9 糖代謝
141(假設(shè)細(xì)胞勻漿中存在代謝所需要的酶和輔酶等必需條件,若葡萄糖的C-1處用C14標(biāo)記,那么在下列代謝產(chǎn)物中能否找到C標(biāo)記。
(1)CO;(2)乳酸;(3)丙氨酸。 2
解答: 14 (1)能找到C標(biāo)記的CO葡萄糖??丙酮酸(*C) ?氧化脫羧生成標(biāo)記的CO。 2 1214+(2)能找到C標(biāo)記的乳酸 丙酮酸(*C)加NADH+H還原成乳酸。 11414(3)能找到C標(biāo)記的丙氨酸 丙酮酸(*C) 加谷氨酸在谷丙轉(zhuǎn)氨酶作用下生成C1
標(biāo)記的丙氨酸。
2(某糖原分子生成 n 個(gè)葡糖-1-磷酸，該糖原可能有多少個(gè)分支及多少個(gè)α-(1—6)糖苷鍵(*設(shè):糖原與磷酸化酶一次性作用生成)?如果從糖原開(kāi)始計(jì)算，lmol葡萄糖徹底氧化為CO和HO，將凈生成多少mol?ATP? 22
解答:經(jīng)磷酸化酶作用于糖原的非還原末端產(chǎn)生n個(gè)葡萄糖-1-磷酸, 則該糖原可能有n+1個(gè)分支及n+1個(gè)α-(1—6)糖苷鍵。如果從糖原開(kāi)始計(jì)算，lmol葡萄糖徹底氧化為CO和 HO, 將凈生成33molATP。 22
3(試說(shuō)明葡萄糖至丙酮酸的代謝途徑,在有氧與無(wú)氧條件下有何主要區(qū)別? + 解答:(1) 葡萄糖至丙酮酸階段，只有甘油醛-3-磷酸脫氫產(chǎn)生NADH+H。+NADH+H代謝去路不同, 在無(wú)氧條件下去還原丙酮酸; 在有氧條件下,進(jìn)入呼吸鏈。
(2) 生成ATP的數(shù)量不同,凈生成2mol ATP; 有氧條件下凈生成7mol ATP。
葡萄糖至丙酮酸階段，在無(wú)氧條件下，經(jīng)底物磷酸化可生成4mol ATP(甘油酸-1,3-二磷酸生成甘油酸-3-磷酸，甘油酸-2-磷酸經(jīng)烯醇丙酮酸磷酸生成丙酮酸)，葡萄糖至葡
,,1,6糖-6-磷酸，果糖-6-磷酸至果糖二磷酸分別消耗了1mol ATP, 在無(wú)氧條件下凈生+成2mol ATP。在有氧條件下，甘油醛-3-磷酸脫氫產(chǎn)生NADH+H進(jìn)入呼吸鏈將生成2×2.5mol ATP，所以凈生成7mol ATP。
4(O沒(méi)有直接參與三羧酸循環(huán),但沒(méi)有O的存在,三羧酸循環(huán)就不能進(jìn)行,為什么?丙22
二酸對(duì)三羧酸循環(huán)有何作用? ++解答:三羧酸循環(huán)所產(chǎn)生的3個(gè)NADH+H和1個(gè)FADH需進(jìn)入呼吸鏈，將H和電2+子傳遞給O生成HO。沒(méi)有O將造成NADH+H和FADH的積累，而影響三羧酸循環(huán)2222
的進(jìn)行。丙二酸是琥珀酸脫氫酶的竟?fàn)幮砸种苿?，加入丙二酸?huì)使三羧酸循環(huán)受阻。
5(患腳氣病病人丙酮酸與α–酮戊二酸含量比正常人高(尤其是吃富含葡萄糖的食物后)，請(qǐng)說(shuō)明其理由。
