乙酰乙酰coA和乙酰乙酸在生物体内是什么过程产生的?二者有什么联系吗?
糖代谢和脂代谢都可生成乙酰coA,然后进入TCA循环进一步分解,其中就都有a酮戊二酸生成。
至于乙酰COA合成酮体我认为是主要存在于脂肪代谢中,是肝脏向肝外供能的方式,葡萄糖没必要大费周折转化为酮体向外供能,虽然理论上行得通
过程: 葡萄糖经酵解转变为丙酮酸,进入线粒体,经丙酮酸脱氢酶复合体作用转变成乙酰-CoA,参入三羧酸循环,经多次反应,被氧化成二氧化碳放出;所脱下的质子和电子经呼吸链被转交给氧形成水,释放出的能量为ADP接收,形成ATP\r\n\r\n其化学反应式可写成:C6H12O6+6H2O+6O2→(酶)6CO2+12H2O+能量\r\n第一阶段(糖酵解):1个分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,同时脱下4个(H),放出少量的能量,合成2个ATP,其余以热能散失,场所在细胞的基质中.\r\n第二阶段(柠檬酸循环三羧酸循环):2个分子的丙酮酸和6个分子的水中的氢全部脱下20个(H),生成6分子的二氧化碳,释放少量的能量,合成2个ATP,其余散热消失,场所线粒体机基质.\r\n第三阶段(电子传递链氧化磷酸化):在前两个阶段脱下的24个(H)与6个氧气分子结合成水,并释放大量的能量合成34个ATP,场所在线粒体的基质.(在线粒体内膜上)
1.乙酰CoA的作用
乙酰-CoA是脂肪酸分子所有碳原子的唯一来源,它来自糖的氧化分解或氨基酸的分解。这些过程是在线粒体内进行的。但脂肪酸合成的酶却存在于细胞溶胶中。乙酰-CoA借助柠檬酸-丙酮酸循环自线粒体进入细胞溶胶,即乙酰-CoA先与草酰乙酸缩合形成柠檬酸,进入细胞溶胶后又裂解形成乙酰-CoA和草酰乙酸。
2.一个重要的三碳单元—丙二酸单酰-CoA(malonyl-CoA)参与了脂肪酸的合成
乙酰CoA羧化为丙二酸单酰CoA(图)
(1)总反应:乙酰CoA + ATP + HCO3- <=>丙二酸单酰CoA + ADP + Pi + H+
(2)酶和辅酶:乙酰CoA羧化酶(CoAAcetyl-CoA carboxylase),生物素
(3)意义:该反应是脂肪酸生物合成的限速步骤。
3.脂肪酸的生物合成的酶在哺乳动物几乎都是一个多酶复合体
4.有脂肪酸合酶催化的各步反应
合成步骤如下:
(1)、启动:乙酰-CoA经乙酰-ACP转化为乙酰-合酶。
(2)、装载:丙二酰-CoA转化为丙二酸单酰ACP。
(3)、缩合:乙酰合酶与丙二酸单酰ACP缩合形成乙酰乙酸经-ACP。
(4)、还原:将3、的产物还原生成丁酰-ACP。
(5)、脱水:将4、的产物脱水为a-b –反式-丁烯酸-ACP。
(6)、还原:将5、的产物还原生成丁酰-ACP。至此,每一循环脂肪链延长了两个碳原子。如此循环反复进行,例如生成了16个碳的软脂酰-ACP。实行最终一步
(7)、释放,软脂酰-ACP水解,生成了软脂酸。
脂肪酸碳链加长和去饱合是指生物合成最终产物为软脂酸,再长链的脂肪酸或不饱和的脂肪酸,需要在形成软脂酸后,另加多步酶反应去完成。
(结合脂肪酸的氧化过程,进行比较学习)。
5.脂肪酸生物合成的调控
① 丙二酸单酰-CoA抑制肉碱软脂酰转移酶,阻止脂酰CoA进入线粒体氧化。
