生物化學(xué)經(jīng)典題

1、.：.；計(jì)算一分子硬脂酸徹底氧化成CO2和H2O，產(chǎn)生的ATP分子數(shù)，并計(jì)算每克硬脂酸徹底氧化產(chǎn)生的自在能.答 1一分子硬脂酸需求經(jīng)過8輪氧化，生成9個(gè)乙酰CoA，8個(gè)FADH2 和8NADH，9個(gè)乙酰CoA可生成ATP：109=90個(gè)；8個(gè)FADH2可生成ATP ：1.58=12個(gè)；8個(gè)NADH可生成ATP：2.58=20個(gè)；以上總計(jì)為122個(gè)ATP，但是硬脂酸活化為硬脂酰CoA時(shí)耗費(fèi)了兩個(gè)高能磷酸鍵，一分子硬脂肪酸凈生成120個(gè)ATP。2120個(gè)ATP水解的規(guī)范自在能為12030.54KJ=3664.8KJ，硬脂肪酸的相對(duì)分子質(zhì)量為256。故1克硬脂肪酸徹底氧化產(chǎn)生的自在能為3664.8/

2、256=13.5KJ。詳解：硬脂酸活化為硬脂酰CoA時(shí)把一個(gè)ATP轉(zhuǎn)化成為AMP，耗費(fèi)了兩個(gè)高能磷酸鍵，長(zhǎng)鏈脂酰CoA和肉毒堿反響轉(zhuǎn)移進(jìn)線立體時(shí)沒有耗能，在-氧化的反響過程中第一步脫氫：脂酰CoA在脂酰基CoA脫氫酶的催化下，其烴鏈的、位碳上各脫去一個(gè)氫原子，生成、烯脂酰CoAtrans-y-enoyl CoA，脫下的兩個(gè)氫原子由該酶的輔酶FAD接受生成FAD.2H.后者經(jīng)電子傳送鏈傳送給氧而生成水，同時(shí)伴有兩分子ATP的生成。第二步加水沒有能量損失，c再脫氫：-羥脂酰CoA在-羥脂酰CoA脫氫酶L-hydroxy acyl CoAdehydrogenase催化下，脫去碳上的2個(gè)氫原子生成-酮

3、脂酰CoA，脫下的氫由該酶的輔酶NAD+接受，生成NADHH+ .后者經(jīng)電子傳送鏈氧化生成水及3分子ATP. d硫解：-酮脂酰CoA在-酮脂酰CoA在硫解酶中無能量損失，1分子軟脂酸含16個(gè)碳原子，靠7次氧化生成7分子NADH+H+，7分子FADH2，8分子乙酰CoA，而一切脂肪酸活化均需耗去2分子ATP.故1分子軟脂酸徹底氧化共生成：72+73+812-2129分子 試闡明“酮尿癥的生化機(jī)制。 泛指一個(gè)系統(tǒng)中，各元素之間的相互作用的過程和功能。機(jī)制一定是經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)有效的方式方法，并進(jìn)展一定的加工，使之系統(tǒng)化、實(shí)際化，這樣才干有效地指點(diǎn)實(shí)際。泛指一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)系統(tǒng)和某些自然景象的物理、化學(xué)規(guī)

4、律等等。生化機(jī)制：經(jīng)常是指在某些生物體內(nèi)的某些化學(xué)物經(jīng)過一定的化學(xué)反響生成一定的化學(xué)物，這個(gè)過程使得完成某項(xiàng)生理功能或景象。是在生物化學(xué)這個(gè)角度，各個(gè)元素相互作用的過程并行使其功能。計(jì)算一分子硬脂酸徹底氧化成CO2和H2O，產(chǎn)生的ATP分子數(shù)，并計(jì)算每克硬脂酸徹底氧化產(chǎn)生的自在能 答 1一分子硬脂酸需求經(jīng)過8輪氧化，生成9個(gè)乙酰CoA，8個(gè)FADH2 和8NADH，9個(gè)乙酰CoA可生成ATP：109=90個(gè)；8個(gè)FADH2可生成ATP ：1.58=12個(gè)；8個(gè)NADH可生成ATP：2.58=20個(gè)；以上總計(jì)為122個(gè)ATP，但是硬脂酸活化為硬脂酰CoA時(shí)耗費(fèi)了兩個(gè)高能磷酸鍵，一分子硬脂肪酸凈生