解答:因?yàn)榇呋崤cα–酮戊二酸氧化脫羧的酶系需要TPP作酶的輔因子, TPP是VB的衍生物,患腳氣病病人缺VB, 丙酮酸與α–酮戊二酸氧化受阻, 因而含量比正常人11
高。
6(油料作物種子萌發(fā)時(shí),脂肪減少糖増加，利用生化機(jī)制解釋該現(xiàn)象，寫(xiě)出所經(jīng)歷的主要生化反應(yīng)歷程。
解答:油料作物種子萠發(fā)時(shí),脂肪減少，糖増加,表明脂肪轉(zhuǎn)化成了糖。轉(zhuǎn)化途徑是:脂肪酸氧化分解成乙酰輔酶A,乙酰輔酶A經(jīng)乙醛酸循環(huán)中的異檸檬酸裂解酶與蘋(píng)果酸合成酶催化, 生成草酰乙酸,再經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)化為糖。
7(激烈運(yùn)動(dòng)后人們會(huì)感到肌肉酸痛,幾天后酸痛感會(huì)消失.利用生化機(jī)制解釋該現(xiàn)象。
解答:激烈運(yùn)動(dòng)時(shí), 肌肉組織中氧氣供應(yīng)不足, 酵解作用加強(qiáng), 生成大量的乳酸, 會(huì)感到肌肉酸痛,經(jīng)過(guò)代謝, 乳酸可轉(zhuǎn)變成葡萄糖等其他物質(zhì),或徹底氧化為CO和 HO, 22因乳酸含量減少酸痛感會(huì)消失。
8(寫(xiě)出UDPG的結(jié)構(gòu)式。以葡萄糖為原料合成糖原時(shí),每增加一個(gè)糖殘基將消耗多少ATP?
解答:以葡萄糖為原料合成糖原時(shí) , 每增加一個(gè)糖殘基將消耗3molATP。過(guò)程如下:
葡萄糖，,,，ATPG6PADP (激酶催化),
1
G6PG1P,,,, (己糖磷酸異構(gòu)酶催化),
G1PUTPUDPGPPiPPiHO2Pi,,，，，,,, 2(UDPG焦磷酸化酶催化),
再在糖原合成酶催化下，UDPG將葡萄糖殘基加到糖原引物非還原端形成α-1,4-糖苷鍵。
9(在一個(gè)具有全部細(xì)胞功能的哺乳動(dòng)物細(xì)胞勻漿中分別加入1mol下列不同的底物,每種底物完全被氧化為CO和HO時(shí)，將產(chǎn)生多少摩爾?ATP分子? 22
(1) 丙酮酸 (2)烯醇丙酮酸磷酸 (3) 乳酸 (4) 果糖-l，6-二磷酸
(5)二羥丙酮磷酸 (6)草酰琥珀酸
解答:(1) 丙酮酸被氧化為CO和HO時(shí)，將產(chǎn)生12.5mol ATP; 22
(2)磷酸烯醇式丙酮酸被氧化為CO和HO時(shí)，將產(chǎn)生13.5mol ATP; 22
(3) 乳酸被氧化為CO和HO時(shí)，將產(chǎn)生15mol ATP; 22
,,1,6(4) 果糖二磷酸被氧化為CO和HO時(shí)，將產(chǎn)生34mol ATP; 22
(5) 二羥丙酮磷酸被氧化為CO和HO時(shí)，將產(chǎn)生17mol ATP; 22
(6)草酰琥珀酸被氧化為CO和HO時(shí)，將產(chǎn)生20mol ATP。 22
10 脂質(zhì)的代謝
1(脂肪是如何分解和合成的?
