HMGCoA) HMGCoA裂解酶 乙酰乙酸 β-羟丁酸脱氢酶 β-羟丁酸 NADH

丙酮

CO2 ２、利用

1) β-羟丁酸 ATP+ HSCoA 乙酰乙酸 琥珀酰CoA

乙酰乙酸硫激酶 琥珀酰CoA转硫酶 AMP 乙酰乙酰CoA 琥珀酸 乙酰乙酰CoA硫解酶 乙酰CoA

三羧酸循环

２）丙酮可随尿排出体外，部分丙酮可在一系列酶作用下转变为丙酮酸或乳酸，进而异生成糖。在血中酮体剧烈升高时，从肺直接呼出。

四、脂酸的合成代谢 １、软脂酸的合成

合成部位：线粒体外胞液中，肝是体体合成脂酸的主要场所。 合成原料：乙酰CoA、ATP﹑NADPH﹑HCO3-﹑Mn++等。 合成过程：

１）线粒体内的乙酰CoA不能自由透过线粒体内膜，主要通过柠檬酸-丙酮酸循环转移至胞液中。

２）乙酰CoA 乙酰CoA羧化酶 丙二酰CoA ATP ３）丙二酰CoA通过酰基转移、缩合、还原、脱水、再还原等步骤，碳原子由2增加

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至4个。经过7次循环，生成16个碳原子的软脂酸。更长碳链的脂酸则是对软脂酸的加工，使其碳链延长。在内质网脂酸碳链延长酶体系的作用下，一般可将脂酸碳链延长至二十四碳，以十八碳的硬脂酸最多；在线粒体脂酸延长酶体系的催化下，一般可延长脂酸碳链至24或26个碳原子，而以硬脂酸最多。

２、不饱和脂酸的合成

人体含有的不饱和脂酸主要有软油酸、油酸、亚油酸，亚麻酸及花生四烯酸等，前两种单不饱和脂酸可由人体自身合成，而后三种多不饱和脂酸，必须从食物摄取。

五、前列腺素及其衍生物的生成

细胞膜中的磷脂 磷脂酶A2 花生四烯酸 PGH合成酶 PGH2 TXA2合成酶 TXA2 PGD2、PGE2、PGI2等 脂过氧化酶 氢过氧化廿碳四烯酸 脱水酶

白三烯(LTA4)

六、甘油磷脂的合成与代谢 １、合成

除需ATP外，还需CTP参加。CTP在磷脂合成中特别重要，它为合成CDP-乙醇胺、CDP-胆碱及CDP-甘油二酯等活化中间物所必需。

１）甘油二酯途径 CDP-乙醇胺 CMP

磷脂酰乙醇胺 葡萄糖 3-磷酸甘油 磷脂酸 甘油二酯 转移酶 (脑磷脂) 磷脂酰胆碱 CDP-胆碱 CMP (卵磷脂) 脑磷脂及卵磷脂主要通过此途径合成，这两类磷脂在体内含量最多。 ２）CDP-甘油二酯途径 肌醇 磷脂酰肌醇 丝氨酸 葡萄糖 3-磷酸甘油 磷脂酸 CDP-甘油二酯 合成酶 磷脂酰丝氨酸

CTP PPi 磷脂酰甘油

二磷脂酰甘油

(心磷脂) 此外，磷脂酰胆碱亦可由磷脂酰乙醇胺从S-腺苷甲硫氨酸获得甲基生成；磷脂酰丝氨酸可由磷脂酰乙醇胺羧化生成。

２、降解

生物体内存在能使甘油磷脂水解的多种磷脂酶类，根据其作用的键的特异性不同，分为磷脂酶A1和A2，磷脂酶B，磷脂酶C和磷脂酶D。

磷脂酶A2特异地催化磷酸甘油酯中2位上的酯键水解，生成多不饱和脂肪酸和溶血磷脂。后者在磷脂酶B作用，生成脂肪酸及甘油磷酸胆碱或甘油磷酸乙醇胺，再经甘油酸胆碱水解酶分解为甘油及磷酸胆碱。磷脂酶A1催化磷酸甘油酯1位上的酯键水解，产物是脂肪酸和溶血磷脂。

七、胆固醇代谢 １、合成

合成部位：肝是主要场所，合成酶系存在于胞液及光面内质网中。

合成原料：乙酰CoA(经柠檬酸-丙酮酸循环由线粒体转移至胞液中)、ATP、NADPH等。 合成过程：

１）甲羟戊酸的合成（胞液中）

2*乙酰CoA 乙酰乙酰CoA HMGCoA HMGCoA还原酶 甲羟戊酸

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NADPH ２）鲨烯的合成（胞液中）

３）胆固醇的合成（滑面内质网膜上） 合成调节：

１）饥饿与饱食 饥饿可抑制肝合成胆固醇，相反，摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，肝HMGCoA还原酶活性增加，胆固醇合成增加。

２）胆固醇 胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。主要抑制HMGCoA还原酶活性。 ３）激素 胰岛素及甲状腺素能诱导肝HMGCoA还原酶的合成，增加胆固醇的合成。胰 高血糖素及皮质醇则能抑制并降低HMGCoA还原酶的活性，因而减少胆固醇的合成；甲状腺素除能促进合成外，又促进胆固醇在肝转变为胆汁酸，且后一作用较强，因而甲亢时患者血清胆固醇含量反而下降。

２、转化

１）胆固醇在肝中转化成胆汁酸是胆固醇在体内代谢的主要去路，基本步骤为：

胆酸

胆固醇 7α-羟化酶 7α-羟胆固醇 甘氨酸或牛磺酸 结合型胆汁酸

NADPH 鹅脱氧胆酸

胆酸 肠道细菌 7-脱氧胆酸

甘氨酸 牛磺酸 鹅脱氧胆酸 石胆酸

２）转化为类固醇激素 胆固醇是肾上腺皮质、睾丸，卵巢等内分泌腺合成及分泌类固醇激素的原料，如睾丸酮、皮质醇、雄激素、雌二醇及孕酮等。

３）转化为7-脱氢胆固醇 在皮肤，胆固醇可氧化为7-脱氢胆固醇，后者经紫外光照射转变为维生素D。

３、胆固醇酯的合成

细胞内游离胆固醇在脂酰胆固醇脂酰转移酶（ACAT）的催化下，生成胆固醇酯； 血浆中游离胆固醇在卵磷脂胆固醇脂酰转移酶（LCAT）的催化下，生成胆固醇酯和溶血卵磷酯。

八、血浆脂蛋白 １、分类

１）电泳法：α﹑前β﹑β及乳糜微粒

２）超速离心法：乳糜微粒(含脂最多)，极低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)，分别相当于电泳分离的CM﹑前β-脂蛋白﹑β-脂蛋白及α-脂蛋白等四类。

２、组成

血浆脂蛋白主要由蛋白质、甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯组成。乳糜微粒含甘油三酯最多，蛋白质最少，故密度最小；VLDL含甘油三酯亦多，但其蛋白质含量高于CM；LDL含胆固醇及胆固醇酯最多；含蛋白质最多，故密度最高。

血浆脂蛋白中的蛋白质部分，基本功能是运载脂类，称载脂蛋白。HDL的载脂蛋白主要为apoA，LDL的载脂蛋白主要为apoB100，VLDL的载脂蛋白主要为apoB﹑apoC，CM的载脂蛋白主要为apoC。

３、生理功用及代谢

１）CM 运输外源性甘油三酯及胆固醇的主要形式。成熟的CM含有apoCⅡ，可激活脂蛋白脂肪酶（LPL），LPL可使CM中的甘油三酯及磷脂逐步水解，产生甘油、脂酸及溶血磷脂等，同时其表面的载脂蛋白连同表面的磷脂及胆固醇离开CM，逐步变小，最后转变成为CM残粒。

２）VLDL 运输内源性甘油三酯的主要形式。VLDL的甘油三酯在LPL作用下，逐步水解，同时其表面的apoC、磷脂及胆固醇向HDL转移，而HDL的胆固醇酯又转移到VLDL。最后只剩下胆固醇酯，转变为LDL。

３）LDL 转运肝合成的内源性胆固醇的主要形式。肝是降解LDL的主要器官。

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apoB100水解为氨基酸，其中的胆固醇酯被胆固醇酯酶水解为游离胆固醇及脂酸。游离胆固醇在调节细胞胆固醇代谢上具有重要作用：①抑制内质网HMGCoA还原酶；②在转录水平上阴抑细胞LDL受体蛋白质的合成，减少对LDL的摄取；③激活ACAT的活性，使游离胆固醇酯化成胆固醇酯在胞液中储存。

４）HDL 逆向转运胆固醇。HDL表面的apoⅠ是LCAT的激活剂，LCAT可催化HDL生成溶血卵磷脂及胆固醇酯。

九、高脂血症

高脂蛋白血症分型 分型 脂蛋白变化 血脂变化 Ⅰ CM↑ 甘油三酯↑↑↑ Ⅱa LDL↑ 胆固醇↑↑ Ⅱb LDL﹑VLDL↑ 胆固醇↑↑甘油三酯↑↑ Ⅲ IDL↑ 胆固醇↑↑甘油三酯↑↑ Ⅳ VLDL↑ 甘油三酯↑↑ Ⅴ VLDL﹑CM↑ 甘油三酯↑↑↑ 注：IDL是中间密度脂蛋白，为VLDL向LDL的过度状态。 家族性高胆固醇血症的重要原因是LDL受体缺陷

第三章 氨基酸代谢

一、营养必需氨基酸

简记为：缬、异、亮、苏、蛋、赖、苯、色

二、体内氨的来源和转运 １、来源

１）氨基酸经脱氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源；

２）由肠道吸收的氨；即肠内氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨和肠道尿素经细菌尿素

酶水解产生的氨。

３）肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺在谷氨酰胺酶的催化下水解生成的氨。 ２、转运

１）丙氨酸-葡萄糖循环

（肌肉） （血液） （肝）

肌肉蛋白质 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 尿素

氨基酸 糖 糖 尿素循环 分 异

NH3 解 生 NH3

谷氨酸 丙酮酸 丙酮酸 谷氨酸 转氨酶 转氨酶

α-酮戊二酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 α-酮戊二酸

２）谷氨酰胺的运氨作用

谷氨酰胺主要从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。氨与谷氨酰胺在谷氨酰胺合成酶催化下生成谷氨酰胺，由血液输送到肝或肾，经谷氨酰胺酶水解成谷氨酸和氨。

