北京化工大学 870《生物化学综合》考研复习资料 · 第四册
- 2026-11-05 02:18:48
北京化工大学 870《生物化学综合》考研复习资料 · 第四册
脂类代谢、氨基酸代谢与核苷酸代谢
开篇：三章的共同归宿
脂类、氨基酸、核苷酸这三章看起来是三块独立的内容，但在代谢图上它们最后都汇到同一个地方：乙酰 CoA 和 TCA 循环的中间物。
脂肪酸经 β-氧化，切成乙酰 CoA，进 TCA。 氨基酸脱去氨基后，碳架变成丙酮酸、乙酰 CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰 CoA、延胡索酸、草酰乙酸，全部进 TCA。 核苷酸分解后，核糖进 PPP，碱基分解排出，但合成核苷酸需要 PRPP（来自 PPP）和氨基酸（甘氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸）。
所以复习这三章的正确姿势是：把每一章的代谢物往 TCA 上挂。挂得上去，说明理解对了；挂不上去，说明只是背了名词。
这三章在 870 里的分值不如糖代谢和酶，但论述题常从"三大物质代谢的相互联系"这个角度出，而且脂代谢的计算（软脂酸氧化产 ATP）几乎年年出现。第三册的算账方法在这里直接复用。
第 7 章 脂类代谢
本章知识骨架
脂类代谢├── 分类与功能│ ├── 单纯脂（甘油三酯、蜡）│ ├── 复合脂（磷脂、糖脂、脂蛋白）│ └── 衍生脂（固醇、类固醇、前列腺素、脂溶性维生素）├── 消化与吸收│ ├── 胆汁酸盐乳化、胰脂酶水解│ ├── 胆盐微团 → 肠上皮 → 重新酯化 → 乳糜微粒│ └── 血浆脂蛋白（CM、VLDL、LDL、HDL）├── 脂肪的分解│ ├── 脂肪动员（ATGL、HSL、MGL）│ ├── 甘油代谢（甘油激酶 → DHAP）│ ├── 脂肪酸活化（脂酰 CoA 合成酶，耗 2 ATP）│ ├── 肉碱穿梭（CPT1、CPT2、转位酶）│ ├── β-氧化四步（脱氢、加水、再脱氢、硫解）│ ├── 能量计算│ ├── 奇数碳脂肪酸（丙酰 CoA → 琥珀酰 CoA，需 B₁₂）│ └── 不饱和脂肪酸（异构酶、还原酶）├── 酮体代谢│ ├── 生成（肝）：HMG-CoA 合酶、HMG-CoA 裂解酶│ ├── 利用（肝外）：β-羟丁酸脱氢酶、琥珀酰 CoA 转硫酶│ └── 酮症（饥饿、糖尿病）├── 脂肪的合成│ ├── 乙酰 CoA 羧化酶（限速，生物素）│ ├── 丙二酰 CoA、ACP、脂肪酸合酶│ ├── NADPH 来源（PPP、苹果酸酶）│ ├── 与 β-氧化的对比│ └── 碳链延长与去饱和、必需脂肪酸├── 甘油三酯与磷脂代谢│ ├── 甘油二酯途径、甘油磷酸途径│ ├── 磷脂合成（CDP-胆碱、CDP-乙醇胺、SAM）│ └── 磷脂酶 A₁/A₂/C/D├── 胆固醇代谢│ ├── 合成（HMG-CoA 还原酶、甲羟戊酸、鲨烯、27C）│ ├── 调节（SREBP、LDL 受体、他汀）│ ├── 转化（胆汁酸、类固醇激素、维生素 D₃）│ └── 排泄└── 脂代谢紊乱 ├── 动脉粥样硬化 ├── 脂肪肝 └── 肥胖与酮症7.1 脂类的分类与功能
7.1.1 分类
脂肪酸的分类
按碳链长度：短链（<6C）、中链（6—12C）、长链（>12C）、极长链（>22C）。 按饱和度：饱和脂肪酸（软脂酸 16C、硬脂酸 18C）、单不饱和（油酸 18:1Δ⁹）、多不饱和（亚油酸 18:2Δ⁹,¹²、亚麻酸 18:3Δ⁹,¹²,¹⁵、花生四烯酸 20:4Δ⁵,⁸,¹¹,¹⁴）。 按营养必需性：必需脂肪酸——亚油酸、亚麻酸（严格说还有花生四烯酸，但可由亚油酸合成）。人体缺乏 Δ⁹ 以上的去饱和酶，不能在 C9 之后引入双键，也不能合成 ω-3 和 ω-6 系列。
命名：Δ 编号从羧基碳算起；ω（或 n）编号从甲基端算起。亚油酸 18:2Δ⁹,¹² 即 ω-6；亚麻酸 18:3Δ⁹,¹²,¹⁵ 即 ω-3。
7.1.2 功能
储能：1 g 脂肪氧化产生约 39 kJ，是糖（17 kJ）和蛋白质（17 kJ）的两倍多。脂肪无水、疏水，储存时不带水，单位重量储能效率最高。 保温与保护：皮下脂肪保温，内脏周围脂肪缓冲。 构成生物膜：磷脂和胆固醇是膜的基本组分。 提供必需脂肪酸：合成前列腺素、白三烯等类花生酸。 促进脂溶性维生素吸收：维生素 A、D、E、K 的吸收依赖脂肪。 信号分子：类固醇激素、前列腺素、二酰甘油、IP₃。 乳化作用：胆汁酸帮助脂肪消化。