5、成120個(gè)ATP。2120個(gè)ATP水解的規(guī)范自在能為12030.54KJ=3664.8KJ，硬脂肪酸的相對(duì)分子質(zhì)量為256。故1克硬脂肪酸徹底氧化產(chǎn)生的自在能為3664.8/256=13.5KJ。苯酮尿癥(phenlketonuria,PKU)主要是由于編碼苯丙氨酸羥化酶(PAH)的基因突變,導(dǎo)致肝臟PAH活性降低或缺乏所致.各國(guó)運(yùn)用分子生物學(xué)等技術(shù)對(duì)PAH基因突變進(jìn)展了廣泛研討,到目前為止,有498突變基因被確定,其中致病性的突變有460余種;研討者們運(yùn)用體外表達(dá)預(yù)測(cè)酶活性和測(cè)定體內(nèi)苯丙氨酸氧化率等方法研討基因型-表型的相關(guān)性,希望經(jīng)過基因型來預(yù)測(cè)未知的表型,以便指點(diǎn)PKU的分類和治療.該文

6、綜述了PAH基因突變?cè)诓煌赜?、人種和民族的特點(diǎn),同時(shí)對(duì)基因型-生化代謝表型以及基因型-智能表型的相關(guān)關(guān)系的研討進(jìn)展綜合分析. 苯酮尿癥(Phenylketonuria),簡(jiǎn)稱PKU，此疾病為一種稀有的遺傳性疾病，起由于苯氨基丙酸(phenylalanine)這種氨基酸無法被完全代謝所導(dǎo)致；缺乏丙酮酸羥化酶，苯丙氨酸只能靠轉(zhuǎn)氨生成苯丙酮酸，病人尿中排出大量苯丙酮酸。苯丙酮酸堆積對(duì)神經(jīng)有毒害，使智力發(fā)肓出現(xiàn)妨礙。 病因 苯酮尿癥是先天性氨基酸代謝異常的疾病,因患者的肝臟內(nèi)缺乏苯丙氨酸徑化脢,而無法將人體過量的苯丙氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼峒捌渌麩o害的物質(zhì)。過量的苯丙氨酸及其代謝物質(zhì)堆積在血液中,會(huì)呵斥臟器

7、損害,尤其會(huì)對(duì)腦部及中樞神經(jīng)系統(tǒng)呵斥損傷,引起智能缺乏。新生兒患病的機(jī)率約是五萬分之一,一年約有六、七個(gè)患有此種病癥的新生兒出生。 一、苯酮尿癥構(gòu)成的緣由及病癥 1934年挪威的Dr.Folling在家族性智障病患的尿液中發(fā)現(xiàn)有特殊陳腐味道，後來才知道該物質(zhì)是苯丙酮酸(phenylpyruvic acid)，在1937年正式命名為苯酮尿癥(phenylketonuria；PKU)。苯酮尿癥是一種體染色體隱性遺傳疾病，主要是由於體內(nèi)苯丙胺酸(phenylalanine；Phe)羥化(hydroxylation)成酪胺酸(tyrosine；Tyr)的代謝途徑機(jī)障所引起的先天代謝異常疾病。目前知有五

8、種不同酵素的缺乏會(huì)呵斥此種代謝機(jī)障；這些包括有：苯丙胺酸羥化酵素(phenylalaninehydroxylase；PAH)、鳥嘌呤核甘三磷酸環(huán)化水解酵素(Gtp cyclohydrolase I；GTPCHI)、丙二酮四氫喋呤合成酵素(6-pyruvoyl tetrahydropterin synthase；PTPS)、雙氫喋啶復(fù)原酵素(dihydropteridine reductase；DHPR)及喋呤甲醇胺脫水酵素(pterin-4?-carbinolamine dehydratase；PCD)。依其缺乏的不同，會(huì)有不同的臨床病癥及診斷方法，其治療方法也不一樣。 第一種苯丙胺酸羥化酵素