解答:生物體利用三酰甘油是通過(guò)脂肪酶水解三酰甘油生成甘油與脂肪酸。甘油和脂肪酸在組織內(nèi)進(jìn)一步氧化生成CO、水及能量。合成脂肪所需的甘油-3-磷酸可由糖酵解2
產(chǎn)生的二羥丙酮磷酸還原而成，亦可由脂肪動(dòng)員產(chǎn)生的甘油經(jīng)脂肪組織外的甘油激酶催化與ATP作用而成。脂肪酸經(jīng)活化生成的脂酰輔酶A與甘油-3-磷酸縮合生成磷脂酸;二羥丙酮磷酸也能與脂酰CoA作用生成脂酰二羥丙酮磷酸，然后還原生成溶血磷脂酸，溶血磷脂酸和脂酰CoA作用可生成磷脂酸。磷脂酸在磷脂酸磷酸酶作用生成二酰甘油及磷酸。二酰甘油與另一分子的脂酰CoA縮合即生成三酰甘油。
詳見(jiàn)10.2和10.3節(jié)。
2(什么是β-氧化,1mol硬脂酸徹底氧化可凈產(chǎn)生多摩爾ATP?
解答:脂肪酸氧化作用是發(fā)生在β碳原子上，逐步將碳原子成對(duì)地從脂肪酸鏈上切下，+氧化。它經(jīng)歷了脫氫(輔酶FAD)，加水，再脫氫(輔酶NAD這個(gè)作用即β-)，硫解四步驟，從脂肪酸鏈上分解下一分子乙酰CoA。1mol硬脂酸(十八碳飽和脂肪酸)徹底氧化可凈產(chǎn)生120mol摩爾ATP。1.5×8+2.5×8+10×9-2=12+20+90-2=120 mol ATP。
詳見(jiàn)10.2.2中的“脂肪酸β-氧化過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)變”。
3(脂肪酸除β-氧化途徑外，還有哪些氧化途徑?
解答:脂肪酸除主要進(jìn)行β-氧化作用外，還可進(jìn)行另兩種方式的氧化，即α-氧化與ω-氧化。
在α-氧化途徑中長(zhǎng)鏈脂肪酸的α-碳在加單氧酶的催化下氧化成羥基生成α-羥脂酸。羥脂酸可轉(zhuǎn)變?yōu)橥幔缓笱趸擊绒D(zhuǎn)變?yōu)樯僖粋€(gè)碳原子的脂肪酸。此外脂肪酸的末
,,,端甲基(ω-端)可經(jīng)氧化作用后轉(zhuǎn)變?yōu)棣?羥脂酸，然后再氧化成-二羧酸進(jìn)行β-氧化，此途徑稱為ω-氧化。含奇數(shù)碳原子的脂肪酸也可進(jìn)行β-氧化,但最后一輪，產(chǎn)物是丙酰CoA和乙酰CoA。丙酰CoA經(jīng)代謝生成琥珀酰CoA。也可以經(jīng)其他代謝途徑轉(zhuǎn)變成乳酸及乙酰CoA進(jìn)行氧化。
詳見(jiàn)10.2.3中的“奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化”和10.2.3中的“α-氧化和ω-氧化”。
4(C16:1與相同碳原子數(shù)的飽和脂肪酸氧化途徑有何區(qū)別?
解答:幾乎所有生物體的不飽和脂肪酸都只含有順式雙鍵,且多在第9位,而β-氧化2中的?-反烯脂酰CoA水化酶和β-羥脂酰CoA脫氫酶具有高度立體異構(gòu)專一性,所以不32飽和脂肪酸的氧化除要有β-氧化的全部酶外,還需要?-順, ?-反烯脂酰CoA異構(gòu)酶和24?-反，?-順二烯脂酰CoA還原酶。詳見(jiàn) 10.2.2.5“不飽和脂肪酸的氧化”。不飽和脂肪酸C比相同碳原子數(shù)的飽和脂肪酸少生成1.5個(gè)ATP。 16:1
2
5(酮體是如何產(chǎn)生和氧化的?為什么肝中產(chǎn)生的酮體要在肝外組織才能被利用'
解答:丙酮、乙酰乙酸、β-羥丁酸在醫(yī)學(xué)上稱為酮體，其如何產(chǎn)生和氧化詳見(jiàn)10.2.4.1 “酮體的生成”和10.2.4.2 “酮體的氧化”。肝產(chǎn)生的酮體要在肝外組織才能被利用，是因?yàn)楦沃杏谢盍軓?qiáng)的生成酮體的酶，但缺少利用酮體的酶。
6(脂肪酸是如何進(jìn)行生物合成的?