② 柠檬酸引发无活性的乙酰CoA羧化酶原体聚合形成有活性的丝状多功能酶。加速丙二酸单酰-CoA形成。
先看B C D 三个答案
糖异生 是由非糖物质前体如丙酮酸、草酰乙酸等合成葡萄糖的过程。
1、丙酮酸经过丙酮酸羧化酶 催化生成 草酰乙酸。
2、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 催化 草酰乙酸 形成 PEP
3、PEP沿着糖酵解途径逆向反应生成1,6-二磷酸果糖,随后有酶催化成为6-磷酸果糖,最后生成葡萄糖
下面就需要清楚逆途径的具体过程了
逆途径 糖酵解途径 过程如下:
1、葡糖糖磷酸化,葡萄糖催化生成 1,6-二磷酸果糖
2、1,6-二磷酸果糖裂解成为 2个 3-磷酸甘油醛
3、3-磷酸甘油醛在一系列反应下最终变成丙酮酸,过程中出现【磷酸烯醇式丙酮酸】。
4、丙酮酸生成乙酰辅酶A,参与进去★三羧酸循环★中。
另外丙酮酸还有去路:
有氧条件 下合成乙酰辅酶A进一步合成脂肪酸;
在 无氧条件 下,合成【乳酸】。
(★三羧酸循环★的具体过程:省略了期间参与的酶)
在整个三羧酸循环过程中,反应包括 合成、加水、脱氢、脱羧
其中脱氢4次,脱羧2次
1、乙酰辅酶A与草酰乙酸所合成柠檬酸
2 3、柠檬酸异构化生成异柠檬酸
4、异柠檬酸氧化脱羧生成【α—酮戊二酸】
5、α—酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A
6、琥珀酰辅酶A生成琥珀酸
7、琥珀酸生成延胡索酸
8、延胡索酸生成苹果酸
9、苹果酸生成草酰乙酸
10、草酰乙酸 再次进入三羧酸循环,回到1步骤。
中括号中的参与的物质即为选项 B C D ,可见都是参与了糖异生过程的。
而对于选项A ,乙酰乙酸是在脂肪酸氧化代谢途径中产生的乙酰CoA有2种去路:
1、进入三羧酸循环
2、在动物肝脏细胞中,可生成乙酰乙酸以及另外2种物质,三种物质统称为酮体
酮体是肝脏组织特有的过程,肝外组织将酮体转变为乙酰辅酶A,肝脏内则是将乙酰辅酶A转变成酮体,这是一中乙酰辅酶A的体内运输方式而已,其过程中才会产生乙酰乙酸,也就是A选项。
总其所述:A答案跟糖异生无关
乙酰-CoA进入由一连串反应构成的循环体系,被氧化生成H₂O和CO₂。由于这个循环反应开始于乙酰CoA与草酰乙酸(oxaloaceticacid)缩合生成的含有三个羧基的柠檬酸,因此称之为三羧酸循环或柠檬酸循环(citratecycle)。在三羧酸循环中,柠檬酸合成酶催化的反应是关键步骤,草酰乙酸的供应有利于循环顺利进行。其详细过程如下:
1、乙酰-CoA进入三羧酸循环
乙酰CoA具有硫酯键,乙酰基有足够能量与草酰乙酸的羧基进行醛醇型缩合。首先柠檬酸合酶的组氨酸残基作为碱基与乙酰-CoA作用,使乙酰-CoA的甲基上失去一个h+,生成的碳阴离子对草酰乙酸的羰基碳进行亲核攻击,生成柠檬酰-CoA中间体,然后高能硫酯键水解放出游离的柠檬酸,使反应不可逆地向右进行。该反应由柠檬酸合成酶(citratesynthase)催化,是很强的放能反应。由草酰乙酸和乙酰-CoA合成柠檬酸是三羧酸循环的重要调节点,柠檬酸合成酶是一个变构酶,ATP是柠檬酸合成酶的变构抑制剂,此外,α-酮戊二酸、NADH能变构抑制其活性,长链脂酰-CoA也可抑制它的活性,AMP可对抗ATP的抑制而起激活作用。?