9、(PAH)缺乏會(huì)呵斥最常見的典型苯酮尿癥。其臨床病癥為毛髮展現(xiàn)黃色、皮膚慘白乾燥及智能殘障的後遺癥。根據(jù)文獻(xiàn)的報(bào)告，歐美的PKU患者約9899%為此型，其發(fā)生率約為一萬分之一，但是有很大的地域和種族上的差別。國(guó)內(nèi)篩檢八十七萬新生兒的結(jié)果顯示，PKU發(fā)生率約為三萬四千分之一，其中只需約7080%的患者為典型苯酮尿癥。第二至第四種缺乏會(huì)呵斥苯丙胺酸羥化成酪胺酸時(shí)必需的輔助酵素四氫生喋呤(tetrahydrobiopterin；BH4)缺乏。其臨床病癥除了典型苯酮尿癥有的病癥外，尚有嚴(yán)重的神經(jīng)學(xué)病癥(如抽搐)、生長(zhǎng)發(fā)育緩慢、易感染等。第五種缺乏雖也會(huì)呵斥輔助酵素四氫生喋呤的缺乏，但臨床病癥細(xì)微，能夠

10、不需求治療。國(guó)內(nèi)之PKU患者約有20%30%為四氫生喋呤缺乏型，與西方國(guó)家的結(jié)果大不一樣，特別需求鑑別診斷，以便採(cǎi)取正確的治療方法。二、苯酮尿癥的治療方式要預(yù)防PKU後遺癥的發(fā)生，除了必需對(duì)癥下藥，且愈早治療效果愈好。根據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)告，患者在一個(gè)月內(nèi)治療，其平均智商為95，一至兩個(gè)月大才治療之患者，平均智商為85；而晚期接受治療或未治療者，其平均智商為53-45。根據(jù)國(guó)內(nèi)的閱歷及國(guó)外之文獻(xiàn)，BH4缺乏型的治療預(yù)後很好，尤其是神經(jīng)病癥的控制及生長(zhǎng)發(fā)育，假設(shè)在新生兒期即接受治療，其智商更可到達(dá)正常人的規(guī)范。 闡明真核生物體內(nèi)脂肪酸合酶的構(gòu)造與功能。答 在植物體內(nèi)，脂肪酸合酶是由不同的七種多肽鏈的聚

11、合體和ACP組成的多酶體系。酵母中，脂肪酸合酶由酰基載體蛋白ACP和6個(gè)酶構(gòu)成，這6個(gè)酶定位為兩個(gè)多功能多肽鏈，它們分別是乙酰CoA-ACP轉(zhuǎn)酰酶、丙二酸單酰CoA-ACP轉(zhuǎn)酰酶、-酮酰-ACP合酶、-酮酰-ACP復(fù)原酶、-羥酰-ACP脫水酶、烯酰-ACP復(fù)原酶；動(dòng)物中，脂肪酸合酶包含有7個(gè)酶和一個(gè)ACP，其中6個(gè)酶和酵母中的一樣，另一個(gè)為軟脂酰-ACP硫酯酶。ACP是“acyl carrier proterin的簡(jiǎn)寫符號(hào)，是一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量低的蛋白質(zhì)，它沒有酶的活性，在脂肪酸合成中猶如CoA在脂肪酸降解中的作用，僅作為脂?；妮d體。它的輔基是ACP的絲氨酸殘基上結(jié)合的4-磷酸泛酰巰基乙胺，其

12、末端的SH基是攜帶脂酰基的功能部位。ACP可把脂酰基從一個(gè)酶轉(zhuǎn)移到另一個(gè)酶，因此被稱作 “?；d體蛋白。在脂肪酸降解中，同樣的磷酸泛酰巰基乙胺又是CoA的一部分。這個(gè)長(zhǎng)鏈的4-磷酸泛酰巰基乙胺分子猶如“擺臂，把底物在酶復(fù)合體上從一處的催化中心轉(zhuǎn)移到另一處。 脂肪酸合成中碳鏈的延伸在線粒體中和在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的機(jī)制有何不同？ 5 ? 1 線粒體中的延伸是以乙酰單位的加長(zhǎng)和復(fù)原，是降解的逆過程。只是脂肪酸延伸最后一步運(yùn)用 NADPH+H + 為復(fù)原劑，而脂肪酸降解的第一步運(yùn)用 FAD 為氧化劑。 2 光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的延伸更為活潑，其反響過程與軟脂酸的合成類似，只是參與的酶有所改動(dòng)， CoA 取代了合成中所