可以认为，谷氨酰胺既是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。

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三、氨基酸的脱氨基作用

１、转氨基作用 转氨酶催化某一氨基酸的α-氨基转移到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸；原来的氨基酸则转变成α-酮酸。既是氨基酸的分解代谢过程，也是体内某些氨基酸合成的重要途径。除赖氨酸、脯氨酸及羟脯氨酸外，体内大多数氨基酸可以参与转氨基作用。如：

谷氨酸＋丙酮酸 谷丙转氨酶(ALT) α-酮戊二酸+丙氨酸 谷氨酸＋草酰乙酸 谷草转氨酶（AST）α-酮戊二酸＋天冬氨酸 转氨酶的辅酶是维生素B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛。 ２、L-谷氨酸氧化脱氨基作用

L-谷氨酸 L-谷氨酸脱氢酶 α-酮戊二酸＋NH3 NADH ３、联合脱氨基作用

氨基酸 α-酮戊二酸 NH3＋NADH 转氨酶 谷氨酸脱氢酶 α-酮酸 谷氨酸 NAD+ ４、嘌呤核苷酸循环

上述联合脱氨基作用主要在肝、肾等组织中进行。骨骼肌和心肌中主要通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基。

氨基酸 α-酮戊二酸 天冬氨酸 次黄嘌呤核苷酸 NH3 GTP (IMP)

腺苷酸代琥珀酸 腺嘌呤核苷酸 (AMP) 延胡索酸 α-酮酸 L-谷氨酸 草酰乙酸 苹果酸

５、氨基酸脱氨基后生成的α-酮酸可以转变成糖及脂类，在体内可以转变成糖的氨基酸称为生糖氨基酸；能转变成酮体者称为生酮氨基酸；二者兼有者称为生糖兼生酮氨基酸。只要记住生酮氨基酸包括：亮、赖；生糖兼生酮氨基酸包括异亮、苏、色、酪、苯丙；其余为生糖氨基酸。

四、氨基酸的脱羧基作用

１、L-谷氨酸 L-谷氨酸脱羧酶 γ-氨基丁酸(GABA) GABA为抑制性神经递质。

２、L-半胱氨酸 磺酸丙氨酸 磺酸丙氨酸脱羧酶 牛磺酸 牛磺酸是结合型胆汁酸的组成成分。 ３、L-组氨酸 组氨酸脱羧酶 组胺

组胺是一种强烈的血管舒张剂，并能增加毛细血管的通透性。

４、色氨酸 色氨酸羟化酶 5-羟色氨酸 5-羟色氨酸脱羧酶 5-羟色胺(5-HT) 脑内的5-羟色胺可作为神经递质，具有抑制作用；在外周组织，有收缩血管作用。 ５、L-鸟氨酸 鸟氨酸脱羧酶 腐胺 精脒 精胺 脱羧基SAM 脱羧基SAM 精脒与精胺是调节细胞生长的重要物质。合称为多胺类物质。

五、一碳单位

一碳单位来源于组、色、甘、丝，体内的一碳单位有：甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基及亚氨甲基，CO2不属于一碳单位。

四氢叶酸是一碳单位代谢的辅酶。

主要生理功用是作为合成嘌呤及嘧啶的原料。如N10-CHO-FH4与N5,H10=CH-FH4分别提供嘌呤合成时C2与C8的来源；N5,N10-CH2-FH4提供胸苷酸合成时甲基的来源。由此可

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见，一碳单位将氨基酸与核酸代谢密切联系起来。

六、芳香族氨基酸（色、酪、苯丙）的代谢 １、 苯丙氨酸 苯丙氨酸羟化酶 酪氨酸 黑色素细胞的酪氨酸酶 多巴 酪氨酸羟化酶 多巴 黑色素 多巴脱羧酶 多巴胺 SAM 去甲肾上腺素 儿茶酚胺 肾上腺素 苯酮酸尿症：当苯丙氨酸羟化酶先天性缺乏时，苯丙氨酸不能转变为酪氨酸，体内苯丙氨酸蓄积，并经转氨基作用生成苯丙酮酸，再进一步转变成苯乙酸等衍生物。此时尿中出现大量苯丙酮酸等代谢产物，称为苯酮酸尿症。

白化病：人体缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为白化病。 ２、色氨酸

１）生成5-羟色胺 ２）生成一碳单位

３）可分解产生尼克酸，这是体内合成维生素的特例。

七、含硫氨基酸（甲硫、半胱、胱）代谢

１、甲硫氨酸 S-腺苷甲硫氨酸(SAM) ATP PPi SAM中的甲基为活性甲基，通过转甲基作用可以生成多种含甲基的重要生理活性物质。SAM是体内最重要的甲基直接供给体。

２、甲硫氨酸循环

甲硫氨酸 SAM 甲基转移酶 S-腺苷同型半胱氨酸 RH RCH3 甲硫氨酸合成酶 同型半胱氨酸 FH4 N5-CH3-FH4 N5-CH3-FH4可看成体内甲基的间接供体，甲硫氨酸合成酶辅酶为维生素B12。

３、肌酸的合成 肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，SAM供给甲基而合成。在肌酸激酶催化下，肌酸转变成磷酸肌酸，并储存ATP的高能磷酸键。

４、体内硫酸根主要来源于半胱氨酸，一部分以无机盐形式随尿排出，另一部分则经ATP活化成活性硫酸根，即3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸(PAPS)。

八、氨基酸衍生的重要含氮化合物 化合物 氨基酸前体 嘌呤碱 天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸 嘧啶碱 天冬氨酸 血红素、细胞色素 甘氨酸 肌酸、磷酸肌酸 甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸 尼克酸 色氨酸 儿茶酚胺类 苯丙氨酸、酪氨酸 甲状腺素 酪氨酸

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黑色素 苯丙氨酸、酪氨酸 精胺、精脒 蛋氨酸、鸟氨酸 九、尿素的生成 线粒体 NH3+CO2+H2O 2*ATP 氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CSP-Ⅰ) 2*ADP N-酰谷氨酸(AGA),Mg++ 氨基甲酰磷酸 Pi 胞液 鸟氨酸 瓜氨酸 ATP 瓜氨酸 天冬氨酸 α-酮戊二酸 氨基酸 AMP ASS 鸟氨酸 精氨酸代琥珀酸 草酰乙酸 谷氨酸 α-酮酸 尿素 苹果酸

精氨酸 延胡索酸 ASS：精氨酸代琥珀酸合成酶

尿素分子中的2个氮原子，1个来自氨，另1个来自天冬氨酸，而天冬氨酸又可由其他氨基酸通过转氨基作用而生成。

线粒体中以氨为氮源，通过CSP-Ⅰ合成氨甲酰磷酸，并进一步合成尿素；在胞液中以 谷氨酰胺为氮源，通过CSP-Ⅱ，催化合成氨基甲酰磷酸，并进一步参与嘧啶的合成。CSP-Ⅰ的活性可用为肝细胞分化程度的指标之一；CSP-Ⅱ的活性可作为细胞增殖程度的指标之一。

氨基甲酰磷酸的生成是尿素合成的重要步骤。AGA是CSP-Ⅰ的变构激动剂，精氨酸是AGA合成酶的激活剂。

第三章 核苷酸代谢

一、嘌呤核苷酸代谢

１、合成原料 CO2 甘氨酸 C6 N7 天冬氨酸 N1 C5

甲酰基（一碳单位） C2 C4 C8 甲酰基（一碳单位）

N3 N9

谷氨酰胺

２、合成过程 １）从头合成：

5-磷酸核糖 PRPP合成酶 磷酸核糖焦磷酸 PRPP酰胺转移酶 5-磷酸核糖胺 ATP AMP (PRPP)

ATP AMP 次黄嘌呤核苷酸 (IMP) GTP GMP 黄嘌呤核苷酸 (XMP)

嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的，而不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合而成的。

２）补救合成：

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利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸。生理意义为：一方面在于可以节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗；另一方面，体内某些组织器官，如脑、骨髓等由于缺乏从头合成的酶体系，只能进行补救合成。

３、脱氧核苷酸的生成

脱氧核苷酸的生成是在二磷酸核苷水平上，由核糖核苷酸还原酶催化，核糖核苷酸C2上的羟基被氢取代生成。

４、分解产物

AMP 次黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶

黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶 尿酸 GMP 鸟嘌呤 人体内嘌呤碱最终分解生成尿酸，随尿排出体外。

痛风症患者血中尿酸含量升高。临床上常用别嘌呤醇治疗痛风症，这是因为别嘌呤醇与

次黄嘌呤结构类似，可抑制黄嘌呤氧化酶，从而抑制尿酸的生成。

５、抗代谢物

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24

25

第一章 糖代谢

一、糖酵解 １、过程： 见图1-1

糖酵解过程中包含两个底物水平磷酸化：一为1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸；二为磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸。

(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 磷酸二羟丙酮 1,6-二磷酸果糖

3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸

NAD+ NADH＋H+

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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：红色表示该酶为该反应的限速酶；蓝色ATP表示消耗，红色ATP和NADH等表示生成的能量或可以转变为能量的物质。以下类同。

（图1-1）

３、生理意义

１）迅速提供能量，尤其对肌肉收缩更为重要。若反应按（１）进行，可净生成３分子ATP，若反应按（２）进行，可净生成２分子ATP；另外，酵解过程中生成的２个NADH在有氧条件下经电子传递链，发生氧化磷酸化，可生成更多的ATP，但在缺氧条件下丙酮酸转化为乳酸将消耗NADH，无NADH净生成。