7.2 脂类的消化与吸收
7.2.1 消化
口腔与胃：舌脂酶（婴儿重要）、胃脂酶，水解少量脂肪。
小肠（主要部位）
乳化：胆汁酸盐（胆盐）是两亲分子，把大脂滴乳化成微小的乳化颗粒，增加脂酶的作用面积。这是"物理消化"。 水解： 胰脂酶（需辅脂酶 colipase 帮助其结合到胆盐包裹的脂滴表面）：水解甘油三酯的 1、3 位酯键，生成 2-单酰甘油和游离脂肪酸。 磷脂酶 A₂（需胆汁酸盐和 Ca²⁺）：水解磷脂的 2 位酯键，生成溶血磷脂和脂肪酸。 胆固醇酯酶：水解胆固醇酯为胆固醇和脂肪酸。 微团形成：胆盐、单酰甘油、脂肪酸、溶血磷脂、胆固醇、脂溶性维生素共同形成混合微团（micelle），运输到肠上皮细胞的刷状缘。
7.2.2 吸收
短链和中链脂肪酸（<12C）：直接扩散进入门静脉血，与白蛋白结合运输。 长链脂肪酸、单酰甘油、胆固醇、溶血磷脂：通过被动扩散或载体进入肠上皮细胞。 在肠上皮细胞内重新酯化：单酰甘油 + 2 脂酰 CoA → 甘油三酯（MGAT、DGAT）；溶血磷脂 + 脂酰 CoA → 磷脂；胆固醇 + 脂酰 CoA → 胆固醇酯（ACAT）。 重新酯化的产物与载脂蛋白 B-48、A-I、A-IV 组装成乳糜微粒（CM），经淋巴管（胸导管）进入血液循环。
为什么长链脂肪走淋巴而不是门静脉？因为乳糜微粒太大（75—1200 nm），不能穿过毛细血管壁，只能通过肠绒毛的中央乳糜管（淋巴管）。
脂肪吸收障碍：胆汁缺乏（胆道梗阻）、胰脂酶不足（慢性胰腺炎）、肠黏膜病变（乳糜泻）、辅脂酶缺乏。表现为脂肪泻（steatorrhea）、脂溶性维生素缺乏。
7.2.3 血浆脂蛋白
血浆脂蛋白的结构：疏水的甘油三酯和胆固醇酯在核心，两性的磷脂、游离胆固醇和载脂蛋白在表面。
密度分类法（超速离心）
记忆口诀：密度越大，颗粒越小，蛋白越多，脂类越少。CM 最轻最大，HDL 最重最小。
电泳分类法：CM（原点）、β-脂蛋白（LDL）、前 β-脂蛋白（VLDL）、α-脂蛋白（HDL）。
载脂蛋白的功能
脂蛋白代谢的关键酶
脂蛋白脂肪酶（LPL）：位于毛细血管内皮表面，水解 CM 和 VLDL 中的甘油三酯，释放脂肪酸供组织利用。需 C-II 激活。 肝脂酶（HL）：位于肝血窦内皮，水解 IDL 和 HDL 中的甘油三酯和磷脂。 LCAT：由肝合成，在血浆中催化 HDL 表面的卵磷脂的 2 位脂酰基转移到游离胆固醇上，生成胆固醇酯，使胆固醇进入 HDL 核心。需 A-I 激活。 CETP（胆固醇酯转运蛋白）：把 HDL 的胆固醇酯与 VLDL/LDL 的甘油三酯交换。
外源性途径：食物脂肪 → CM → LPL 水解 → 脂肪酸进入脂肪组织和肌肉 → CM 残粒 → 肝清除（经 ApoE 受体）。
内源性途径：肝合成 VLDL → LPL 水解甘油三酯 → IDL → 肝摄取或转化为 LDL → LDL 经 LDL 受体被外周组织摄取。
胆固醇逆向转运：外周组织的胆固醇 → HDL（经 ABCA1）→ LCAT 酯化 → 成熟 HDL → 肝（经 SR-B1 受体）→ 排出胆汁。这是 HDL 被称为"好胆固醇"的原因。
7.3 脂肪的分解代谢
7.3.1 脂肪动员
定义：储存在脂肪细胞中的甘油三酯在脂肪酶的作用下水解为游离脂肪酸和甘油，释放入血供其他组织利用的过程。
关键酶
ATGL（脂肪甘油三酯脂肪酶）：水解甘油三酯为二酰甘油，是限速步骤。 HSL（激素敏感脂酶）：水解二酰甘油为一酰甘油。受 PKA 磷酸化激活。 MGL（单酰甘油脂肪酶）：水解一酰甘油为甘油和脂肪酸。
调节：胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、糖皮质激素、甲状腺激素促进（通过 cAMP-PKA 磷酸化 HSL）；胰岛素抑制（激活磷酸二酯酶，降低 cAMP）。
脂肪酸的运输：游离脂肪酸不溶于水，与血浆白蛋白结合运输。这就是"游离脂肪酸（FFA）"或"非酯化脂肪酸（NEFA）"。注意：脂肪酸不需要脂蛋白运输，与胆固醇和甘油三酯不同，这是常考的区别点。
7.3.2 甘油的代谢
甘油 + ATP → 甘油-3-磷酸 + ADP（甘油激酶，肝、肾、肠有，脂肪组织缺乏）甘油-3-磷酸 + NAD⁺ ⇌ 磷酸二羟丙酮 + NADH（甘油-3-磷酸脱氢酶）
