代谢总论

代谢总论与生物能学·

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代谢总论·

代谢是 生物与环境 进行 物质能量交换 的过程
代谢是 活细胞内 所有化学反应的总称

• 代谢物

  代谢过程是连续的。在代谢过程中，连续转变的酶促反应产物 称为 中间产物，即 代谢物

• 不同的代谢类型
  • 物质代谢

    物质的 合成/分解

  • 能量代谢

    能量的 转移/存储/释放

  • 分解代谢

    有机物转变为更小的产物 释放能量（部分为热量|部分为NTP/还原电子载体）

  • 合成代谢（生物合成）

    小的前提转变为更复杂的分子 吸收能量 （NTP|其他还原力）

  • 自养

    以CO₂为 唯一碳源

  • 异养

    从其他环境中获取碳源

• 重要物质
  • NTP

    起 捕获/释放 能量的作用

    1. 提供 生物合成 所需能量
    2. 提供 机体活动 及 肌肉收缩 所需能量
    3. 提供 物质跨膜运输 所需能量
    4. 提供 DNA/RNA/蛋白质 合成 所需能量（保证基因信息传递正确）
  • 电子/质子载体
    • NAD（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）（辅酶I）
    • NADP（P是磷酸）（辅酶II）
    • FAD
    • CoA
    • FMN
    • VB₃-ADP
• 研究方法
  1. 同位素示踪法
  2. 酶抑制法
  3. 气体测量法
  4. 核磁共振波谱法
  5. 通过遗传缺陷症 研究代谢

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生物能学·

• 体系：指 研究对象 所涉及全部物质 的总称
  
• 环境：指 体系外全部物质 的总称
  
  • open 可以交换物质能量
  • closed 可以交换能量
  • isolated 不能交换物质能量
• 能量（主要是功与能，体系与环境交换的形式）
  • 热力学第一定律

    $ \Delta U = Q - W $

  • 热力学第二定律

    高温 → 低温

  • 内能U
  • 焓变H

    $ \Delta U = \Delta U + \Delta Pv $

  • 熵变S

    $ \Delta S = \Delta S_{ 体系 } + \Delta S_{ 环境 } $

  • 自由能G

    $ \Delta G = W $ $ \Delta G > 0 $ 反应不能自发 $ \Delta G < 0 $ 反应能自发 $ \Delta G = 0 $ 反应处于平衡 $ \ce{ A + B <=> C + D } $
    $ \Delta G = \Delta G^{ \circ } + RT \ln \frac{ [C][D] }{ [A][B] } $
    $ \Delta G^{ \circ } $ : 标准自由能变化（室温 1大气压 1mol/L）
    $ \Delta G^{ \circ ’ } = -RT \ln K’_平 $ : 生物化学中的自由能变化（pH=7）
    例如

  • 高能化合物水解/集团转移时 释放21kj/mol能量
    
    • 磷氧键（ATP $ \Delta G^{ \circ ’ } = -30.5KJ/mol $ 磷酸基团中间载体 ）
    • 氮磷键（磷酸肌酸）
    • 硫酯键（酰基CoA）
    • 甲硫键（s-腺苷甲硫氨酸）

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考点总结及名词解释·

有待补充