第一章? ? 代謝總論

第一節(jié)? 代謝的基本概念

一條代謝途徑中的酶有三種方式組織在一起：

（1）分散存在（效率最低，前一個(gè)酶的產(chǎn)物被環(huán)境稀釋）

（2）多酶復(fù)合體或酶系：構(gòu)成一條代謝鏈的酶全部或部分組成復(fù)合體

? ? ?可以提高反應(yīng)速率，并有利于調(diào)控

? ? ?如丙酮酸脫氫酶系、α-酮戊二酸脫氫酶系和細(xì)菌的脂肪酸合成酶系

（3）與膜相結(jié)合的多酶復(fù)合物或酶系：酶按照一定的方向和次序整合在膜上

? ? ?傳遞電子（呼吸鏈和光合鏈），脂質(zhì)物質(zhì)的合成（需要疏水環(huán)境，把反應(yīng)放在兩相交處，如光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）

有時(shí)候，一條代謝鏈的活性，中和在一條肽鏈之中，或是不同的亞基之中。如：哺乳動(dòng)物的脂肪酸合酶

按照代謝方向，代謝途徑可分為線狀（糖酵解）、環(huán)狀（三羧酸循環(huán)、卡爾文循環(huán)和尿素循環(huán)）；分枝狀（氨基酸的合成）。只有在循環(huán)代謝之中，才涉及到一種起始代謝物在最后一步反應(yīng)中得以再生（三羧酸循環(huán)的草酰乙酸、卡爾文循環(huán)的1，5-二磷酸核酮糖和尿素循環(huán)中的鳥苷酸）

細(xì)菌的所有代謝可分為分解代謝（將復(fù)雜代謝物轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單代謝物），合成代謝，不定向代謝（雙重代謝，既是分解代謝又是合成代謝）

第二節(jié)? 代謝的基本特征

1.反應(yīng)條件一般為溫和

2.高度調(diào)控

3.每條代謝途徑都不可逆

4.一條代謝途徑至少存在一個(gè)限速步驟

5.各種生物中高度保守

6.代謝途徑在真核細(xì)胞中是高度分室化的

第三節(jié)? 代謝研究的主要內(nèi)容和方法

1.示蹤法：同位素示蹤、熒光標(biāo)記示蹤

2.代謝抑制劑的作用：某一部反應(yīng)被抑制，此反應(yīng)之前的所有代謝物都會(huì)在細(xì)胞內(nèi)堆積

3.代謝遺傳缺陷型突變受體的使用：原理同代謝抑制劑，通過(guò)代謝物的堆積，來(lái)反映代謝途徑

4.基因操作：主要食用轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因敲除技術(shù)或敲減技術(shù)或基因在某些組織中定向表達(dá)等手段（用來(lái)確定某一酶在細(xì)胞中的作用）

第四節(jié)? 代謝中的氧化還原反應(yīng)和氧氣在反應(yīng)中的作用

第五節(jié)? 代謝組和代謝組學(xué)

分離代謝小分子的方式有：毛細(xì)管電泳（CE）和氣相色譜（GC）和高效液相層析

鑒定代謝小分子的方法有：質(zhì)譜和核磁共振

第二章? ? 生物能學(xué)

第一節(jié)? 熱力學(xué)定律和Gibbs-Heimholtz方程

幾個(gè)基本概念

1.系統(tǒng)和環(huán)境：可分為孤立系統(tǒng)（和環(huán)境之間不發(fā)生任何形式的物質(zhì)交換或能量交換）和開放系統(tǒng)

2.能量：做功的本領(lǐng)

3.自由能： 是指一個(gè)系統(tǒng)的總能量之中用來(lái)做功的一部分（有用能）

4.熵：是指一個(gè)系統(tǒng)的無(wú)序狀態(tài)。一個(gè)系統(tǒng)越有序，自由能越小

5.焓：是指系統(tǒng)的總熱能

有熱力學(xué)定律可以得出：

其中G代表系統(tǒng)的自由能，H代表系統(tǒng)的總熱能，S代表系統(tǒng)的熵，T為系統(tǒng)的絕對(duì)溫度

在恒溫恒壓的情況下，可衍生出Gibbs-Heimholtz方程

式中的???代表自由能的變化，???代表總熱能的變化，???代表熵的變化，??還是代表絕對(duì)溫度

第二節(jié)? 生化反應(yīng)的方向性與自由能之間的關(guān)系

假設(shè)一個(gè)生化反應(yīng)：??+??←→??+??

在恒溫恒壓的情況下，有：

第三節(jié)? ???和???的關(guān)系（略）

第四節(jié)? 生命系統(tǒng)中的偶聯(lián)反應(yīng)

1.通過(guò)一個(gè)共同的代謝中間物

2.偶聯(lián)的第二種機(jī)制是通過(guò)特殊的高能生物分子來(lái)進(jìn)行的，在第一步反應(yīng)中釋放出的自由能，有一部分轉(zhuǎn)變成高能生物分子之中，第二個(gè)反應(yīng)進(jìn)行則是由第一個(gè)反應(yīng)中生成的高能生物分子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)

第五節(jié)? 高能生物分子

極容易水解，又容易在水解之中放出大量的生物能

除了ATP在細(xì)胞中擔(dān)任能量貨幣，還有其他三種核苷三磷酸。這幾種能量貨幣之間的轉(zhuǎn)換需要核苷二磷酸激酶

高能分子在水解時(shí)釋放出大量的能量，原因是：水解產(chǎn)物有更大的共振穩(wěn)定性，水解之后負(fù)電荷之間的靜電斥力減小