磷酸二羟丙酮进入糖酵解（→ 丙酮酸 → 乙酰 CoA，或 → 糖异生）。
注意：脂肪组织缺乏甘油激酶，所以脂肪分解释放的甘油不能被脂肪组织自身利用，必须运到肝脏代谢。这是"脂肪不能自给自足"的一个细节。
7.3.3 脂肪酸的活化
脂肪酸 + CoA + ATP → 脂酰 CoA + AMP + PPi（脂酰 CoA 合成酶，位于内质网和线粒体外膜）
这个反应消耗 ATP，但实际消耗 2 个高能磷酸键，因为产生的 PPi 立即被焦磷酸酶水解为 2Pi，推动反应。
活化在胞质进行，β-氧化在线粒体基质进行，所以需要转运。
7.3.4 肉碱穿梭
长链脂酰 CoA 不能直接穿过线粒体内膜，需要肉碱（carnitine） 作为载体。
三步
CPT1（肉碱棕榈酰转移酶 I）：位于线粒体外膜，把脂酰 CoA 的脂酰基转给肉碱，生成脂酰肉碱。这是限速步骤，受丙二酰 CoA（脂肪酸合成的中间物）抑制——这解释了"脂肪酸合成与氧化不能同时进行"。 转位酶：脂酰肉碱通过内膜进入基质，同时肉碱出来。 CPT2（肉碱棕榈酰转移酶 II）：位于内膜基质侧，把脂酰基转回 CoA，生成脂酰 CoA。
中链和短链脂肪酸（<12C）可以不依赖肉碱穿梭，直接进入线粒体。这是中链甘油三酯（MCT）在临床上用于脂肪吸收障碍患者的原因。
疾病：CPT1 缺乏导致低血糖、心肌病、肌无力；CPT2 缺乏导致运动性肌痛、肌红蛋白尿。
肉碱的来源：食物（肉类）、体内合成（赖氨酸 + 甲硫氨酸，需维生素 C、铁、B₆、烟酸）。
7.3.5 β-氧化的四步循环
定义：脂酰 CoA 在 β-碳原子上脱氢、加水、再脱氢、硫解，每轮切下 1 分子乙酰 CoA，同时生成 1 FADH₂ 和 1 NADH。
四步
一轮的结果：碳链缩短 2 个碳，生成 1 乙酰 CoA、1 FADH₂、1 NADH。
总反应式（以软脂酸为例）
软脂酸 + 7 CoA + 7 FAD + 7 NAD⁺ + 7 H₂O → 8 乙酰 CoA + 7 FADH₂ + 7 NADH + 7 H⁺
能量计算（软脂酸，16C）
活化：-2 ATP 7 轮 β-氧化：7 FADH₂ × 1.5 = 10.5；7 NADH × 2.5 = 17.5 8 乙酰 CoA × 10 = 80 合计：80 + 10.5 + 17.5 - 2 = 106 ATP
旧教材（P/O = 3、2）：8 × 12 + 7 × 2 + 7 × 3 - 2 = 96 + 14 + 21 - 2 = 129 ATP。
通用公式
含 n 个碳的偶数碳饱和脂肪酸：
β-氧化轮数 = n/2 - 1 乙酰 CoA 数 = n/2 ATP = (n/2 - 1) × (1.5 + 2.5) + (n/2) × 10 - 2 = 4(n/2 - 1) + 5n - 2
代入 n = 16：4×7 + 80 - 2 = 28 + 80 - 2 = 106。正确。
7.3.6 奇数碳脂肪酸的氧化
奇数碳脂肪酸经 β-氧化后，最后剩下 1 分子丙酰 CoA（3C），而不是乙酰 CoA。
丙酰 CoA 的代谢（三步）
丙酰 CoA 羧化酶（生物素、ATP）：丙酰 CoA + CO₂ → D-甲基丙二酰 CoA。 甲基丙二酰 CoA 差向异构酶：D-型 → L-型。 甲基丙二酰 CoA 变位酶（5'-脱氧腺苷钴胺素，即 B₁₂）：L-甲基丙二酰 CoA → 琥珀酰 CoA。
琥珀酰 CoA 进入 TCA。
临床意义：B₁₂ 缺乏时，甲基丙二酰 CoA 变位酶活性下降，甲基丙二酸堆积，引起甲基丙二酸血症，损害神经髓鞘。这是 B₁₂ 缺乏导致神经症状的机制（第二册讲过）。
7.3.7 不饱和脂肪酸的氧化
不饱和脂肪酸的氧化需要两个额外的酶：
Δ³,Δ²-烯脂酰 CoA 异构酶：处理顺-Δ³-烯脂酰 CoA（β-氧化产生的是反-Δ²-烯脂酰 CoA，位置和构型都不对），把它转为反-Δ²-烯脂酰 CoA，跳过水化步骤。 2,4-二烯脂酰 CoA 还原酶（NADPH）：处理 2,4-二烯脂酰 CoA（多不饱和脂肪酸氧化产生的共轭二烯），还原为反-Δ³-烯脂酰 CoA，再由异构酶处理。
能量差异：每处理一个双键，少产生 1 个 FADH₂（因为异构酶跳过了脱氢步骤），所以 ATP 少 1.5 个。
7.3.8 其他氧化方式
