细胞代谢系列案例介绍:糖酵解、脂质代谢、蛋白质代谢、辅酶和辅因子

细胞代谢中的化学反应可以归纳为代谢途径,通过一系列酶的作用将一种化学物质转化为另一种化学物质。酶对于细胞代谢反应来说是非常重要的,因为酶可以通过一个热力学上易于发生的反应来驱动另一个难以进行的反应,使之变得可行;例如,利用ATP的水解所产生的能量来驱动其他化学反应。一个生物体的代谢机制决定了哪些物质对于此生物体是有营养的,而哪些是有毒的。

注:由于篇幅限制,以下每一种代谢举一个相关案例。

一、糖酵解

糖酵解是指葡萄糖在细胞内被分解为丙酮酸和ATP。利用一系列酶将每个六碳葡萄糖分子转化为2个三碳丙酮酸分子的10个步骤。该途径实际上是原核生物和真核生物所有细胞共有的。在真核细胞中,糖酵解发生在细胞质中。该途径包括三个阶段:1)葡萄糖转化为1,6-二磷酸果糖;2)1,6-二磷酸果糖裂解为两个三碳片段;3)三碳片段氧化为丙酮酸(获得ATP和NADH)。关键的调节酶是磷酸果糖激酶,糖酵解第3步为不可逆反应,是整个过程的限速步骤。

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甘油三酯是机体储存能量及氧化供能的重要形式。合成甘油三酯所需的甘油及脂肪酸主要由葡萄糖代谢提供。不同组织以不同途径合成甘油三酯。肝细胞和脂肪细胞的合成途径:甘油二酯途径。小肠黏膜细胞的合成途径:甘油一酯途径。甘油三酯的分解代谢即脂肪动员,储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为游离脂酸(FFA)及甘油并释放入血液,被其他组织氧化利用的过程。

辅酶是与酶结合以帮助催化反应的有机分子。通常与酶的活性位点结合并有助于底物募集。辅酶与酶一样,可以重复循环使用,而不会改变反应速率或效果。大多数是维生素,维生素衍生物或核苷酸形式。辅因子是“辅助分子”,在本质上可以是无机的或有机的。通常包括金属离子,例如铁,锌,钴和铜。由于大多数生物体都不能合成金属离子,因此必须在饮食中补充。辅酶和辅因子在许多细胞代谢反应中发挥着不可或缺的作用,在结构和功能上都起到催化作用。

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案例:葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是一种存在于细胞之中,协助葡萄糖进行新陈代谢的酶,在这代谢过程中会产生NADPH以保护血细胞免受氧化物质的威胁.葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏时,若身体接触到具氧化性的特定物质或服用了这类药物,血细胞就容易被破坏而发生急性溶血反应.

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 活性分析试剂盒,货号:700300:细胞裂解液和组织匀浆中的G6PDH活性

二、脂质代谢(Lipids Metabolism):

脂肪代谢是体内重要且复杂的生化反应,指生物体内脂肪,在各种相关酶的帮助下,消化吸收、合成与分解的过程,加工成机体所需要的物质,保证正常生理机能的运作,对于生命活动具有重要意义。脂类是身体储能和供能的重要物质,也是生物膜的重要结构成分。

案例:甘油三酯(TG)是长链脂肪酸和甘油形成的脂肪分子.甘油三酯是人体内含量zui多的脂类,大部分组织均可以利用甘油三酯分解产物供给能量,同时肝脏、脂肪等组织还可以进行甘油三酯的合成,在脂肪组织中贮存.

甘油三酯分析试剂盒(比色法),货号:10010303:测定血浆,血清,细胞裂解液和组织匀浆样品中的甘油三酯

三、蛋白质代谢

蛋白质代谢表示负责合成蛋白质和氨基酸(合成代谢)的各种生化过程,以及通过分解代谢分解蛋白质。

案例:肠肽酶,又称肠激酶,也称肠致活酶.是十二指肠细胞分泌的一种蛋白质水解酶,选择性作用于胰蛋白酶分子上第6位赖氨酸和第7位异亮氨酸之间的肽键,水解释放出一段6肽,使胰蛋白酶原激活形成有活性的胰蛋白酶.这是形成胰蛋白酶的主要步骤,此过程不受胰蛋白酶抑制.是分子量约10万的含糖蛋白质.

肠肽酶活性分析试剂盒(荧光法),货号:K758-100:测量生物样品中的肠肽酶活性或纯化的肠肽酶活性

四、辅酶和辅因子(Coenzymes & Cofactors)

辅酶是一大类有机辅助因子的总称,是酶催化氧化还原反应、基团转移和异构反应的必须因子。它们在酶催化反应中承担传递电子、原子或基团的功能。辅酶也可以被视为第二底物,因为在催化反应发生时,辅酶发生的化学变化与底物正好相反。

辅因子(Cofactor)是指与酶(酵素)结合且在催化反应中必要的非蛋白质化合物。某些分子如水合部分常见的离子所扮演的角色和辅因子相当类似,但由于含量不受限制且普遍存在,因此不归类为辅因子。

案例:NAD分析试剂盒,蓝色荧光,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)是在细胞中找到的两个重要的辅因子。NADH由NAD+加H还原得到,NAD+由NADH氧化而来。在腺嘌呤核苷酸的2’位通过酯键连接加上一个磷酸基团,构成NADP。NADP用于生物合成代谢反应中,例如脂肪酸和核酸的合成;需要NADPH作为还原剂。在叶绿体中,NADP作为氧化剂,在光合作用的初步反应中非常重要。NADPH由光合作用产生,接着作为还原力用于光合作用中卡尔文循环中的生物合成反应。传统的NAD/NADH和NADP/NADPH的检测是通过测定NADH或者NADPH在340nm处的吸光值。这种方法灵敏度低,且受严重干扰;因为检测在紫外光范围内,需要昂贵的石英微孔板。

NAD分析试剂盒,蓝色荧光,货号:AAT-15280:可快速灵敏地检测NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)

五、 无机离子(Inorganic Ions)

影响生物水结构和性质的因素 无机离子生命体系中大量存在的无机离子的静电荷,使水分子围绕其周围径向排列,形成有序的离子水化层。

案例:氨是生物系统中重要的氮源.蛋白质的组成单位是氨基酸,而氨基酸的合成需要氮源.氨是氨基酸降解代谢的产物之一.它在正常和异常的动物生理机能(比如酸碱度平衡)中都起着重要作用.

氨检测分析试剂盒,货号:K370-100:提供了一种方法来检测各种样品中氨的含量,快速灵敏可靠,并能进行高通量检测.在氨检测分析试剂盒的原理是,样本内的氨被转化成一种中间产物,该中间产物可以与OxiRed探针发生反应,zui终的反应产物显现颜色(λmax = 570 nm),用微量平板读数器迅速定量.本试剂盒检测J限是1nmol(~20 M),比基于NADP的测氨方法要灵敏得多.

http://www.amyjet.com/featured/glycolysis.shtml

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