２）成熟红细胞完全依赖糖酵解供能，神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。

３）红细胞内1，3-二磷酸甘油酸转变成的2，３-二磷酸甘油酸可与血红蛋白结合，使氧气与血红蛋白结合力下降，释放氧气。

４）肌肉中产生的乳酸、丙氨酸（由丙酮酸转变）在肝脏中能作为糖异生的原料，生成葡萄糖。

４、乳酸循环

葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 糖 糖 异 酵 生 解 途 途

径 径 丙酮酸 丙酮酸

乳酸 乳酸 乳酸

(肝) (血液) (肌肉) 乳酸循环是由于肝内糖异生活跃，又有葡萄糖-6-磷酸酶可水解6-磷酸葡萄糖，释出葡萄糖。肌肉除糖异生活性低外，又没有葡萄糖-6-磷酸酶。

生理意义：避免损失乳酸以及防止因乳酸堆积引起酸中毒。

二、糖有氧氧化 １、过程

1)、经糖酵解过程生成丙酮酸

2)、丙酮酸 丙酮酸脱氢酶复合体 乙酰辅酶A NAD+ NADH＋H+ 限速酶的辅酶有：TPP﹑FAD﹑NAD+﹑CoA及硫辛酸 3)、三羧酸循环

草酰乙酸＋乙酰辅酶A 柠檬酸合成酶 柠檬酸 异柠檬酸 异柠檬酸脱氢酶 NAD+ NADH＋H+ α-酮戊二酸 α-酮戊二酸脱氢酶复合体 琥珀酸酰CoA 琥珀酸 NAD+ NADH＋H+ GDP GTP

延胡索酸 苹果酸 草酰乙酸 FAD FADH2 NAD+ NADH＋H+

三羧酸循环中限速酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体的辅酶与丙酮酸脱氢酶复合体的辅酶

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同。

三羧酸循环中有一个底物水平磷酸化，即琥珀酰COA转变成琥珀酸，生成GTP；加上糖酵解过程中的两个，本书三个底物水平磷酸化。

３、生理意义

１）基本生理功能是氧化供能。

２）三羧酸循环是体内糖、脂肪和蛋白质三大营养物质代谢的最终共同途径。 ３）三羧酸循环也是三大代谢联系的枢纽。

五、糖异生途径 ４、过程

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 (线粒体内)

天冬氨酸 苹果酸

GTP 天冬氨酸 NADH

草酰乙酸 苹果酸 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 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油 NADH 1,6-双磷酸果糖

果糖双磷酸酶 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）糖异生过程中丙酮酸不能直接转变为磷酸烯醇式丙酮酸，需经过草酰乙酸的中间步骤，由于草酰乙酸羧化酶仅存在于线粒体内，故胞液中的丙酮酸必须进入线粒体，才能羧化生成草酰乙酸。但是，草酰乙酸不能直接透过线粒体膜，需借助两种方式将其转运入胞液：一是经苹果酸途径，多数为以丙酮酸或生糖氨基酸为原料异生成糖时；另一种是经天冬氨酸途径，多数为乳酸为原料异生成糖时。

２）在糖异生过程中，1，3-二磷酸甘油酸还原成3-磷酸甘油醛时，需NADH，当以乳酸为原料异生成糖时，其脱氢生成丙酮酸时已在胞液中产生了NADH以供利用；而以生糖氨基酸为原料进行糖异生时，NADH则必须由线粒体内提供，可来自脂酸β-氧化或三羧酸循

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环。

３）甘油异生成糖耗一个ATP，同时也生成一个NADH ５、调节

2,6-双磷酸果糖的水平是肝内调节糖的分解或糖异生反应方向的主要信号，糖酵解加强，则糖异生减弱；反之亦然。 ６、生理意义

１）空腹或饥饿时依赖氨基酸、甘油等异生成糖，以维持血糖水平恒定。

２）补充肝糖原，摄入的相当一部分葡萄糖先分解成丙酮酸、乳酸等三碳化合物，后者再异生成糖原。合成糖原的这条途径称三碳途径。

３）调节酸碱平衡，长期饥饿进，肾糖异生增强，有利于维持酸碱平衡。

第四章 脂类代谢

一、甘油三酯的合成代谢

合成部位：肝、脂肪组织、小肠，其中肝的合成能力最强。 合成原料：甘油、脂肪酸

２、甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）

2-甘油一酯 脂酰CoA转移酶 1,2-甘油二酯 脂酰CoA转移酶 甘油三酯 脂酰CoA 脂酰CoA ２、甘油二酯途径（肝细胞及脂肪细胞）

葡萄糖 3-磷酸甘油 脂酰CoA转移酶 1脂酰-3-磷酸甘油 脂酰CoA转移酶 脂酰CoA 脂酰CoA 磷脂酸 磷脂酸磷酸酶 1,2甘油二酯 脂酰CoA转移酶 甘油三酯 脂酰CoA

二、甘油三酯的分解代谢

１、脂肪的动员 储存在脂肪细胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（FFA）及甘油并释放入血以供其它组织氧化利用的过程。

甘油三酯 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 甘油二酯 甘油一酯 甘油 ＋FFA ＋FFA ＋FFA α-磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 糖酵解或糖异生途径 ２、脂肪酸的β-氧化

１）脂肪酸活化（胞液中）

脂酸 脂酰CoA合成酶 脂酰CoA（含高能硫酯键） ATP AMP ２）脂酰CoA进入线粒体 脂酰CoA 肉毒碱 线 肉毒碱 脂酰CoA 肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ 粒 酶Ⅱ CoASH 脂酰肉毒碱 体 脂酰肉毒碱 CoASH

３）脂肪酸β-氧化

脂酰CoA进入线粒体基质后，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解等四步连续反应，生成1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA、1分子乙酰CoA、1分子FADH2和1分子NADH。以上生成的比原来少2个碳原子的脂酰CoA，可再进行脱氢、加水、再脱氢及硫解反应。如此反复进行，以至彻底。 ４）能量生成

以软脂酸为例，共进行7次β-氧化，生成7分子FADH2、7分子NADH及8分子乙酰CoA，即共生成(7*2)+(7*3)+(8*12)-2=129

５）过氧化酶体脂酸氧化 主要是使不能进入线粒体的廿碳，廿二碳脂酸先氧化成较短链脂酸，以便进入线粒体内分解氧化，对较短链脂酸无效。

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三、酮体的生成和利用

组织特点：肝内生成肝外用。 合成部位：肝细胞的线粒体中。

酮体组成：乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮。 ３、生成

脂肪酸 β-氧化 2*乙酰CoA 乙酰乙酰CoA HMGCoA合成酶 羟甲基戊二酸单酰CoA

(HMGCoA) HMGCoA裂解酶 乙酰乙酸 β-羟丁酸脱氢酶 β-羟丁酸 NADH

丙酮

CO2 ４、利用

1) β-羟丁酸 ATP+ HSCoA 乙酰乙酸 琥珀酰CoA

乙酰乙酸硫激酶 琥珀酰CoA转硫酶 AMP 乙酰乙酰CoA 琥珀酸 乙酰乙酰CoA硫解酶 乙酰CoA

三羧酸循环

２）丙酮可随尿排出体外，部分丙酮可在一系列酶作用下转变为丙酮酸或乳酸，进而异生成糖。在血中酮体剧烈升高时，从肺直接呼出。

四、脂酸的合成代谢 ２、软脂酸的合成

合成部位：线粒体外胞液中，肝是体体合成脂酸的主要场所。 合成原料：乙酰CoA、ATP﹑NADPH﹑HCO3-﹑Mn++等。 合成过程：

１）线粒体内的乙酰CoA不能自由透过线粒体内膜，主要通过柠檬酸-丙酮酸循环转移至胞液中。

２）乙酰CoA 乙酰CoA羧化酶 丙二酰CoA ATP ３）丙二酰CoA通过酰基转移、缩合、还原、脱水、再还原等步骤，碳原子由2增加至4个。经过7次循环，生成16个碳原子的软脂酸。更长碳链的脂酸则是对软脂酸的加工，使其碳链延长。在内质网脂酸碳链延长酶体系的作用下，一般可将脂酸碳链延长至二十四碳，以十八碳的硬脂酸最多；在线粒体脂酸延长酶体系的催化下，一般可延长脂酸碳链至24或26个碳原子，而以硬脂酸最多。

２、不饱和脂酸的合成

人体含有的不饱和脂酸主要有软油酸、油酸、亚油酸，亚麻酸及花生四烯酸等，前两种单不饱和脂酸可由人体自身合成，而后三种多不饱和脂酸，必须从食物摄取。

第三章 氨基酸代谢

一、营养必需氨基酸

简记为：缬、异、亮、苏、蛋、赖、苯、色

二、体内氨的来源和转运

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６、来源

１）氨基酸经脱氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源；

２）由肠道吸收的氨；即肠内氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨和肠道尿素经细菌尿素

酶水解产生的氨。

３）肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺在谷氨酰胺酶的催化下水解生成的氨。 ２、转运

３）丙氨酸-葡萄糖循环

（肌肉） （血液） （肝）

肌肉蛋白质 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 尿素

氨基酸 糖 糖 尿素循环 分 异

NH3 解 生 NH3

谷氨酸 丙酮酸 丙酮酸 谷氨酸 转氨酶 转氨酶

α-酮戊二酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 α-酮戊二酸

２）谷氨酰胺的运氨作用

谷氨酰胺主要从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。氨与谷氨酰胺在谷氨酰胺合成酶催化下生成谷氨酰胺，由血液输送到肝或肾，经谷氨酰胺酶水解成谷氨酸和氨。

可以认为，谷氨酰胺既是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。

三、氨基酸的脱氨基作用

１、转氨基作用 转氨酶催化某一氨基酸的α-氨基转移到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸；原来的氨基酸则转变成α-酮酸。既是氨基酸的分解代谢过程，也是体内某些氨基酸合成的重要途径。除赖氨酸、脯氨酸及羟脯氨酸外，体内大多数氨基酸可以参与转氨基作用。如：