α-氧化：在 α-碳上羟化、脱羧，每次去掉 1 个碳。主要用于支链脂肪酸（如植烷酸）的降解。缺陷导致Refsum 病。 ω-氧化：在甲基端（ω 位）羟化，生成二羧酸，再从两端进行 β-氧化。由细胞色素 P450 催化，在内质网进行。当 β-氧化受阻时（如肉碱缺乏）这条途径被激活。 过氧化物酶体的 β-氧化：氧化极长链脂肪酸（>22C），第一步脱氢产生的 FADH₂ 直接把电子交给 O₂ 生成 H₂O₂，不产生 ATP（能量以热散失）。底物随后转到线粒体继续氧化。缺陷导致X-连锁肾上腺脑白质营养不良（X-ALD）。
7.3.9 β-氧化的调节
丙二酰 CoA 抑制 CPT1：脂肪酸合成活跃时，β-氧化被抑制。 NADH/NAD⁺ 比值：比值高时 β-羟脂酰 CoA 脱氢酶受抑制。 乙酰 CoA/CoA 比值：比值高时硫解酶受抑制。 激素：胰高血糖素、肾上腺素促进脂肪动员，增加 β-氧化底物；胰岛素抑制。 营养状态：饥饿时 β-氧化增强，饱食时减弱。
7.4 酮体代谢
7.4.1 酮体的生成（肝脏）
定义：脂肪酸在肝脏中氧化不完全产生的中间产物，包括乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮（丙酮量很少）。
合成途径（四步，线粒体）
两分子乙酰 CoA 缩合：乙酰 CoA + 乙酰 CoA → 乙酰乙酰 CoA + CoA（乙酰乙酰 CoA 硫解酶，逆向反应）。 HMG-CoA 合成：乙酰乙酰 CoA + 乙酰 CoA + H₂O → HMG-CoA（3-羟基-3-甲基戊二酰 CoA）+ CoA（HMG-CoA 合酶，限速酶）。 HMG-CoA 裂解：HMG-CoA → 乙酰乙酸 + 乙酰 CoA（HMG-CoA 裂解酶）。 还原与脱羧：乙酰乙酸 + NADH + H⁺ ⇌ β-羟丁酸 + NAD⁺（β-羟丁酸脱氢酶）；乙酰乙酸自发脱羧 → 丙酮 + CO₂。
关键点：肝脏缺乏琥珀酰 CoA 转硫酶（β-酮脂酰 CoA 转移酶），不能利用酮体。所以肝脏"只生产不消费"，酮体必须运到肝外组织利用。这是最常考的判断题之一。
7.4.2 酮体的利用（肝外组织）
β-羟丁酸 → 乙酰乙酸（β-羟丁酸脱氢酶）。 乙酰乙酸 + 琥珀酰 CoA → 乙酰乙酰 CoA + 琥珀酸（琥珀酰 CoA 转硫酶，肝外组织有）。 乙酰乙酰 CoA → 2 乙酰 CoA（硫解酶）。 乙酰 CoA 进 TCA。
利用酮体的组织：心、肾、骨骼肌、脑（长期饥饿时）。脑在长期饥饿时以酮体为主要能源，可减少对葡萄糖的依赖，节省蛋白质。
7.4.3 酮体的生理意义
是肝脏输出能源的一种形式，把脂肪酸的能量运给肝外组织。 酮体分子小、水溶性好，不需要载体，易于运输。 长期饥饿时，酮体替代葡萄糖为脑供能，减少糖异生对蛋白质的消耗（" sparing protein "效应）。 酮体是弱酸，大量生成会消耗碱储备。
7.4.4 酮症
酮血症、酮尿症、酮症酸中毒
饥饿性酮症：长期饥饿，糖供应不足，脂肪大量动员，酮体生成增加。轻度酮症，pH 可代偿。 糖尿病酮症酸中毒（DKA）：胰岛素严重不足，葡萄糖不能利用，脂肪大量分解，乙酰 CoA 大量生成，但 TCA 因草酰乙酸不足（草酰乙酸来自丙酮酸羧化，而丙酮酸不足）不能充分氧化乙酰 CoA，乙酰 CoA 转向酮体生成。酮体大量堆积，导致代谢性酸中毒、脱水、电解质紊乱、昏迷。 高脂低糖饮食：生酮饮食，用于治疗难治性癫痫。
为什么糖尿病时酮体生成增多？两个原因叠加：① 脂肪动员增加（胰岛素不足，脂解抑制解除）；② 草酰乙酸不足（糖异生消耗草酰乙酸，且丙酮酸羧化酶活性相对不足），乙酰 CoA 不能充分进入 TCA，只能转向酮体。
7.5 脂肪的合成代谢
7.5.1 合成部位与原料
部位：胞质（脂肪酸合成）、内质网（甘油三酯组装、碳链延长、去饱和）。肝脏是主要器官，脂肪组织也能合成。
原料：
乙酰 CoA：来自糖酵解（丙酮酸 → 乙酰 CoA）、氨基酸分解。 NADPH：来自磷酸戊糖途径（主要）、苹果酸酶（苹果酸 → 丙酮酸 + CO₂ + NADPH）。 ATP。 甘油：来自糖酵解（DHAP → 甘油-3-磷酸）。
7.5.2 乙酰 CoA 的转运（柠檬酸-丙酮酸循环）
乙酰 CoA 在线粒体内生成，但脂肪酸合成在胞质，乙酰 CoA 不能直接穿过线粒体内膜。
转运机制：