解答:詳見(jiàn) 10.3.2“脂肪酸的生物合成”。
7(1mol三辛脂酰甘油在生物體內(nèi)分解成CO和HO時(shí)，可凈產(chǎn)生多少摩爾ATP? 22
解答:1mol三辛脂酰甘油在生物體內(nèi)加HO分解成1mol甘油和3mol辛酸。甘油氧2
化成CO和HO時(shí)，可凈產(chǎn)生18.5mol ATP，3mol辛酸經(jīng)3次β-氧化，生成4mol乙酰22
CoA。3mol辛酸:3×【1.5×3+2.5×3+10×4-2】=150mol ATP，1mol三辛脂酰甘油可凈產(chǎn)生168.5mol ATP。
8(試以磷脂酰膽堿為例敘述磷脂合成和分解的途徑。
解答:磷脂酰膽堿的合成詳見(jiàn)10.4節(jié)，分解見(jiàn)10.1.2“磷脂的酶促水解”。
9(膽固醇在體內(nèi)是如何生成、轉(zhuǎn)化和排泄的?
解答:詳見(jiàn)10.5節(jié)。
11 蛋白質(zhì)分解和氨基酸代謝
1(蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)不斷地降解又合成有何生物學(xué)意義?
解答:細(xì)胞不停地將氨基酸合成蛋白質(zhì)，并又將蛋白質(zhì)降解為氨基酸。這種看似浪費(fèi)的過(guò)程對(duì)于生命活動(dòng)是非常必要的。首先可去除那些不正常的蛋白質(zhì)，它們的積累對(duì)細(xì)胞有害。其次，通過(guò)降解多余的酶和調(diào)節(jié)蛋白來(lái)調(diào)節(jié)物質(zhì)在細(xì)胞中的代謝。研究表明降解最迅速的酶都位于重要的代謝調(diào)控位點(diǎn)上，這樣細(xì)胞才能有效地應(yīng)答環(huán)境變化和代謝的需求。另外細(xì)胞也可以蛋白質(zhì)的形式貯存養(yǎng)分，在代謝需要時(shí)將其降解產(chǎn)生能量供機(jī)體需要。
2(何謂氨基酸代謝庫(kù)?
解答:所謂氨基酸代謝庫(kù)即指體內(nèi)氨基酸的總量。
3(氨基酸脫氨基作用有哪幾種方式?為什么說(shuō)聯(lián)合脫氨基作用是生物體主要的脫氨基方式?
解答:氨基酸的脫氨基作用主要有氧化脫氨基作用、轉(zhuǎn)氨基作用、聯(lián)合脫氨基作用和非氧化脫氨基作用。生物體內(nèi)L-氨基酸氧化酶活力不高，而L-谷氨酸脫氫酶的活力卻很強(qiáng)，轉(zhuǎn)氨酶雖普遍存在，但轉(zhuǎn)氨酶的作用僅僅使氨基酸的氨基發(fā)生轉(zhuǎn)移并不能使氨基酸真正脫去氨基。故一般認(rèn)為L(zhǎng)-氨基酸在體內(nèi)往往不是直接氧化脫去氨基，主要以聯(lián)合脫氨基的方式脫氨。詳見(jiàn)11.2.1氨基酸的脫氨基作用。
4(試述磷酸吡哆醛在轉(zhuǎn)氨基過(guò)程中的作用。
解答:轉(zhuǎn)氨酶的種類雖多，但其輔酶只有一種，即吡哆醛-5 -磷酸，它是維生素B6的磷酸酯。吡哆醛-5 -磷酸能接受氨基酸分子中的氨基而變成吡哆胺-5 -磷酸，同時(shí)氨基酸則變成α-酮酸。吡哆胺-5 -磷酸再將其氨基轉(zhuǎn)移給另一分子α-酮酸，生成另一種氨基酸，而其本身又變成吡哆醛-5 -磷酸，吡哆醛-5 -磷酸在轉(zhuǎn)氨基作用中起到轉(zhuǎn)移氨基的作用。
5(假如給因氨中毒導(dǎo)致肝昏迷的病人注射鳥(niǎo)氨酸、谷氨酸和抗生素，請(qǐng)解釋注射這幾種物質(zhì)的用意何在?