谷氨酸＋丙酮酸 谷丙转氨酶(ALT) α-酮戊二酸+丙氨酸 谷氨酸＋草酰乙酸 谷草转氨酶（AST）α-酮戊二酸＋天冬氨酸 转氨酶的辅酶是维生素B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛。 ２、L-谷氨酸氧化脱氨基作用

L-谷氨酸 L-谷氨酸脱氢酶 α-酮戊二酸＋NH3 NADH ３、联合脱氨基作用

氨基酸 α-酮戊二酸 NH3＋NADH 转氨酶 谷氨酸脱氢酶 α-酮酸 谷氨酸 NAD+ ４、嘌呤核苷酸循环

上述联合脱氨基作用主要在肝、肾等组织中进行。骨骼肌和心肌中主要通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基。

氨基酸 α-酮戊二酸 天冬氨酸 次黄嘌呤核苷酸 NH3 GTP (IMP)

腺苷酸代琥珀酸 腺嘌呤核苷酸 (AMP) 延胡索酸 α-酮酸 L-谷氨酸 草酰乙酸

苹果酸

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５、氨基酸脱氨基后生成的α-酮酸可以转变成糖及脂类，在体内可以转变成糖的氨基酸称为生糖氨基酸；能转变成酮体者称为生酮氨基酸；二者兼有者称为生糖兼生酮氨基酸。只要记住生酮氨基酸包括：亮、赖；生糖兼生酮氨基酸包括异亮、苏、色、酪、苯丙；其余为生糖氨基酸。

四、氨基酸的脱羧基作用

１、L-谷氨酸 L-谷氨酸脱羧酶 γ-氨基丁酸(GABA) GABA为抑制性神经递质。

２、L-半胱氨酸 磺酸丙氨酸 磺酸丙氨酸脱羧酶 牛磺酸 牛磺酸是结合型胆汁酸的组成成分。 ３、L-组氨酸 组氨酸脱羧酶 组胺

组胺是一种强烈的血管舒张剂，并能增加毛细血管的通透性。

４、色氨酸 色氨酸羟化酶 5-羟色氨酸 5-羟色氨酸脱羧酶 5-羟色胺(5-HT) 脑内的5-羟色胺可作为神经递质，具有抑制作用；在外周组织，有收缩血管作用。 ５、L-鸟氨酸 鸟氨酸脱羧酶 腐胺 精脒 精胺 脱羧基SAM 脱羧基SAM 精脒与精胺是调节细胞生长的重要物质。合称为多胺类物质。

九、尿素的生成 线粒体 NH3+CO2+H2O 2*ATP 氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CSP-Ⅰ) 2*ADP N-酰谷氨酸(AGA),Mg++ 氨基甲酰磷酸 Pi 胞液 鸟氨酸 瓜氨酸 ATP 瓜氨酸 天冬氨酸 α-酮戊二酸 氨基酸 AMP ASS 鸟氨酸 精氨酸代琥珀酸 草酰乙酸 谷氨酸 α-酮酸 尿素 苹果酸

精氨酸 延胡索酸 ASS：精氨酸代琥珀酸合成酶

尿素分子中的2个氮原子，1个来自氨，另1个来自天冬氨酸，而天冬氨酸又可由其他氨基酸通过转氨基作用而生成。

线粒体中以氨为氮源，通过CSP-Ⅰ合成氨甲酰磷酸，并进一步合成尿素；在胞液中以 谷氨酰胺为氮源，通过CSP-Ⅱ，催化合成氨基甲酰磷酸，并进一步参与嘧啶的合成。CSP-Ⅰ的活性可用为肝细胞分化程度的指标之一；CSP-Ⅱ的活性可作为细胞增殖程度的指标之一。

氨基甲酰磷酸的生成是尿素合成的重要步骤。AGA是CSP-Ⅰ的变构激动剂，精氨酸是AGA合成酶的激活剂。

第一节 新陈代谢总论 一、新陈代谢的概念与特点

新陈代谢（metabolism）是指生物与外界环境进行物质交换和能量交换的全过程。包括生物体内所发生的一切合成和分解作用（即同化作用和异化作用）。

新陈代谢的功能是：从周围环境中获得营养物质；将营养物质转变为自身需要的结构元件；将结构元件装配成自身的大分子；形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子；提供机体生命活动所需的一切能量。

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各种生物的新陈代谢过程虽然复杂，却有共同的特点：

1.生物体内的绝大多数代谢反应是在温和条件下，由酶催化进行的。

2.物质代谢通过代谢途径，在一定的部位，严格有序地进行。各种代谢途径彼此协调组成有规律的反应体系（网络）。

3.生物体对内外环境条件有高度的适应性和灵敏的自动调节。 四、高能化合物与ATP的作用

高能化合物（high-energy compound）指化合物含有的自由能特多，且随水解反应或基团转移反应释放。最重要的有高能磷酸化合物，还有硫酯类和甲硫类高能化合物。高能磷酸化合物的酸酐键常用～P表示，水解时释放的自由能大于20kJ，称为高能磷酸键。生化中“高能键”的含义与化学中的“键能”完全不同。“键能”指断裂一个化学键需提供的能量。

ATP又是生物细胞能量代谢的偶联剂。

从低等的单细胞生物到高等的人类，能量的释放、储存和利用都是以ATP为中心。ATP是整个生命世界能量交换的通用货币。ATP是能量的携带者或传递者，而不是储存者。在脊椎动物中起能量储存的是磷酸肌酸（phosphoccreatine，PC），在无脊椎动物中是磷酸精氨酸。

ATP和其他的核苷三磷酸——GTP、UTP、CTP常称作富含能量的代谢物。消耗的其他核苷三磷酸用等价的ATP表示。

第二节 生物氧化

一、生物氧化的概念、特点和部位

1.概念：有机物质在生物体细胞内氧化分解产生二氧化碳、水，并释放出大量能量的过程称为生物氧化（biological oxidation）。又称细胞呼吸或组织呼吸。

2.特点：生物氧化和有机物质体外燃烧在化学本质上是相同的，遵循氧化还原反应的一般规律，所耗的氧量、最终产物和释放的能量均相同。

（1）在细胞内，温和的环境中经酶催化逐步进行。

（2）能量逐步释放。一部分以热能形式散发，以维持体温，一部分以化学能形式储存供生命活动能量之需（约40%）。

（3）生物氧化生成的H2O是代谢物脱下的氢与氧结合产生，H2O也直接参与生物氧化反应；CO2由有机酸脱羧产生。

（4）生物氧化的速度由细胞自动。

3.部位：在真核生物细胞内，生物氧化都是在线粒体内进行，原核生物则在细胞膜上进行。

二、生物氧化的酶类和体系

1.酶类：重要的为氧化酶和脱氢酶两类，脱氢酶尤为重要。

氧化酶为含铜或铁的蛋白质，能激活分子氧，促进氧对代谢物的直接氧化，只能以氧为受氢体，生成水。重要的有细胞色素氧化酶，可使还原型氧化成氧化型，亦可将氢放出的电子传递给分子氧使其活化。心肌中含量甚多。此外还有过氧化物酶、过氧化氢酶等。

脱氢酶分需氧脱氢酶和不需氧脱氢酶。前者可激活代谢物分子中的氢，与分子氧结合，产生过氧化氢。在无分子氧时，可利用亚甲蓝为受氢体。需氧脱氢酶皆以FMA或FAD为辅酶。不需氧脱氢酶可激活代谢物分子中的氢，使脱出的氢转移给递氢体或非分子氧。一般在无氧或缺氧环境下促进代谢物氧化。大部分以NAD或NADP为辅酶。

2.体系：有不需传递体和需传递体的两种体系。

不需传递体的最简单，在微粒体、过氧化酶体及胞液中代谢物经氧化酶或需氧脱氢酶作用后脱出的氢给分子氧生成水或过氧化氢。其特点是不伴磷酸化，不生成ATP，主要与体内代谢物、药物和毒物的生物转化有关。

需传递体的最典型的是呼吸链。是在线粒体经多酶体系催化，即通过电子传递链完成，与ATP的生成相关。

三、生物氧化中二氧化碳的生成

生物氧化中CO2的生成是代谢中有机酸的脱羧反应所致。有直接脱羧和氧化脱羧两种

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类型。按脱羧基的位置又有α-脱羧和β-脱羧之分。请判断以下脱羧反应的类型？

四、生物氧化中水的生成 （一）呼吸链的概念和类型

代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后与激活的氧结合生成水的全部体系，此过程与细胞呼吸有关，所以将此传递链称为呼吸链（respiratory chain）或电子传递链（electron transfer chain）。

在呼吸链中，酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上。其中传递氢的酶或辅酶称为递氢体，传递电子的酶或辅酶称为电子传递体。递氢体和电子传递体都起着传递电子的作用（2H→2H++2e）。

生物体内的呼吸链有多种型式。人体细胞线粒体内最重要的有两条，即NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链。它们的初始受氢体、生成ATP的数量及应用有差别。NADH氧化呼吸链应用最广，糖、脂、蛋白质三大物质分解代谢中的脱氢氧化反应，绝大多数是通过该呼吸链来完成的。琥珀酸氧化呼吸链在Q处与上述NADH氧化呼吸链途径交汇。其脱氢黄酶只能催化某些代谢物脱氢，不能催化NADH或NADPH脱氢。

（二）呼吸链的组成

组成呼吸链的成分已发现20余种，分为5大类。 1．辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ

辅酶Ⅰ（NAD+或CoⅠ）为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。辅酶Ⅱ（NADP+或CoⅡ）为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。它们是不需氧脱氢酶的辅酶，分子中的烟酰胺部分，即维生素PP能可逆地加氢还原或脱氢氧化，是递氢体。以NAD+作为辅酶的脱氢酶占多数。

2．黄素酶

黄素酶的种类很多，辅基有2种，即FMN和FAD。FMN是NADH脱氢酶的辅基，FAD是琥珀酸脱氢酶的辅基，都是以核黄素为中心构成的，其异咯嗪环上的第1位及第5位两个氮原子能可逆地进行加氢和脱氢反应，为递氢体。