线粒体内乙酰 CoA + 草酰乙酸 → 柠檬酸（柠檬酸合酶）。 柠檬酸通过三羧酸转运体出线粒体。 胞质中柠檬酸裂解酶：柠檬酸 + CoA + ATP → 乙酰 CoA + 草酰乙酸 + ADP + Pi。 草酰乙酸经苹果酸酶转化为丙酮酸（产生 NADPH），丙酮酸回线粒体。
这个循环同时解决了两个问题：把乙酰 CoA 运出，并提供部分 NADPH。
7.5.3 丙二酰 CoA 的生成（限速步骤）
乙酰 CoA + CO₂ + ATP → 丙二酰 CoA + ADP + Pi（乙酰 CoA 羧化酶，辅基是生物素）
调节（重点）
激活：柠檬酸（别构激活）、胰岛素（去磷酸化激活）。 抑制：软脂酰 CoA（终产物反馈抑制）、胰高血糖素/肾上腺素（磷酸化失活）、高脂饮食。 乙酰 CoA 羧化酶有两种存在形式：无活性的二聚体（原体）和有活性的多聚体。柠檬酸促进聚合，软脂酰 CoA 促进解聚。这是别构调节的经典例子。
7.5.4 脂肪酸合酶（FAS）
结构：哺乳动物的 FAS 是一条多功能多肽链（二聚体），包含 7 个功能域：
ACP（酰基载体蛋白）：携带酰基，辅基是 4'-磷酸泛酰巯基乙胺（来自泛酸）。 KS（β-酮脂酰合酶）：缩合。 KR（β-酮脂酰还原酶）：还原，需 NADPH。 DH（脱水酶）：脱水。 ER（烯脂酰还原酶）：还原，需 NADPH。 MAT（丙二酰/乙酰转移酶）：把丙二酰基和乙酰基转到 ACP。 TE（硫酯酶）：释放产物。
与原核生物的差异：大肠杆菌的 FAS 由多个独立的酶组成（II 型），哺乳动物是一条多肽（I 型）。这是"多酶复合体"的进化优势——底物通道效应。
合成循环（每轮加 2 个碳）
启动：乙酰 CoA 的乙酰基转到 ACP（或 KS），丙二酰 CoA 的丙二酰基转到 ACP。 缩合：乙酰基（或脂酰基）与丙二酰基缩合，释放 CO₂，生成 β-酮脂酰-ACP（碳链延长 2 个碳）。 还原：β-酮基 → β-羟基（KR，消耗 NADPH）。 脱水：β-羟基 → 反-Δ²-烯（DH）。 再还原：双键 → 单键（ER，消耗 NADPH）。 转位：脂酰基从 ACP 转到 KS，准备下一轮。
**从软脂酸（16C）看：**起始乙酰 CoA（2C）+ 7 个丙二酰 CoA（每个提供 2C），共 8 个二碳单位。7 轮循环，每轮消耗 2 NADPH。
总反应式
8 乙酰 CoA + 7 ATP + 14 NADPH + 14 H⁺ → 软脂酸 + 8 CoA + 7 ADP + 7 Pi + 14 NADP⁺ + 6 H₂O
注意 CO₂ 的"进出"：丙二酰 CoA 生成时固定了 CO₂，缩合时又释放，所以净反应不消耗 CO₂。这是一个容易混淆的点。
7.5.5 β-氧化与脂肪酸合成的对比（必背）
7.5.6 碳链的延长与去饱和
延长
内质网系统：以丙二酰 CoA 为二碳供体，CoA 为载体，可延长到 24C 以上。主要合成鞘脂的脂肪酸。 线粒体系统：以乙酰 CoA 为供体，机制类似 β-氧化的逆反应，主要延长到 18C 以上。
去饱和
Δ⁹ 去饱和酶（硬脂酰 CoA 去饱和酶）：在 C9-C10 引入双键，生成油酸（18:1Δ⁹）。存在于内质网，需 O₂ 和 NADH（细胞色素 b5 系统）。 人体缺乏 Δ⁹ 之后的去饱和酶，不能合成亚油酸（18:2Δ⁹,¹²）和亚麻酸（18:3Δ⁹,¹²,¹⁵），所以它们是必需脂肪酸。 花生四烯酸（20:4Δ⁵,⁸,¹¹,¹⁴）可由亚油酸经延长和去饱和合成（在人体内效率低，故有时也列为必需）。
7.5.7 甘油三酯的合成
两条途径
甘油二酯途径（肝、脂肪组织）：甘油-3-磷酸 + 2 脂酰 CoA → 磷脂酸 → 二酰甘油 → 甘油三酯。这是主要途径。 甘油-3-磷酸来自：甘油（甘油激酶）或磷酸二羟丙酮（糖酵解）。 关键酶：磷脂酸磷酸酶（PA phosphatase，把磷脂酸变为二酰甘油）、DGAT（二酰甘油酰基转移酶）。 甘油一酯途径（小肠黏膜）：单酰甘油 + 2 脂酰 CoA → 甘油三酯。这是脂肪吸收后重新酯化的途径。
脂肪组织合成甘油三酯的特点：缺乏甘油激酶，必须用葡萄糖代谢产生的磷酸二羟丙酮作为甘油骨架。所以"吃糖变胖"的生化基础在这里——糖提供了甘油骨架和脂肪酸的碳源。
7.5.8 磷脂代谢
甘油磷脂的合成