解答:人和哺乳類動(dòng)物是在肝中依靠鳥(niǎo)氨酸循環(huán)將氨轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒的尿素。鳥(niǎo)氨酸作為C和N的載體，可以促進(jìn)鳥(niǎo)氨酸循環(huán)。谷氨酸可以和氨生成無(wú)毒的谷氨酰胺?？股乜梢砸种颇c道微生物的生長(zhǎng)，減少氨的生成。
6(什么是鳥(niǎo)氨酸循環(huán)，有何實(shí)驗(yàn)依據(jù)? 合成lmol尿素消耗多少高能磷酸鍵?
解答:尿素的合成不是一步完成，而是通過(guò)鳥(niǎo)氨酸循環(huán)的過(guò)程形成的。此循環(huán)可分成三個(gè)階段:第一階段為鳥(niǎo)氨酸與二氧化碳和氨作用，合成瓜氨酸。第二階段為瓜氨酸與氨作用，合成精氨酸。第三階段精氨酸被肝中精氨酸酶水解產(chǎn)生尿素和重新放出鳥(niǎo)氨酸。反應(yīng)從鳥(niǎo)氨酸開(kāi)始，結(jié)果又重新產(chǎn)生鳥(niǎo)氨酸，形成一個(gè)循環(huán)，故稱鳥(niǎo)氨酸循環(huán)(又稱尿素循環(huán))。合成1mol尿素需消耗4mol高能鍵。
3
詳見(jiàn)11.2.3“?排泄”和“(2)尿素的生成機(jī)制和鳥(niǎo)氨酸循環(huán)”。
7(什么是生糖氨基酸、生酮氨基酸、生酮兼生糖氨基酸,為什么說(shuō)三羧酸循環(huán)是代謝的中心?你是如何理解的?
解答:在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑陌被岱Q為生糖氨基酸，其按糖代謝途徑進(jìn)行代謝;能轉(zhuǎn)變成酮體的氨基酸稱為生酮氨基酸，其按脂肪酸代謝途徑進(jìn)行代謝;二者兼有的稱為生糖兼生酮氨基酸，部分按糖代謝，部分按脂肪酸代謝途徑進(jìn)行。一般說(shuō)，生糖氨基酸分解的中間產(chǎn)物大都是糖代謝過(guò)程中的丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸，琥珀酰CoA或者與這幾種物質(zhì)有關(guān)的化合物。生酮氨基酸的代謝產(chǎn)物為乙酰輔酶A或乙酰乙酸。在絕大多數(shù)生物體內(nèi)，三羧酸循環(huán)是糖、脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸等物質(zhì)的共同分解途徑。另一方面三羧酸循環(huán)中的許多中間體如α-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸、蘋(píng)果酸、草酰乙酸等又是生物體各物質(zhì)合成的共同前體。因此三羧酸循環(huán)是各物質(zhì)代謝的中心。
8(什么是必需氨基酸和非必需氨基酸?