3.铁硫蛋白

分子中含有非血红素铁和对酸不稳定的硫，因而常简写为FeS形式。在线粒体内膜上，常与其他递氢体或递电子体构成复合物，复合物中的铁硫蛋白是传递电子的反应中心，亦称铁硫中心，与蛋白质的结合是通过Fe与4个半胱氨酸的S相连接。

4.泛醌（又名辅酶Q）

一类广泛分布于生物界的脂溶性醌类化合物。分子中的苯醌为接受和传递氢的核心，其C-6上带有异戊二烯为单位构成的侧链，在哺乳动物，这个长链为10个单位，故常以Q10表示。

5.细胞色素类

细胞色素（cytochrome, Cyt）是一类以铁卟啉为辅基的结合蛋白质，存在于生物细胞内，因有颜色而得名。已发现的有30多种，按吸收光谱分a、b、c三类，每类又有好多种。

Cyta和a3 结合紧，迄今尚未分开，故写成aa3，位于呼吸链的终末部位，其辅基为血红素A，传递电子的机制是以辅基中铁价的变化Fe3+ →Fe2+，a3还含有铜离子，把电子直接交给分子氧Cu+ →Cu2+，所以a3又称细胞色素氧化酶。a3中的铁原子可以与氧结合，也可以与氰化物离子（CN—）、CO等结合，这种结合一旦发生，a3便失去使氧还原的能力，电子传递中止，呼吸链阻断，导致机体不能利用氧而窒息死亡。

（三）呼吸链中传递体的顺序

呼吸链中氢和电子的传递有着严格的顺序和方向。根据氧化还原原理，氧化-还原电势E是物质对电子亲和力的量度，电极电位的高低反映电子得失的倾向，E O＇值愈低的氧还对（A/AH2）释放电子的倾向愈大，愈容易成为还原剂而排在呼吸链的前面。所以NADH还原能力最强，氧分子的氧化能力最强。电子的自发流向是从电极电位低的物质（还原态）到电位高的氧化态，目前一致认可的是按标准氧还电位递增值依次排列。

电子由NADH的传递到氧分子通过3个大的蛋白质复合体，即 NADH脱氢酶、细胞色素bc1复合体和细胞色素氧化酶到氧（又称复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ）。电子从FADH2的传递是通过琥珀酸-辅酶Q还原酶（复合体Ⅱ）经Q、复合体Ⅲ、Ⅳ到氧（琥珀酸-辅酶Q还原酶催化的反应的自由能变化太小）。

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第三节 氧化磷酸化

一、氧化磷酸化的概念和偶联部位

1.概念：氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）是指在生物氧化中伴随着ATP生成的作用。有代谢物连接的磷酸化和呼吸链连接的磷酸化两种类型。即ATP生成方式有两种。一种是代谢物脱氢后，分子内部能量重新分布，使无机磷酸酯化先形成一个高能中间代谢物，促使ADP变成ATP。这称为底物水平磷酸化。如3-磷酸甘油醛氧化生成1，3-二磷酸甘油酸，再降解为3-磷酸甘油酸。另一种是在呼吸链电子传递过程中偶联ATP的生成。生物体内95%的ATP来自这种方式。

2.偶联部位：根据实验测定氧的消耗量与ATP的生成数之间的关系以及计算氧化还原反应中ΔGO＇和电极电位差ΔE的关系可以证明。

P/O比值是指代谢物氧化时每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷原子的摩尔数，即合成ATP的摩尔数。实验表明， NADH在呼吸链被氧化为水时的P/O值约等于3，即生成3分子ATP；FADH2氧化的P/O值约等于2，即生成2分子ATP。

氧-还电势沿呼吸链的变化是每一步自由能变化的量度。根据ΔGO＇= - nFΔE O＇(n是电子传递数,F是法拉第常数)，从NADH到Q段电位差约0.36V，从Q到Cytc为

0.21V，从aa3到分子氧为0.53V，计算出相应的ΔGO＇分别为69.5、40.5、102.3kJ/mol。于是普遍认为下述3个部位就是电子传递链中产生ATP的部位。

NADH→NADH脱氢酶→‖Q → 细胞色素bc1复合体→‖Cytc →aa3→‖O2 二、胞液中NADH的氧化

糖代谢中的三羧酸循环和脂肪酸β-氧化是在线粒体内生成NADH（还原当量），可立即通过电子传递链进行氧化磷酸化。在细胞的胞浆中产生的NADH ，如糖酵解生成的NADH则要通过穿梭系统（shuttle system）使NADH的氢进入线粒体内膜氧化。

（一）α-磷酸甘油穿梭作用

这种作用主要存在于脑、骨骼肌中，载体是α-磷酸甘油。

胞液中的NADH在α-磷酸甘油脱氢酶的催化下，使磷酸二羟丙酮还原为α-磷酸甘油，后者通过线粒体内膜，并被内膜上的α-磷酸甘油脱氢酶（以FAD为辅基）催化重新生成磷酸二羟丙酮和FADH2，后者进入琥珀酸氧化呼吸链。葡萄糖在这些组织中彻底氧化生成的ATP比其他组织要少，1摩尔G→36摩尔ATP。

（二）苹果酸-天冬氨酸穿梭作用

主要存在肝和心肌中。1摩尔G→38摩尔ATP

胞液中的NADH在苹果酸脱氢酶催化下，使草酰乙酸还原成苹果酸，后者借助内膜上的α-酮戊二酸载体进入线粒体，又在线粒体内苹果酸脱氢酶的催化下重新生成草酰乙酸和NADH。NADH进入NADH氧化呼吸链，生成3分子ATP。草酰乙酸经谷草转氨酶催化生成天冬氨酸，后者再经酸性氨基酸载体转运出线粒体转变成草酰乙酸。

三、氧化磷酸化偶联机制

（一）化学渗透假说（chemiosmotic hypothesis）

1961年，英国学者Peter Mitchell提出化学渗透假说（1978年获诺贝尔化学奖），说明了电子传递释出的能量用于形成一种跨线粒体内膜的质子梯度（H+梯度），这种梯度驱动ATP的合成。这一过程概括如下：

1.NADH的氧化，其电子沿呼吸链的传递，造成H+ 被3个H+ 泵，即NADH脱氢酶、细胞色素bc1复合体和细胞色素氧化酶从线粒体基质跨过内膜泵入膜间隙。

2.H+ 泵出，在膜间隙产生一高的H+ 浓度，这不仅使膜外侧的pH较内侧低（形成pH梯度），而且使原有的外正内负的跨膜电位增高，由此形成的电化学质子梯度成为质子动力，是H+ 的化学梯度和膜电势的总和。

3.H+ 通过ATP合酶流回到线粒体基质，质子动力驱动ATP合酶合成ATP。 （二）ATP合酶

ATP合酶由两部分组成（Fo-F1），球状的头部F1突向基质液，水溶性。亚单位Fo埋在内膜的底部，是疏水性蛋白，构成H+ 通道。在生理条件下，H+ 只能从膜外侧流向基质，通道的开关受柄部某种蛋白质的调节。

四、影响氧化磷酸化的因素

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（一）抑制剂

能阻断呼吸链某一部位电子传递的物质称为呼吸链抑制剂。

鱼藤酮、安密妥在NADH脱氢酶处抑制电子传递，阻断NADH的氧化，但FADH2的氧化仍然能进行。

抗霉素A抑制电子在细胞色素bc1复合体处的传递。 氰化物、CO、叠氮化物（N3-）抑制细胞色素氧化酶。

对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用的物质称氧化磷酸化抑制剂，如寡霉素。 （二）解偶联剂

2，4-二硝基苯酚（DNP）和颉氨霉素可解除氧化和磷酸化的偶联过程，使电子传递照常进行而不生成ATP。DNP的作用机制是作为H+的载体将其运回线粒体内部，破坏质子梯度的形成。由电子传递产生的能量以热被释出。

（三）ADP的调节作用

正常机体氧化磷酸化的速率主要受ADP水平的调节，只有ADP被磷酸化形成ATP，电子才通过呼吸链流向氧。如果提供ADP，随着ADP的浓度下降，电子传递进行，ATP在合成，但电子传递随ADP浓度的下降而减缓。此过程称为呼吸控制，这保证电子流只在需要ATP合成时发生。

第二节 糖的分解代谢 一、糖的分解特点和途径

1.糖的分解在有氧和无氧下均可进行,无氧分解不彻底，有氧分解是其继续,最终分解产物是CO2、H2O和能量。

2.糖的分解先要活化，无氧下的分解以磷酸化方式活化；有氧下，以酰基化为主。 3.在动物和人体内，糖的分解途径主要有3条：糖酵解（葡萄糖→丙酮酸→乳酸）；柠檬酸循环（丙酮酸 →乙酰辅酶A→CO2+H2O）；戊糖磷酸途径（葡萄糖→核糖-5-磷酸→CO2+H2O）。植物体中乙醛酸循环是柠檬酸循环的支路。

二、糖酵解

（一）概念和部位

糖酵解(glycolysis)是无氧条件下，葡萄糖降解成丙酮酸并有ATP生成的过程。它是生物细胞普遍存在的代谢途径，涉及十个酶催化反应，均在胞液。

（二）反应过程和关键酶

1.己糖激酶（hexokinase）催化葡萄糖生成G-6-P，消耗一分子ATP。

己糖激酶（HK）分布较广，而葡萄糖激酶（GK）只存在于肝脏，这是第一个关键酶催化的耗能的限速反应。若从糖原开始，由磷酸化酶和脱支酶催化生成G-1-P，再经变位酶转成G-6-P。