磷脂酸 + CTP → CDP-二酰甘油（CDP-DAG），再与肌醇、丝氨酸等反应生成相应磷脂。 胆碱/乙醇胺途径：胆碱 → 磷酸胆碱 → CDP-胆碱 → 与二酰甘油反应生成卵磷脂（磷脂酰胆碱）。乙醇胺同理生成脑磷脂（磷脂酰乙醇胺）。关键酶是 CTP:磷酸胆碱胞苷转移酶（限速）。 磷脂酰丝氨酸：由磷脂酰乙醇胺与丝氨酸交换生成。 甲基化途径：磷脂酰乙醇胺经三次甲基化（SAM 供甲基）生成卵磷脂（肝脏主要途径）。
鞘磷脂的合成：丝氨酸 + 软脂酰 CoA → 3-酮基二氢鞘氨醇 → 鞘氨醇 → 神经酰胺 → 鞘磷脂（加磷酸胆碱）。
磷脂的降解：磷脂酶 A₁（1 位）、A₂（2 位，产生溶血磷脂和花生四烯酸）、C（磷酸二酯键，产生二酰甘油和磷酸胆碱）、D（产生磷脂酸和胆碱）。
磷脂酶 A₂ 与炎症：蛇毒和蜂毒中的磷脂酶 A₂ 水解膜磷脂，产生溶血磷脂（破坏膜）和花生四烯酸（合成前列腺素、白三烯）。糖皮质激素通过诱导脂皮素（lipocortin）抑制 PLA₂，这是其抗炎机制之一。
7.6 胆固醇代谢
7.6.1 结构与功能
胆固醇是环戊烷多氢菲的衍生物，27 个碳，C3 位有羟基，C5-C6 有双键。
功能：
构成生物膜，调节膜的流动性（在相变温度以下增加流动性，以上降低流动性）。 合成胆汁酸（乳化脂肪）。 合成类固醇激素（皮质醇、醛固酮、睾酮、雌二醇、孕酮）。 合成维生素 D₃。 合成脂蛋白。
7.6.2 合成
部位：肝（主要，约 80%）、小肠、肾上腺皮质、性腺、皮肤。胞质和内质网。
原料：乙酰 CoA（碳源）、NADPH（还原力）、ATP。
三阶段
第一阶段：甲羟戊酸的生成（限速）
3 乙酰 CoA → 乙酰乙酰 CoA → HMG-CoA → 甲羟戊酸（MVA）
关键酶：HMG-CoA 还原酶（HMG-CoA reductase），消耗 2 NADPH。这是胆固醇合成的限速酶，也是他汀类药物的靶点。
第二阶段：甲羟戊酸 → 鲨烯
MVA → 异戊烯焦磷酸（IPP）→ 二甲烯丙基焦磷酸（DAPP）→ 牻牛儿焦磷酸 → 法尼焦磷酸（FPP）→ 鲨烯（30C）。
第三阶段：鲨烯 → 胆固醇
鲨烯 → 羊毛固醇（30C）→ 经一系列氧化脱羧、还原、异构，脱去 3 个甲基，生成胆固醇（27C）。
总反应式（简化）：18 乙酰 CoA + 18 ATP + 16 NADPH → 胆固醇 + 9 CO₂ + 18 CoA + 18 ADP + 16 NADP⁺
7.6.3 调节
HMG-CoA 还原酶的调节（多层面）： 转录水平：SREBP-2（固醇调节元件结合蛋白）在低固醇时被激活，转入核内促进 HMG-CoA 还原酶和 LDL 受体基因的转录；高固醇时 SREBP 被 SCAP-INSIG 系统滞留在内质网，转录下降。 翻译水平：固醇可抑制 HMG-CoA 还原酶 mRNA 的翻译。 降解：固醇加速酶的降解。 磷酸化：AMPK 磷酸化使其失活（能量不足时抑制合成）。 负反馈：胆固醇和氧固醇抑制合成。 激素：胰岛素、甲状腺激素促进；胰高血糖素抑制。 饮食：高胆固醇饮食抑制内源合成（但抑制有限，约 30%）。 药物：他汀类（statins，如阿托伐他汀、瑞舒伐他汀）是 HMG-CoA 还原酶的竞争性抑制剂，降低胆固醇合成，上调 LDL 受体，降低血浆 LDL。
7.6.4 转化与排泄
胆汁酸的肠肝循环：胆汁酸排入肠道后，约 95% 在回肠末端被重吸收，经门静脉回肝，再排入胆汁。这个循环每天重复 6—10 次，使有限的胆汁酸池发挥最大的乳化作用。
胆固醇结石：胆汁中胆固醇过饱和（胆固醇/胆汁酸比例升高）时析出结晶，形成结石。
7.6.5 高胆固醇血症
家族性高胆固醇血症：LDL 受体基因突变，LDL 不能被清除，血浆 LDL 极高，早发冠心病。杂合子发病率约 1/500，纯合子约 1/100 万。 治疗：他汀类（抑制合成）、依折麦布（抑制肠道吸收）、PCSK9 抑制剂（促进 LDL 受体回收）、胆汁酸螯合剂。
7.7 脂代谢紊乱
7.7.1 动脉粥样硬化
病理：LDL 进入血管内膜下，被氧化修饰为 ox-LDL；巨噬细胞通过清道夫受体吞噬 ox-LDL，形成泡沫细胞；泡沫细胞堆积形成脂纹、纤维斑块；斑块破裂导致血栓。
生化机制：
高 LDL、低 HDL 是危险因素。 ox-LDL 是关键的致病分子（内皮损伤、趋化单核细胞、细胞毒）。 炎症反应（IL-6、TNF-α、CRP）参与。 同型半胱氨酸升高是独立危险因素（损伤内皮）。
预防：控制血脂（他汀）、抗氧化（维生素 E）、控制血压和血糖、戒烟。
7.7.2 脂肪肝
定义：肝细胞内脂肪（主要是甘油三酯）堆积超过肝重的 5%。