2、异柠檬酸形成
柠檬酸的叔醇基不易氧化,转变成异柠檬酸而使叔醇变成仲醇,就易于氧化,此反应由顺乌头酸酶催化,为一可逆反应。
3、第一次氧化脱酸
在异柠檬酸脱氢酶作用下,异柠檬酸的仲醇氧化成羰基,生成草酰琥珀酸(oxalosuccinicacid)的中间产物,后者在同一酶表面,快速脱羧生成α-酮戊二酸(α?ketoglutarate)、NADH和CO2,此反应为β-氧化脱羧,此酶需要Mg²﹢作为激活剂。此反应是不可逆的,是三羧酸循环中的限速步骤,ADP是异柠檬酸脱氢酶的激活剂,而ATP,NADH是此酶的抑制剂。
4、第二次氧化脱羧
在α-酮戊二酸脱氢酶系作用下,α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰-CoA、NADH·H+和CO₂,反应过程完全类似于丙酮酸脱氢酶系催化的氧化脱羧,属于α?氧化脱羧,氧化产生的能量中一部分储存于琥珀酰coa的高能硫酯键中。α-酮戊二酸脱氢酶系也由三个酶(α-酮戊二酸脱羧酶、硫辛酸琥珀酰基转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶)和五个辅酶(tpp、硫辛酸、hscoa、NAD+、FAD)组成。此反应也是不可逆的。α-酮戊二酸脱氢酶复合体受ATP、GTP、NADH和琥珀酰-CoA抑制,但其不受磷酸化/去磷酸化的调控。
5、底物磷酸化生成ATP
在琥珀酸硫激酶(succinatethiokinase)的作用下,琥珀酰-CoA的硫酯键水解,释放的自由能用于合成gtp,在细菌和高等生物可直接生成ATP,在哺乳动物中,先生成GTP,再生成ATP,此时,琥珀酰-CoA生成琥珀酸和辅酶A。
6、琥珀酸脱氢
琥珀酸脱氢酶(succinatedehydrogenase)催化琥珀酸氧化成为延胡索酸。该酶结合在线粒体内膜上,而其他三羧酸循环的酶则都是存在线粒体基质中的,这酶含有铁硫中心和共价结合的fad,来自琥珀酸的电子通过fad和铁硫中心,然后进入电子传递链到O₂,丙二酸是琥珀酸的类似物,是琥珀酸脱氢酶强有力的竞争性抑制物,所以可以阻断三羧酸循环。 7、延胡索酸的水化 延胡索酸酶仅对延胡索酸的反式双键起作用,而对顺丁烯二酸(马来酸)则无催化作用,因而是高度立体特异性的。
8、草酰乙酸再生
在苹果酸脱氢酶(malicdehydrogenase)作用下,苹果酸仲醇基脱氢氧化成羰基,生成草酰乙酸(oxalocetate),NAD+是脱氢酶的辅酶,接受氢成为NADH·H+(图4-5)。 在此循环中,最初草酰乙酸因参加反应而消耗,但经过循环又重新生成。所以每循环一次,净结果为1个乙酰基通过两次脱羧而被消耗。循环中有机酸脱羧产生的二氧化碳,是机体中二氧化碳的主要来源。在三羧酸循环中,共有4次脱氢反应,脱下的氢原子以NADH+H+和FADH2的形 三羧酸循环
式进入呼吸链,最后传递给氧生成水,在此过程中释放的能量可以合成ATP。乙酰辅酶A不仅来自糖的分解,也可由脂肪酸和氨基酸的分解代谢中产生,都进入三羧酸循环彻底氧化。并且,凡是能转变成三羧酸循环中任何一种中间代谢物的物质都能通过三羧酸循环而被氧化。所以三羧酸循环实际是糖、脂、蛋白质等有机物在生物体内末端氧化的共同途径。三羧酸循环既是分解代谢途径,但又为一些物质的生物合成提供了前体分子。如草酰乙酸是合成天冬氨酸的前体,α-酮戊二酸是合成谷氨酸的前体。一些氨基酸还可通过此途径转化成糖。