2.G-6-P异构酶催化G-6-P转化为F-6-P。

3.磷酸果糖激酶（PFK-Ⅰ）催化F-6-P磷酸化生成F-1，6-DP，消耗一分子ATP。这是第二个关键酶催化的最主要的耗能的限速反应。

4.醛缩酶裂解F-1，6-DP为磷酸二羟丙酮和甘油醛-3-磷酸。平衡有利于逆反应方向，但在生理条件下甘油醛-3-磷酸不断转化成丙酮酸，驱动反应向裂解方向进行。

5.丙糖磷酸异构酶催化甘油醛-3-磷酸和磷酸二羟丙酮的相互转换。

6.甘油醛-3-磷酸脱氢酶催化甘油醛-3-磷酸氧化为1，3 -二磷酸甘油酸。这是酵解中唯一的一步氧化反应，是由一个酶催化的脱氢和磷酸化两个相关反应。反应中一分子NAD+被还原成NADH，同时在 1，3-二磷酸甘油酸中形成一个高能酸酐键，为在下一步酵解反应中使ADP变成ATP。

7.磷酸甘油酸激酶催化1，3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸。反应（6）和反应（7）联合作用，将一个醛氧化为一个羧酸的反应与ADP磷酸化生成ATP偶联。这种通过一高能化合物将磷酰基转移ADP形成ATP的过程称为底物水平磷酸化。底物水平磷酸化不需氧，是酵解中形成ATP的机制。

8.磷酸甘油酸变位酶催化 3-磷酸甘油酸转化为2-磷酸甘油酸

9.烯醇化酶催化2-磷酸甘油酸生成磷酸烯醇式丙酮酸（PFP）。PFP具有很高的磷酰基

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转移潜能，其磷酰基是以一种不稳定的烯醇式互变异构形式存在的。

10.丙酮酸激酶催化PFP生成丙酮酸和ATP。这是第三个关键酶催化的限速反应。也是第二次底物水平磷酸化反应。

丙酮酸是酵解中第一个不再被磷酸化的化合物。其去路：在大多数情况下，可通过氧化脱羧形成乙酰辅酶A进入柠檬酸循环；在某些环境条件（如肌肉剧烈收缩），乳酸脱氢酶可逆地将丙酮酸还原为乳酸；在酵母，厌氧条件下经丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶催化，丙酮酸转化成乙醇（酒精发酵）。

葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+ → 2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O 葡萄糖+2Pi+2ADP+2H+ → 2乳酸+2ATP+2H2O

葡萄糖+2Pi+2ADP+2H+ → 2乙醇+2CO2+2ATP+2H2O （三）糖酵解能量的估算和生理意义

在体外，1mol葡萄糖→2mol乳酸，ΔGO＇= －196kJ/mol 1mol糖原→2mol乳酸， ΔGO＇= －183kJ/mol

在机体内，生成 2molATP相当捕获2×30.514=61.028 kJ/mol 葡萄糖酵解获能效率=2×30.514/196×100% = 31% 糖原酵解获能效率=3×30.514/196×100% = 49.7%

糖酵解是生物界普遍存在的供能途径，其生理意义是为机体在无氧或缺氧条件下（应激状态）提供能量满足生理需要。例如，剧烈运动时，肌肉内ATP大量消耗，糖酵解加速可迅速得到ATP；成熟的红细胞没有线粒体，完全靠糖酵解供能；神经细胞、白细胞、骨髓、视网膜细胞代谢极为活跃，不缺氧时亦由糖酵解提供部分能量。

（四）糖酵解的

糖酵解三个主要部位，分别是己糖激酶、果糖磷酸激酶（PFK）和丙酮酸激酶催化的反应。

HK被G-6-P变构抑制，这种抑制导致G-6-P的积累，酵解作用减弱。但G-6-P可转化为糖原及戊糖磷酸，因此HK不是最关键的限速酶。

PFK被ATP变构抑制，但这种抑制作用被AMP逆转，这使糖酵解对细胞能量需要得以应答。当ATP供应短缺（和AMP充足）时，加快速度，生成更多的ATP， ATP足够时就减慢速度。柠檬酸可增加ATP对酶的抑制作用；F-2，6-DP可消除ATP对酶的抑制效应，使酶活化。PFK被H+抑制，可防止肌乳酸过量导致的血液酸中毒。

丙酮酸激酶被F-1，6-DP活化，加速酵解。ATP、丙氨酸变构抑制此酶。 三、糖的有氧分解 （一）概念和部位

葡萄糖的有氧分解是从葡萄糖到丙酮酸经三羧酸循环（TCA），彻底氧化生成CO2、H2O和释放大量能量的过程。是在细胞的胞液和线粒体两个部位进行的。

（二）反应过程和关键酶 整个过程可分为三个阶段：

第一阶段是葡萄糖分解为丙酮酸，在胞液进行。与酵解反应过程所不同的是3- 磷酸甘油醛脱氢生成的NADH进入线粒体氧化。

第二阶段是丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA。

丙酮酸脱氢酶系是由3种酶和5种辅助因子组成的多酶复合体，是关键酶。整个过程中无游离的中间产物，是个不可逆的连续过程。

第三阶段是柠檬酸循环（又称三羧酸循环或 Krebs循环，1937年提出，1953年获诺贝尔奖）。此循环有8步酶促反应：

1.柠檬酸合成酶催化乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸和CoASH。是第一个关键酶催化的限速反应。

2.顺乌头酸酶催化柠檬酸异构成异柠檬酸。

3.异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶的催化下生成草酰琥珀酸，再脱羧生成α-酮戊二酸。此步是第一次氧化脱羧，异柠檬酸脱氢酶是第二个关键酶。

4.α- 酮戊二酸由α- 酮戊二酸脱氢酶系催化氧化脱羧生成琥珀酰CoA。此酶系由3种酶和5种辅助因子组成，是第三个关键酶催化的第二次氧化脱羧。

5.琥珀酰CoA在琥珀酰硫激酶催化下生成琥珀酸。这是循环中惟一的一次底物水平磷

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酸化，GDP磷酸化形成GTP。

6.琥珀酸在琥珀酸脱氢酶催化下氧化为延胡索酸。这是第三步脱氢，生成FADH2。 7.延胡索酸在延胡索酸酶作用下水化形成苹果酸。

8.苹果酸在苹果酸脱氢酶催化下氧化为草酰乙酸。这是第四步脱氢，生成NADH+H+ 一次三羧酸循环过程，可归结为一次底物水平磷酸化，二次脱羧，三个关键酶促反应，四步脱氢氧化反应。每循环一次产生12分子ATP，总反应：

乙酰CoA+2H2O+3NAD+ +FAD+ADP+Pi→2CO2+3NADH+3H++FADH2+CoASH+ATP （三）能量的估算和生理意义

在体外，1mol 葡萄糖→CO2+H2O，ΔGO＇= －2840kJ/mol。

体内总反应：葡萄糖+6O2+36/38ADP+36/38Pi→6 CO2+42/44H2O+36/38ATP

第一阶段生成6或8分子ATP，即 1分子葡萄糖生成2分子丙酮酸、2分子ATP、2分子NADH+H+（1分子NADH+H+在胞液转运到线粒体氧化，经不同的转运方式，可生成2或3分子ATP）。

第二阶段是6ATP，即 2分子丙酮酸氧化脱羧生成2分子乙酰CoA与2分子NADH+H+ ，后者经电子传递链生成6ATP。

第三阶段是24ATP，即 2分子乙酰CoA经三羧酸循环生成2×12 = 24ATP。 葡萄糖有氧氧化的获能效率 = 38×30.5/2840×100% = 40%

糖的有氧氧化生理意义：①为机体提供更多的能量，是机体利用糖和其他物质氧化而获得能量的最有效方式。②三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大营养物质最终代谢通路和转化的枢纽。糖转变成脂是最重要的例子。③三羧酸循环在提供某些物质生物合成的前体中起重要作用。

（四）三羧酸循环的

三羧酸循环在细胞代谢中占据中心位置，受到严密的。丙酮酸脱氢酶复合物催化的反应是进入三羧酸循环的必经之路，可通过变构效应和共价修饰两种方式进行快速调节，乙酰CoA及 NADH+H+ 对酶有反馈抑制作用。

三羧酸循环中3个不可逆反应是调节部位。关键酶的活性受ATP、柠檬酸、NADH的反馈抑制；异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶是主要的调节点，ADP是异柠檬酸脱氢酶的变构激活剂。

四、乙醛酸循环

在植物和某些微生物存在异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶，勾通了三羧酸循环支路。该途径可以利用乙酰CoA生成用于糖异生和其它生物合成途径中的四碳中间产物。有些微生物具有乙酰CoA合成酶，能利用乙酸作为惟一碳源建造自己的机体。乙酸在辅酶A、ATP及该酶的参与下活化成乙酰CoA，而进入乙醛酸循环。油料种子萌发时脂转化为糖就是通过该途径进行的。

二、糖异生作用 （一）概念和部位

非糖物质(如甘油、丙酮酸、乳酸和生糖氨基酸等)转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生作用。这是体内单糖生物合成的惟一途径。

肝脏是糖异生的主要器官，长期饥饿时，肾脏的糖异生作用增强。糖异生中许多反应是糖酵解的逆向过程，在胞液和线粒体内发生。

（二）反应过程

糖异生并非是糖酵解的逆转，己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶催化的三个高放能反应不可逆，构成“能障”，需要消耗能量走另外途径，或由其它的酶催化来克服不可逆反应带来的“能障”。

1.丙酮酸羧化支路：丙酮酸羧化酶催化丙酮酸羧基化生成草酰乙酸，再经磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化脱羧基和磷酸化形成磷酸烯醇式丙酮酸。

丙酮酸羧化酶仅存在线粒体中，胞液中的丙酮酸必须进入线粒体，才能羧化为草酰乙酸，此步消耗1分子ATP，草酰乙酸不能直接透过线粒体膜，转化成苹果酸或天冬氨酸才转运回胞液。PEP羧激酶在线粒体和胞液都有，此步消耗1分子GTP。PEP经一系列酶催化生成F-1，6-BP，其反应需用1分子ATP和1分子NADH。

2.果糖二磷酸酶催化F-1，6-BP水解为F-6-P。

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3.G-6-P酶催化G-6-P水解为葡萄糖。

总反应式：2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H++6H2O → 葡萄糖+4ADP+2GDP+6Pi+2NAD+