原因：
脂肪动员过多（饥饿、糖尿病、酗酒）。 肝内甘油三酯合成增加（高糖饮食）。 载脂蛋白合成不足（蛋白质缺乏、肝损伤），VLDL 输出障碍。 脂肪酸氧化障碍。
酒精性脂肪肝的机制：乙醇 → 乙醛 → 乙酸，产生大量 NADH，NADH/NAD⁺ 比值升高，抑制 TCA 和 β-氧化，促进脂肪酸合成，同时乙醛损伤肝细胞。
7.7.3 肥胖
定义：BMI ≥ 28（中国标准）。能量摄入大于消耗，多余能量以脂肪形式储存。
生化机制：
脂肪细胞数量增加（增生）和体积增大（肥大）。 脂肪组织是内分泌器官，分泌瘦素、脂联素、抵抗素、TNF-α。 瘦素抵抗是肥胖的重要机制（瘦素不能抑制食欲）。 胰岛素抵抗与肥胖互为因果。
褐色脂肪与米色脂肪：UCP1 介导产热，是减肥研究的热点。
7.8 本章高频考点与易错点
判断题陷阱
"脂肪酸的 β-氧化在线粒体基质进行，脂肪酸合成在胞质"——正确。 "脂肪酸活化消耗 1 个 ATP"——不严谨，消耗 2 个高能磷酸键（ATP → AMP + PPi，PPi 水解）。 "肉碱穿梭的限速酶是 CPT2"——错，是 CPT1。 "丙二酰 CoA 激活 CPT1"——错，抑制。 "酮体在肝脏生成并在肝脏利用"——错，肝脏缺乏琥珀酰 CoA 转硫酶，不能利用。 "酮体包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮"——正确。 "HMG-CoA 合酶是胆固醇合成的限速酶"——错，HMG-CoA 还原酶是限速酶；HMG-CoA 合酶是酮体生成的限速酶。 "脂肪酸合成每轮加 3 个碳"——错，加 2 个碳（丙二酰 CoA 提供，但脱去 1 个 CO₂）。 "脂肪酸合成消耗 NADH"——错，消耗 NADPH。 "β-氧化产生 NADPH"——错，产生 NADH 和 FADH₂。 "胆固醇可以在体内彻底氧化为 CO₂ 和 H₂O"——错，动物不能降解固醇环，只能转化为胆汁酸等排出。 "必需脂肪酸包括油酸"——错，油酸可自身合成；必需的是亚油酸、亚麻酸。 "血浆游离脂肪酸与脂蛋白结合运输"——错，与白蛋白结合。 "HDL 含胆固醇最多"——错，HDL 含蛋白最多；LDL 含胆固醇最多。 "LDL 被称为好胆固醇"——错，HDL 是好胆固醇。 "他汀抑制 HMG-CoA 合酶"——错，抑制 HMG-CoA 还原酶。 "脂肪组织能利用甘油"——错，缺乏甘油激酶。 "1 mol 软脂酸彻底氧化产生 129 ATP"——按新算法是 106。
简答题高频
血浆脂蛋白的分类、组成与功能。 脂肪酸 β-氧化的过程及能量计算。 酮体的生成、利用及生理意义。 脂肪酸合成与 β-氧化的比较。 乙酰 CoA 羧化酶的调节。 胆固醇合成的原料、限速酶及调节。 为什么糖尿病会出现酮症酸中毒？ 甘油三酯的合成途径。 载脂蛋白的功能。 肉碱穿梭的过程及意义。
论述题方向
从脂类的消化吸收到血浆脂蛋白代谢，说明脂类运输的完整过程。 脂肪酸氧化与合成的协调调节。 胆固醇代谢与动脉粥样硬化、高胆固醇血症的关系及药物靶点。 脂肪肝的生化机制。 酮体代谢与糖尿病酮症酸中毒。
第 8 章 氨基酸代谢
本章知识骨架
氨基酸代谢├── 蛋白质的消化与吸收│ ├── 胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶│ ├── 氨基酸和小肽的吸收（载体）│ └── 蛋白质的降解（泛素-蛋白酶体、溶酶体、 caspase）├── 氮平衡与必需氨基酸├── 脱氨基作用 ★★★│ ├── 转氨基（PLP，ALT/AST）│ ├── 氧化脱氨基（谷氨酸脱氢酶 GLDH）│ ├── 联合脱氨基（转氨 + GLDH；嘌呤核苷酸循环）│ └── 非氧化脱氨基├── 氨的转运│ ├── 丙氨酸-葡萄糖循环（肌肉 → 肝）│ └── 谷氨酰胺（脑、肌肉 → 肝、肾）├── 尿素循环（鸟氨酸循环）★★★│ ├── 五步反应、两种定位│ ├── 能量消耗（3 ATP）│ └── 调节与高血氨├── α-酮酸的去向│ ├── 生糖 / 生酮 / 生糖兼生酮│ └── 进入 TCA├── 一碳单位代谢│ ├── THF 的载体作用│ ├── 来源与互变│ └── 生理意义├── 个别氨基酸代谢│ ├── 含硫氨基酸（Met → SAM → Cys）│ ├── 芳香族（Phe → Tyr → 儿茶酚胺/黑色素/甲状腺素）│ ├── 支链氨基酸│ └── 组氨酸、色氨酸├── 氨基酸的合成└── 生物固氮8.1 蛋白质的消化、吸收与降解