13、用得 ACP ，丙二酸單酰 CoA 為二碳單位的供體，由 NADPH+H + 提供 H ，經(jīng)過復(fù)原、脫水、再?gòu)?fù)原構(gòu)成 18 碳產(chǎn)物硬脂酰 CoA 。 軟脂酸作為其他更長(zhǎng)碳鏈脂肪酸的前體，在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或線粒體中的脂肪酸碳鏈延伸酶體系作用下，構(gòu)成更長(zhǎng)碳鏈的脂肪酸。 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，軟脂酸延伸是以丙二酰CoA為二碳單位的供體；在線粒體，軟脂酸延伸以乙酰CoA為二碳單位的供體。在延伸過程中均由NADPH+H+供氫，使脂肪酸碳鏈延伸至24碳或26碳。以18碳的硬脂酸最多。脂肪酸碳鏈的延伸可在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體中經(jīng)脂肪酸延伸酶體系催化完成。 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，軟脂酸延伸是以丙二酰CoA為二碳單位的供體，由NADPH+H

14、+供氫，亦經(jīng)縮合脫羧、復(fù)原等過程延伸碳鏈，與胞液中脂肪酸合成過程根本一樣。但催化反響的酶體系不同，其脂肪?；皇且訟CP為載體，而是與輔酶A相連參與反響。除腦組織外普通以合成硬脂酸(18C)為主，腦組織因含其他酶，故可延伸至24碳的脂肪酸，供腦中脂類代謝需求。 在線粒體，軟脂酸經(jīng)線粒體脂肪酸延伸酶體系作用，與乙酰CoA縮合逐漸延伸碳鏈，其過程與脂肪酸氧化逆行反響類似，僅烯脂酰CoA復(fù)原酶的輔酶為NADPH+H+與氧化過程不同。經(jīng)過此種方式普通可延伸脂肪酸碳鏈至24或26碳，但以硬脂酸最多。 酮體是脂肪代謝的產(chǎn)物，包括乙酰乙酸，-羥丁酸及丙酮。其中乙酰乙酸及-羥丁酸均為強(qiáng)酸。 患糖尿病時(shí)，由于糖

15、代謝紊亂加重，細(xì)胞不能充分地利用葡萄糖來補(bǔ)充能量，只好動(dòng)用脂肪，脂肪分解加速產(chǎn)生大量脂肪酸，超出了機(jī)體利用的才干而轉(zhuǎn)化為酮體。當(dāng)超越腎臟排酮閾時(shí)，酮體從尿中排出，所以尿中出現(xiàn)酮體。酮體為乙酰乙酸、羥丁酸及丙酮的總稱,為人體利用脂肪氧化物產(chǎn)生的中間的代謝產(chǎn)物,正常人產(chǎn)生的酮體很快被利用,在血中含量極微,約為2.0-4.0mg/L其中乙酰乙酸羥丁酸丙酮各種分加約占20%、78%、2%。尿中酮體以丙酮計(jì)約為50mg/24h。定性測(cè)試為陰性。但在饑餓、各種緣由引起的糖代謝發(fā)生妨礙脂分解添加及糖尿病酸中毒時(shí)，因產(chǎn)生酮體速度大于組織利用速度，可出現(xiàn)酮血癥，繼而發(fā)生酮尿ketonuria,KET。 方法學(xué)評(píng)

16、價(jià)以往采用亞硝基鐵氰化鈉試管或粉劑檢查法，現(xiàn)多為簡(jiǎn)易快速的干化學(xué)試帶法所取代，此法主要對(duì)丙酮及乙酰乙酸起反響，也可用酶法定量或進(jìn)一步用氣相色譜法分析。 參考值定性實(shí)驗(yàn)：陰性 臨床意義 1糖尿病酮癥酸中毒：由于糖利用減少，分解脂肪產(chǎn)生酮體添加而引起酮癥。未控制或治療不當(dāng)?shù)奶悄虿〕霈F(xiàn)酸中毒或昏迷時(shí)，尿酮體檢查極不價(jià)值。應(yīng)與低血糖、心腦疾病乳酸中毒或高血糖高浸透性糖尿病昏迷相區(qū)別。酮癥酸中毒時(shí)尿酮體陽(yáng)性，而后者尿酮體普通不增高，但應(yīng)留意糖尿病酮癥者腎功能嚴(yán)重?fù)p傷而腎閾值增高時(shí)，尿酮體亦可減少，甚至完全消逝。 2非糖尿病性酮癥者：如感染性疾病肺炎、傷寒、敗血癥、結(jié)核等發(fā)熱期，嚴(yán)重腹瀉、嘔吐、饑餓、禁食