解答:生物體自身不能合成必需由食物供給的氨基酸為必需氨基酸。如成年人體不能合成蘇氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸等8種氨基酸，此8種氨基酸稱為必需氨基酸，缺少其中任一種都將影響生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。而生物體自身能合成的氨基酸為非必需氨基酸。
9(何謂一碳單位,它與氨基酸代謝有何聯(lián)系?
解答:生物化學(xué)中將具有一個(gè)碳原子的基團(tuán)稱為一碳單位。在物質(zhì)代謝過(guò)程中常遇到一碳基團(tuán)從一個(gè)化合物轉(zhuǎn)移到另一個(gè)化合物的分子上去，而一碳單位的載體往往為四氫葉酸，體內(nèi)一碳單位的產(chǎn)生與下列氨基酸代謝有關(guān)。 510甘氨酸、絲氨酸的分解反應(yīng)可產(chǎn)生N，N-亞甲基四氫葉酸，組氨酸降解為谷氨酸5的過(guò)程中可以形成N-亞氨甲基四氫葉酸，蘇氨酸在代謝過(guò)程中可產(chǎn)生甘氨酸所以也能生510成N，N-亞甲基四氫葉酸。另外甲硫氨酸也是體內(nèi)重要的甲基化試劑，可以為很多化合物提供甲基。詳見(jiàn)11.3.2“氨基酸代謝與一碳單位”。
10(氨基酸生物合成途徑可分為哪幾種衍生類型,
解答:不同氨基酸生物合成途徑不同，但許多氨基酸生物合成都與機(jī)體內(nèi)的幾個(gè)主要代謝途徑相關(guān)。因此，可將氨基酸生物合成相關(guān)代謝途徑的中間產(chǎn)物，看作氨基酸生物合成的起始物，并以此起始物不同劃分為六大類型:?α-酮戊二酸衍生類型，?草酰乙酸衍生類型，?丙酮酸衍生類型，?甘油酸-3-磷酸衍生類型，?赤蘚糖-4-磷酸和烯醇丙酮酸磷酸衍生類型，?組氨酸生物合成。詳見(jiàn)11.3.1“氨基酸合成途徑的類型”。
11(1分子丙氨酸在哺乳動(dòng)物體內(nèi)徹底氧化可凈生成多少ATP,
酮戊二酸產(chǎn)生丙酮酸和谷氨酸。丙酮酸經(jīng)解答:丙氨酸通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用將氨基轉(zhuǎn)給α-
過(guò)氧化脫羧形成乙酰CoA和NADH。1分子乙酰CoA在細(xì)胞內(nèi)徹底氧化可產(chǎn)生10分子的ATP，1分子NADH通過(guò)呼吸鏈的氧化可產(chǎn)生2.5分子ATP。谷氨酸在谷氨酸脫氫酶++的催化下形成1分子NADH、1分子α-酮戊二酸和1分子NH。2分子 NH在哺乳動(dòng)物44體內(nèi)經(jīng)過(guò)尿素循環(huán)轉(zhuǎn)變成尿素需要消耗4分子ATP。因此1分子丙氨酸在哺乳動(dòng)物體內(nèi)被徹底氧化可凈產(chǎn)生12.5+2.5-2=13分子的ATP。如果是魚(yú)類，則脫下的氨基可直接排出體外，不需要消耗ATP，那么就可凈產(chǎn)生15分子的ATP。 151512(給哺乳動(dòng)物喂食N標(biāo)記的丙氨酸，能否在動(dòng)物體內(nèi)找到N標(biāo)記的蘇氨酸、賴氨酸和谷氨酸, 1515解答:在動(dòng)物體內(nèi)可以找到N標(biāo)記的谷氨酸，N標(biāo)記的丙氨酸與α-酮戊二酸在谷丙轉(zhuǎn)氨酶的作用下生成谷氨酸和丙酮酸。蘇氨酸和賴氨酸是由食物供給的必需氨基酸，動(dòng)物體自身不能合成。
12 核苷酸代謝