糖异生等于用了4分子ATP克服由2分子丙酮酸形成2分子高能磷酸烯醇式丙酮酸的能障，用了2分子ATP进行磷酸甘油激酶催化反应的可逆反应。这比酵解净生成的ATP多用了4分子ATP。

（三）糖异生的和生理意义

糖异生的前体，例如乳酸是由乳酸脱氢酶催化转化为丙酮酸进入糖异生途径的，甘油先转变成α-磷酸甘油再转化成磷酸二羟丙酮进入。

ATP/AMP的变化是影响糖异生关键酶活性的重要因素。当AMP的水平高时，表明要合成更多的ATP，AMP激发PFK，增加糖酵解的速率和抑制果糖1，6-二磷酸酶，关闭糖异生作用；反之，当ATP和柠檬酸水平高时，PFK受抑制，降低酵解的速率，以及柠檬酸激发果糖1，6-二磷酸酶，增加糖异生的速率。

糖异生的意义：

1.补充血糖，可保持其浓度的相对恒定。在饥饿或剧烈运动时对保持血糖水平是重要的，在脑和红细胞，几乎完全依靠血糖作为能量的来源。

2.回收乳酸能量，防止乳酸中毒。剧烈运动时，肌糖原酵解产生大量乳酸，部分由尿排出，但大部分经血液运到肝脏，通过糖异生作用合成肝糖原和葡萄糖，以补充血糖，再被肌肉利用，形成乳酸循环。所以糖异生途径对乳酸的再利用、肝糖原的更新、补充肌肉消耗的糖及防止乳酸中毒都有一定的意义。

第六章 脂类代谢 导入：脂类是人体的重要营养素，分为脂肪和类脂两大类。脂肪的主要功能是储能和供能。类脂包括磷脂、糖脂、胆固醇及其酯，是生物膜的重要组分，参与细胞识别及信息传递，并是多种生理活性物质的前体。体内脂肪酸的来源有二：一是机体自身合成，以脂肪形式储存在脂肪组织中，需要时从脂肪动员。饱和脂酸及单不饱和脂酸主要靠机体自身合成。另一来源系膳食的脂肪供给，特别是某些多不饱和脂酸，动物机体自身不能合成，需从植物油摄取，称为必需脂酸。本章重点讨论脂肪的分解和合成代谢。

第一节 概论 一、脂类

脂肪(fat)又称甘油三酯（triglyceride ,TG）。脂肪细胞是哺乳动物脂肪主要储存处。糖原可在短时间（1h左右）提供用于肌肉收缩的能量， 1g脂肪氧化释能37.6 kJ，比等量的糖或蛋白质高出2倍以上。

天然脂肪酸多为偶数C，16C或18C多见；不饱和脂肪酸中的亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸是必需脂肪酸。

胆固醇（cholesterol ,Ch）及胆固醇酯是血浆蛋白和细胞外膜的重要组分。胆固醇可调节生物膜的流动性，同时也是合成胆汁酸、类固醇激素和维生素D等生理活性物质的前体。

三、脂类的酶促水解

1.脂肪酶广泛存在于动物、植物和微生物中。在人体内，脂肪的消化主要在小肠，由胰脂肪酶催化，胆汁酸盐和辅脂肪酶的协助使脂肪逐步水解生成脂肪酸和甘油。

3.胆固醇酯酶水解胆固醇酯生成胆固醇和脂肪酸。

4.小肠可吸收脂类的水解产物。胆汁酸盐帮助乳化，结合载脂蛋白（apoprotein,apo）形成乳糜微粒经肠粘膜细胞吸收进入血循环。

第二节 脂肪的分解代谢

食物中的脂肪通过消化被脂肪酶逐步降解为甘油和游离脂肪酸（FFA）,而储存于脂肪细胞中的脂肪通过脂肪动员降解，在脂肪动员中，三酰甘油脂肪酶的活性低，是脂肪动员的限速酶。脂肪分解是生物体利用脂肪作为供能原料的第一个步骤。

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一、甘油的氧化

脂肪动员产生的甘油主要在肝细胞经甘油激酶作用生成3-磷酸甘油，再脱氢生成磷酸二羟丙酮后循糖代谢途径分解或经糖异生途径转化成葡萄糖。脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，不能很好利用甘油。

二、脂肪酸的氧化分解

脂肪酸不溶于水，在血液中与清蛋白结合后（10:1），运送全身各组织，在组织的线粒体内氧化分解，释放大量的能量，以肝脏和肌肉最为活跃。1904年，Knoop用苯环作标记，追踪脂肪酸在动物体内的转变过程，发现当奇数碳脂肪酸衍生物被降解时，尿中检测出的是马尿酸，如果是偶数碳，尿中排出的是苯乙尿酸。显然脂肪酸酰基链的降解发生在β-碳原子上，即每次从脂酸链上切下一个二碳单位。以后的科学实验证明β-氧化学说是正确的，切下的二碳单位是乙酰CoA，脂肪酸进入线粒体前先被活化。

（一）脂肪酸的活化

在胞液中FFA通过与CoA酯化被激活,催化该反应的酶是脂酰CoA合成酶，需ATP、Mg2+参与。反应产生的PPi立即被焦磷酸酶水解，阻止了逆反应，所以1分子FFA的活化实际上消耗2个高能磷酸键。

RCOOH+ATP+CoASH—→RCO~SCoA+AMP+PPi （二）脂酰CoA进入线粒体

脂肪酸的氧化是在线粒体内进行的, 而脂酰CoA不能自由通过线粒体内膜进入基质, 需耍通过线粒体内膜上肉毒碱转运才能将脂酰基带入线粒体。内膜两侧的脂酰CoA肉毒碱酰基转移酶Ⅰ、Ⅱ（同工酶）催化完成脂酰基的转运和肉毒碱的释放。酶Ⅰ是FFA氧化分解的主要限速酶。

（三）脂酰CoA的β-氧化

脂酰CoA氧化生成乙酰CoA涉及四个基本反应：第一次氧化反应、水化反应、第二次氧化反应和硫解反应。

第一步由脂酰CoA脱氢酶催化脱氢生成反-⊿2-烯脂酰CoA和 FADH2。 第二步由反-⊿2-烯脂酰CoA水化酶催化加水生成L-（+）-β-羟脂酰CoA。

第三步由L-（+）-β-羟脂酰CoA脱氢酶催化生成β-酮脂酰CoA和NADH+H+。 第四步由硫解酶作用底物的α-与β-C间断裂，CoASH参与，生成1分子乙酰CoA和比原来少2个C的脂酰CoA。然后再一轮β-氧化，如此循环反应。

（四）脂肪酸氧化的能量计算

1分子软脂酸（16C）经7次β-氧化可生成8个乙酰CoA、7个NADH+H+、7个FADH2。每个乙酰CoA进入TCA循环生成3个NADH+H+、1个FADH2、1个GTP，并释放2分子CO2。

总反应方程式是：软脂酰CoA+23 O2+131Pi+131ADP→CoASH+16 CO2+123H2O+131ATP

净生成的ATP数：12×8＋3×7＋2×7－2 =129。 (脂肪酸活化消耗2个高能磷酸键，相当消耗2个ATP)

当以脂肪为能源时，生物体还获得大量的水。骆驼的驼峰是储存脂的“仓库”，既提供能量，又提供所需的水。

（五）脂肪酸氧化的其他途径 1. 奇数碳原子脂酸的氧化

人体含极少量奇数碳脂肪酸，而许多植物、海洋生物、石油酵母等含一定量的奇数碳脂肪酸。其β-氧化除生成乙酰CoA外，还生成1分子丙酰CoA，后者可通过β-羧化酶及异构酶的作用生成琥珀酰CoA，经TCA途径彻底氧化。

2. 不饱和脂肪酸的氧化

机体中脂酸约一半以上是不饱和脂肪酸，其中的双键均为顺式（cis）构型，不能被烯脂酰CoA水化酶作用（该酶催化的是反式构型双键的加水），所以需要异构酶和还原酶才能使一般不饱和脂肪酸的氧化进行下去。如油酸是十八碳一烯酸（cis-⊿9），细胞质中的油酸同样先活化生成油酰CoA，经转运系统换成线粒体基质中的油酰CoA，经三轮β-氧化生成3分子乙酰CoA和cis-⊿3-十二碳烯脂酰CoA，后者经异构酶催化为trans-⊿2-十二碳烯脂酰CoA，就可由烯脂酰CoA水化酶作用生成L-β-羟脂酰CoA，再经五轮β-氧化生

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成6分子乙酰CoA，总计9分子乙酰CoA。

多不饱和脂肪酸的氧化还需一个特殊的还原酶。 三、酮体的生成和利用

脂肪酸经β-氧化生成的大多数乙酰CoA进入TCA循环，当乙酰CoA的量超过TCA循环氧化能力时，多余的生成酮体（ketone bodies）,包括β-羟丁酸（占70%）、乙酰乙酸（占30%）和丙酮（微量）。酮体是燃料分子，作为“水溶性的脂”，在心脏和肾脏中比脂肪酸氧化得更快。

（一）酮体是在肝脏中合成的

2分子乙酰CoA经肝细胞线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶催化缩合成乙酰乙酰CoA，再在羟甲基戊二酸单酰CoA合成酶（HMG- CoA合成酶）的催化下，结合第三个乙酰CoA生成β-羟基-β-甲基戊二酸单酰CoA。然后HMG- CoA裂解酶催化生成乙酰乙酸和乙酰CoA。（乙酰乙酰CoA也可在硫酯酶催化下水解为乙酰乙酸和CoA）