17、過久、全身麻酸后等均可出現(xiàn)酮尿，此種情況相當(dāng)常見。妊娠婦女常因妊娠反響，嘔吐、進(jìn)食少，以致體脂降低解代謝明顯增多，發(fā)生酮體癥而致酮尿。 酮體是脂肪酸分解代謝過程中的產(chǎn)物，僅在肝內(nèi)構(gòu)成，它包括-羥丁酸、乙酰乙酸和丙酮，正常成人24小時(shí)尿內(nèi)含量分別為25mg,9mg和3mg，因含量少，用普通方法無法檢出。 當(dāng)糖類代謝發(fā)生妨礙時(shí)，脂肪的分解代謝添加，所產(chǎn)生的酮體嚴(yán)重者可使血漿酮體高達(dá)34g/L超越肝外組織所能利用，即積聚在體內(nèi)，可引起酸中毒。 尿內(nèi)出現(xiàn)酮體，是代謝性酸中毒的表現(xiàn)。陽(yáng)性見于糖尿病酮癥酸中毒、嚴(yán)重的妊娠中毒性休克，還可見于中毒如：磷、乙醚、氯仿等、熱性病如：傷寒、麻疹、猩紅熱、肺炎、敗血

18、癥、急性風(fēng)濕熱、急性粟粒性結(jié)核等及驚厥時(shí)。另外，分娩后以及攝入多量脂肪和蛋白質(zhì)、重癥不能進(jìn)食如食道癌等或進(jìn)食而不攝入糖類時(shí)，均可因體內(nèi)缺乏，大量分解脂肪而致尿中酮體陽(yáng)性。試比較脂肪酸合成與脂肪酸-氧化的異同。1細(xì)胞定位不同：胞質(zhì)中；線粒體2酰基載體不同：ACP；COA3發(fā)生的反響不同：縮合、復(fù)原、脫水、再?gòu)?fù)原；脫氫、水化、再脫氫、硫解4參與酶類不同：2種酶系；5種5輔因子不同：NADPH；FAD，NAD+6ATP不同：耗7ATP；生成130ATP7方向不同：甲基端向羧基端；相反E.coli中脂肪酸合成包括5個(gè)反響步驟：前體負(fù)載，前體縮合，復(fù)原，脫水和進(jìn)一步復(fù)原圖13.15。負(fù)載：乙酰CoA在乙

19、酰CoA-ACP轉(zhuǎn)酰基酶的催化下，將其乙?；D(zhuǎn)移到ACP上，構(gòu)成乙酰-ACP。丙二酸單酰CoA在丙二酸單酰-ACP轉(zhuǎn)?；傅拇呋?，將丙二酸單?；D(zhuǎn)移到ACP上，構(gòu)成丙二酸單酰-ACP。 點(diǎn)擊可以放大 縮合：酮酰基-ACP合成酶接受乙酰-ACP的乙?；尫臜S-ACP。酮酰基-ACP合成酶催化乙?；D(zhuǎn)移到丙二酸單酰-ACP上，構(gòu)成乙酰乙酰-ACP，并釋放一分子CO2。復(fù)原：在酮?；鵄CP復(fù)原酶催化下，乙酰乙酰-ACP中的b-酮基被NADPHH復(fù)原為醇，構(gòu)成D-b-羥丁酰-ACP。脫水：在b-羥?；?ACP脫水酶的催化下，D-b-羥丁酰- ACP脫水，生成帶有雙鍵的反式丁烯酰-ACP。復(fù)原：烯

20、?；?ACP復(fù)原酶催化反式丁烯酰-ACP復(fù)原為丁酰-ACP，NADPH為輔酶。每反復(fù)一次25的合成過程，就可以增長(zhǎng)兩個(gè)碳單位，直至合成需求長(zhǎng)度的脂酰ACP如軟脂酰ACP。以下圖。軟脂酰-ACP是硫解酶的底物，該酶催化生成軟脂酸和HS-ACP。H2O軟脂酰-ACP 軟脂酸HS- ACP 硫解酶由乙酰CoA和丙二酸單酰CoA合成軟脂酸的總反響的化學(xué)計(jì)量關(guān)系式可表示為：乙酰CoA7丙二酸單酰CoA14NADPH14H軟脂酸7CO214NADP8CoASH6H2O試解釋“三羧酸運(yùn)送系統(tǒng)tricarboxylate transport system的作用機(jī)制和功能。合成脂肪酸的原料是乙酰CoA，主要糖的氧化分解。此外，某些氨基酸分解也可提供部分乙酰CoA。以上過程都是在線粒體內(nèi)進(jìn)展的，而合成脂肪酸的酶卻存