1(你如何解釋以下現(xiàn)象:細(xì)菌調(diào)節(jié)嘧啶核苷酸合成的酶是天冬氨酸-氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶，而人類調(diào)節(jié)嘧啶核苷酸合成的酶主要是氨基甲酰磷酸合成酶。
解答: 氨基甲酰磷酸合成酶參與兩種物質(zhì)的合成，嘧啶核苷酸的合成和精氨酸的合成。在細(xì)菌體內(nèi)，這兩種物質(zhì)的合成發(fā)生在相同的部位(細(xì)菌無(wú)細(xì)胞器的分化)，如果調(diào)
4
節(jié)嘧啶核苷酸合成的酶是此酶的話，對(duì)嘧啶核苷酸合成的控制將會(huì)影響到精氨酸的正常合成。而人體細(xì)胞內(nèi)有兩種氨基甲酰磷酸合成酶，即定位于線粒體內(nèi)的氨基甲酰磷酸合成酶?和定位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的氨基甲酰磷酸合成酶?，它們分別參與尿素循環(huán)(精氨酸合成)，嘧啶核苷酸的合成。
2(假如細(xì)胞中存在合成核苷酸的全部前體物質(zhì)，? 從核糖-5-磷酸合成1mol腺苷酸需要消耗多少摩爾ATP,? 如果用補(bǔ)救途徑合成1mol腺苷酸，細(xì)胞可節(jié)省多少摩爾ATP,
解答:? 從核糖-5-磷酸合成磷酸核糖焦磷酸(PRPP)時(shí)，需要將1mol焦磷酸基團(tuán)從ATP轉(zhuǎn)移到核糖-5-磷酸分子上去，在合成IMP途徑的后續(xù)步驟中，該焦磷酸被釋放并迅速水解生成2mol Pi，相當(dāng)于消耗2mol ATP。隨后在生成甘氨酰胺核苷酸、甲酰甘氨咪唑核苷酸、5-氨基咪唑核苷酸和甲酰胺核苷酸四步反應(yīng)中，各有1mol ATP的消耗，生成了IMP。在IMP轉(zhuǎn)化成腺苷酸時(shí)，由腺苷琥珀酸合成酶催化的反應(yīng)又另外消耗1mol GTP。所以，從核糖-5-磷酸合成1mol腺苷酸需要消耗7mol ATP。? 補(bǔ)救途徑合成腺苷酸反應(yīng)為:腺嘌呤 + 核糖-5-磷酸 ? 腺苷+Pi ，腺苷 + ATP ? AMP + ADP ,可見(jiàn)從腺嘌呤補(bǔ)救途徑合成1mol腺苷酸只消耗1mol ATP，比從頭合成核糖-5-磷酸節(jié)省6mol ATP 。
3(使用放射性標(biāo)記的尿苷酸可標(biāo)記DNA分子中所有的嘧啶堿基，而使用次黃苷酸可標(biāo)記DNA分子中所有的嘌呤堿基，試解釋以上的結(jié)果。
解答:使用放射性標(biāo)記尿苷酸后，尿苷酸(UMP)?UDP?CTP?CDP?dCDP?dCTP;UDP?dUDP?dUMP?dTMP?dTDP?dTTP。放射性標(biāo)記次黃苷酸后，次黃苷酸(IMP)?GMP?GDP?dGDP?dGTP;次黃苷酸(IMP)?腺苷琥珀酸?AMP?ADP?dADP?dATP。
4(為便于篩選經(jīng)抗原免疫的B細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的融合細(xì)胞，選用次黃嘌呤–鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺陷(HGPRT–)的腫瘤細(xì)胞和正常B細(xì)胞融合后在HAT(次黃嘌呤–氨甲蝶呤–胞苷)選擇培養(yǎng)基中培養(yǎng)，此時(shí)只有融合細(xì)胞才能生長(zhǎng)和繁殖，請(qǐng)解釋選擇原理。