乙酰乙酸在β-羟丁酸脱氢酶的催化下，由NADH供氢，被还原为β-羟丁酸或脱羧生成丙酮。

（二）酮体的利用

酮体是正常的、有用的代谢物，是很多组织的重要能源。但肝细胞氧化酮体的酶活性很低，因此酮体经血液运输到肝外组织进一步氧化分解。心、肾、脑和骨胳肌线粒体有活性很高的氧化酮体的酶。β-羟丁酸在β-羟丁酸脱氢酶催化下重新脱氢生成乙酰乙酸，在不同肝外组织中乙酰乙酸可在琥珀酰CoA转硫酶或乙酰乙酸硫激酶作用下转变为乙酰乙酰CoA，再由乙酰乙酰CoA硫解酶裂解为2分子乙酰CoA，进入TCA途径彻底氧化。

脑在正常代谢时主要以葡萄糖为能源，但在饥饿和患糖尿病时，也不得不利用乙酰乙酸，长期饥饿时，脑需要的燃料有75%是乙酰乙酸。长期饥饿和糖尿病患者的呼吸中会拌有丙酮的气味（乙酰乙酸脱羧形成）。

正常情况下，血中酮体含量很低，为0.05~0.5mmol/L。在饥饿、高脂低糖膳食和糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增加，超出肝外组织利用酮体的能力，血中酮体含量升

高，造成酮症酸中毒，称为酮血症，若尿中酮体增多则称为酮尿症。

第七章 氨基酸代谢

第一节 蛋白质的酶促降解 一、蛋白质的营养价值

对于成人来说，缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和色氨酸必须由食物供应，称为营养必需氨基酸，对婴幼儿，组氨酸和精氨酸不能满足营养需要量。可由生物机体合成的氨基酸称为非必需氨基酸。

蛋白质的营养价值取决于所含氨基酸的种类、数量及其比例，如果某种食物蛋白中必需氨基酸的种类和比例与人体组织蛋白接近，其营养价值就高。

蛋白水解酶又称肽酶，包括内肽酶、外肽酶、寡肽酶和二肽酶。内肽酶有胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶，对肽链内肽键的特异性不同。胃蛋白酶对底物特异性较低，主要水解Phe、Try C端的肽键；胰蛋白酶水解Lys、Arg C端；胰凝乳蛋白酶作用Phe、Try C端；弹性蛋白酶作用脂肪族氨基酸C端。羧肽酶、氨肽酶是外肽酶，羧肽酶B要求肽的C末端氨基酸残基必须是Arg、Lys；羧肽酶A则水解除Arg、Lys，Pro或羟脯氨酸外的C末端氨基酸残基。

第二节 氨基酸的一般代谢

氨基酸的一般代谢是指各种氨基酸共同的分解代谢途径。开始于脱氨作用；氨与天冬氨酸的N原子结合，形成尿素并被排放；氨基酸的碳骨架（脱氨基产生的α-酮酸）转化

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为一般的代谢中间物。

一、脱氨基作用

氨基酸脱氨有氧化脱氨和非氧化脱氨两种方式，氧化脱氨又和转氨作用组成联合脱氨基作用。非氧化脱氨主要在微生物体内进行。

1.氧化脱氨基作用

氧化脱氨是酶催化下伴随有脱氢的脱氨，α-氨基酸转变为α-酮酸。主要的酶有L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶和L-谷氨酸脱氢酶。前二类是黄素蛋白酶，辅基为FMN和或FAD，在动物体内作用都不大，所形成的FMNH2或FADH2被氧分子氧化，产生毒性的过氧化氢，可由过氧化氢酶分解为水和氧。

L-谷氨酸脱氢酶广泛分布于动物、植物和微生物，辅酶为NAD+或NADP+。L-谷氨酸脱氢酶活性高，专一性强，只催化L-谷氨酸氧化脱氨生成α-酮戊二酸、NH3、NADH或NADPH，反应是可逆的。此酶是一种变构酶，ATP、GTP和NADH是变构抑制剂，而ADP、GDP是变构激活剂。

味精生产即利用微生物体内的L-谷氨酸脱氢酶将α-酮戊二酸转变为谷氨酸，进而转化为谷氨酸钠。

2.转氨基作用

一种α-氨基酸的氨基在转氨酶催化下转移到α-酮酸上，生成相应的α-酮酸和另一α-氨基酸，反应是可逆的。

转氨作用沟通了糖与蛋白质的代谢。大多数转氨酶以α-酮戊二酸作为氨基的受体，这样许多氨基酸的氨基通过转氨作用转化为谷氨酸，再经L-谷氨酸脱氢酶的催化使氨基酸氧化分解。所以谷氨酸在很多氨基酸合成和降解代谢反应中是一个关键的中间代谢物。

已发现50种以上转氨酶。谷丙转氨酶（GPT）在肝脏中活性最高，谷草转氨酶（GOT）在心脏中活性最高，都是细胞内酶。肝细胞受损，血清GPT明显升高。

而心肌梗死患者GOT显著上升。

转氨酶的辅酶只有一种，即磷酸吡哆醛，是VB6的磷酸酯。在转氨过程中，磷酸吡哆醛及磷酸吡哆胺之间相互转变，起着传递氨基的作用，类似于打乒乓球，所以称为乒-乓反应机制。

3.联合脱氨基作用

两种或两种以上的酶联合催化氨基酸的α-氨基脱下，并产生游离氨的过程，称为联合脱氨基作用。动物体内大部分氨基酸是通过这种方式脱氨的，常见的有两种途径：

（1）转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶的联合

主要在肝、肾等组织，转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶的联合作用，可使大部分氨基酸脱去氨基，全过程是可逆的，其逆过程可以合成新的氨基酸。在这一过程中，α-酮戊二酸是一种氨基传递体，可由三羧酸循环中大量产生。

（2）连续转氨偶联嘌呤核苷酸循环

主要在心肌、骨骼肌和脑进行。活动的肌肉会生氨是因为肌肉内L-谷氨酸脱氢酶活性不高，氨基酸通过连续脱氨，将氨基转移给草酰乙酸，生成天冬氨酸，再与次黄嘌呤核苷酸（IMP）生成AMP。AMP在腺苷酸脱氢酶催化下，生成IMP并释放氨，完成联合脱氨基作用。IMP既是接受天冬氨酸的起始物，又是释放氨基后的再生物，于是构成了嘌呤核苷酸循环。

二、氨的去路

1.氨对动物是有毒的

氨在pH7.4时主要以NH4＋的形式存在，在兔体内，血氨达到5mg/100mL，兔即死亡，正常人血氨浓度小于60μmol/L,血氨升高会引起脑功能紊乱，出现中毒症状，是肝昏迷发病的重要机制之一。

血氨的去路：①合成尿素（人体80%～90%的氨以尿素形式排出，鸟类和生活在比较干燥环境中的爬虫类以尿酸形式排出，水生动物可直接排出）；②合成谷氨酰胺（这是神经组织解氨毒的重要方式，也是氨的储存、运输方式。在植物体内，氨的运输、储存和利用形式是天冬酰胺）；③合成非必需氨基酸或其他含氮物（嘌呤或嘧啶碱）。

2.尿素的合成

（1）部位：肝脏线粒体和胞液。

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（2）机理：1932年，德国学者Krebs和Hensleit根据实验研究，提出了鸟氨酸循环（ornithine cycle）合成尿素的学说，这比三羧酸循环发现早5年。实验的根据是：将鼠肝切片置于胺盐和重碳酸盐介质中，有氧条件下保温数小时，发现胺盐含量减少，而尿素增多。当加入少量鸟氨酸、瓜氨酸或精氨酸能大大加速尿素的合成。肝脏又含有精氨酸酶，可催化精氨酸水解生成鸟氨酸和尿素。于是一个循环机制就出现。

（3）反应过程：有5步反应，前2步在肝细胞线粒体，其他3步在胞质溶液中进行。尿素循环本身是四步酶促反应组成。

氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ（CPS-Ⅰ）激活氨结合CO2形成氨甲酰磷酸。 鸟氨酸转氨甲酰酶催化氨甲酰磷酸转移到鸟氨酸上生成瓜氨酸。

精氨琥珀酸合成酶催化瓜氨酸与天冬氨酸缩合生成精氨琥珀酸。这是尿素中第2个氮原子的来源。

精氨琥珀酸酶催化精氨琥珀酸裂解为精氨酸和延胡索酸（后者可进入三羧酸循环，并转变为草酰乙酸，转氨后又形成天冬氨酸）。

精氨酸酶水解精氨酸生成尿素，并重新产生鸟氨酸，进入第二轮循环。 总反应式：NH3 + HCO3- +天冬氨酸 +3ATP → CO( N H 2)2 + 延胡索酸 + 2ADP+2Pi+AMP+PPi

尿素的合成是一个耗能的过程，循环中使用了4个高能磷酸键（3分子ATP水解为2ADP及Pi、一个AMP和PPi，后者随之水解为Pi）。

尿素循环产生的延胡索酸可进入TCA，精氨酸与甘氨酸缩合形成瓜基乙酸，进而合成肌酸磷酸（肌肉中的一种高能仓库）。

（4）调节：氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ是变构酶，乙酰谷氨酸（AGA）是该酶的激活剂，而精氨酸又是AGA合成酶的激活剂，因此，精氨酸浓度增高时，尿素生成加速。精氨琥珀酸合成酶活性最低，是限速酶。

三、α-酮酸的去路

α-酮酸的去路：①氨基化生成非必需氨基酸（如丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸由一步转氨反应合成，其它的也是通过短的，不太耗能的途径合成）；②转变成糖和脂肪；③氧化供能。

脊椎动物体内的20种氨基酸的碳骨架由各自的酶系进行氧化分解，途径各异，但集中形成5种产物进入柠檬酸循环。这5种产物是乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸和草酰乙酸。它们最后氧化成CO2和H2O，释放能量。

降解为柠檬酸循环中间代谢物的氨基酸还可以进入糖异生途径生成葡萄糖，这样的氨基酸称为生糖氨基酸；那些形成乙酰CoA氨基酸可以成为脂肪酸和酮体的前体，称生酮氨基酸；既可生成柠檬酸循环中间代谢物，又可生成乙酰CoA的氨基酸称为生糖兼生酮氨基酸。氨基酸碳骨架进入TCA的途径如下图。

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