解答:細(xì)胞內(nèi)核苷酸合成有兩條途徑，一是從頭合成途徑，另一條是補(bǔ)救途徑。對(duì)于B細(xì)胞，由于不能在培養(yǎng)基上繁殖，所以未融合的B細(xì)胞不能在培養(yǎng)基上繁殖。對(duì)于腫瘤細(xì)胞，因?yàn)槭荋GPRT缺陷型，因而它不能通過(guò)補(bǔ)救途徑合成核苷酸。又因?yàn)檫x擇性培養(yǎng)基HAT中含氨甲蝶呤，它是葉酸的拮抗劑，葉酸是嘌呤和嘧啶核苷酸從頭合成途徑中轉(zhuǎn)移一碳單位的輔酶(四氫葉酸)的來(lái)源，所以氨甲蝶呤抑制了核苷酸的從頭合成途徑，這樣未融合的腫瘤細(xì)胞也不能在選擇性培養(yǎng)基上生長(zhǎng)和繁殖，只有融合細(xì)胞具有了雙親的遺傳性，才能在HAT選擇性培養(yǎng)基中利用補(bǔ)救途徑合成核苷酸，從而生長(zhǎng)和繁殖。
5(簡(jiǎn)述5-氟尿嘧啶(5-Fura)、6-巰基嘌呤在體內(nèi)的代謝去向，試解釋它們?yōu)楹文芤种艱NA的復(fù)制。
解答:5-溴尿嘧啶是胸腺嘧啶的結(jié)構(gòu)類似物。它進(jìn)入人體后，可轉(zhuǎn)化成5-溴脫氧尿苷酸(BrdUMP)，進(jìn)一步生成5-溴脫氧尿苷二磷酸(BrdUDP)和5-溴脫氧尿苷三磷酸(BrdUTP)，BrdUTP作為dTTP的類似物可摻入到新合成的DNA鏈中。但它又可作為一種假的負(fù)反饋抑制劑抑制CDP的還原，從而抑制DNA的合成。因?yàn)閐TTP作為NDP還原酶的變構(gòu)抑制劑可抑制CDP的還原，具有類似的效應(yīng)。CDP還原的抑制影響到DNA前體dCTP的產(chǎn)生。 6-巰基嘌呤是次黃嘌呤的結(jié)構(gòu)類似物。它進(jìn)入人體后，在次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶催化下發(fā)生下列反應(yīng):6-巰基嘌呤 + PRPP ? 6-巰基嘌呤核苷酸，可抑制磷酸核糖焦磷酸激酶和磷酸核糖氨基轉(zhuǎn)移酶，使PRPP和5 -磷酸核糖胺的合成受阻。同時(shí)6-巰基嘌呤核苷酸還可抑制次黃苷酸(IMP)進(jìn)一步合成AMP、GMP，從而使核酸的合成受阻。
6(人體次黃嘌呤―鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)缺陷會(huì)引起核苷酸代謝發(fā)生怎樣的變化,其生理生化機(jī)制是什么,
解答:次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶是催化次黃嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤補(bǔ)救合成的一種重要的酶。正常情況下嘌呤核苷酸從頭合成途徑和補(bǔ)救合成途徑是平衡的，次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶缺陷后，嘌呤補(bǔ)救合成停止了，會(huì)使嘌呤核苷酸從頭合成的底物堆積，尤其是磷酸核糖焦磷酸(PRPP)，高水平的PRPP導(dǎo)致嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸過(guò)量生成。由于嘌呤核苷酸的從頭合成是在PRPP基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因而HGPRT缺陷對(duì)嘌呤核苷酸合成影響更大。高水平的嘌呤核苷酸進(jìn)而促使它的分解加強(qiáng)，結(jié)果導(dǎo)致血液中尿酸的堆積。過(guò)量尿酸將導(dǎo)致自毀容貌癥，又稱Lesch-Nyhan綜合征。
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