8.1.1 消化
胃：胃蛋白酶原在 HCl（pH < 5）作用下自激活为胃蛋白酶，水解蛋白质中芳香族氨基酸（Phe、Tyr、Trp）的氨基侧肽键。产物为多肽。
小肠：
胰蛋白酶：切 Lys、Arg 的羧基侧肽键（碱性氨基酸）。 糜蛋白酶：切 Phe、Tyr、Trp 的羧基侧肽键（芳香族氨基酸）。 弹性蛋白酶：切小的中性氨基酸（Ala、Gly、Val）的羧基侧。 羧肽酶 A：从 C 端切疏水氨基酸。 羧肽酶 B：从 C 端切碱性氨基酸（Lys、Arg）。 氨肽酶（刷状缘）：从 N 端切。
酶原激活的级联：肠激酶激活胰蛋白酶原 → 胰蛋白酶激活糜蛋白酶原、弹性蛋白酶原、羧肽酶原。这是"级联放大"的典型（第二册讲过）。
8.1.2 吸收
氨基酸通过小肠上皮细胞的载体（Na⁺ 依赖的协同转运）吸收，分中性、碱性、酸性、亚氨基酸等专一性载体。 二肽和三肽通过 PepT1 转运体吸收，在胞内被二肽酶水解为氨基酸。 未被吸收的蛋白质进入大肠，被细菌腐败（脱氨基、脱羧基），产生氨、胺、酚、吲哚、硫化氢等有毒物质。这就是"蛋白质吸收不良导致肠源性内毒素血症"的原因。
腐败产物的去向：氨 → 肝尿素循环；胺和酚 → 肝解毒（硫酸结合、葡萄糖醛酸结合）。
8.1.3 蛋白质的降解
三条途径
泛素-蛋白酶体系统（胞内、ATP 依赖、高度选择性）：靶蛋白被泛素标记（E1 激活酶 → E2 结合酶 → E3 连接酶），多聚泛素链标记的蛋白被 26S 蛋白酶体识别并降解为短肽。这是细胞内蛋白质质量控制的主要机制。 2004 年诺贝尔化学奖（Ciechanover、Hershko、Rose）。 泛素化的功能：降解、定位、活性调节、DNA 修复。 溶酶体途径（非选择性）：溶酶体的组织蛋白酶降解胞外蛋白（内吞）和长寿命胞内蛋白（自噬）。 Caspase 途径：凋亡时 caspase 切割特定蛋白。
蛋白质降解速率：不同蛋白质半衰期差异极大（几分钟到几天）。N 端氨基酸决定"半衰期"（N 端法则）：N 端为 Met、Ser、Ala、Thr、Val、Gly、Pro 时稳定；为 Arg、Lys、Phe、Leu、Trp 时不稳定。PEST 序列（富含 Pro、Glu、Ser、Thr）也促进降解。
8.1.4 氮平衡
氮平衡 = 摄入氮 - 排出氮
正氮平衡：摄入 > 排出，见于生长发育、妊娠、恢复期。 负氮平衡：摄入 < 排出，见于饥饿、创伤、感染、肿瘤。 总氮平衡：健康成人。
必需氨基酸（8 种）：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。
蛋白质的互补作用：不同食物混合食用，必需氨基酸互相补充，提高蛋白质的生物学价值。如谷物（缺赖氨酸）+ 豆类（富含赖氨酸）。
8.2 脱氨基作用
定义：氨基酸失去氨基、生成相应的 α-酮酸和氨的过程。是氨基酸分解代谢的第一步。
8.2.1 转氨基作用
反应：氨基酸 + α-酮戊二酸 ⇌ α-酮酸 + 谷氨酸
酶：转氨酶（氨基转移酶），辅酶是磷酸吡哆醛（PLP，B₆）。
机制：PLP 与氨基酸的 α-氨基形成 Schiff 碱，通过"电子槽"稳定碳负离子，把氨基转给 PLP 生成磷酸吡哆胺，再转给 α-酮戊二酸生成谷氨酸。
两种重要的转氨酶
转氨作用的生理意义：
是氨基酸脱氨基的主要方式（通过联合脱氨基）。 是体内合成非必需氨基酸的途径。 是 α-酮酸与氨基酸互相转化的枢纽，连接糖、脂、蛋白质代谢。 临床上用于诊断组织损伤（ALT、AST 是肝功能指标）。
注意：转氨作用只转移氨基，不产生游离氨，所以单靠转氨不能真正脱去氨基。
8.2.2 氧化脱氨基作用
反应：谷氨酸 + NAD(P)⁺ + H₂O → α-酮戊二酸 + NH₃ + NAD(P)H + H⁺
酶：谷氨酸脱氢酶（GLDH），辅酶 NAD⁺（或 NADP⁺），在线粒体基质，需 Zn²⁺ 或 ADP 激活。
调节：GLDH 是别构酶，受 ATP、GTP 抑制，受 ADP、GDP 激活。它把"氨基酸代谢"与"能量状态"联系起来——能量充足时抑制氨基酸分解。
意义：这是唯一能真正释放游离氨的氧化脱氨基反应，也是联合脱氨基的第二步。GLDH 在肝、肾中活性最高。
氨基酸氧化酶：也存在，但活性低，不是主要途径。L-氨基酸氧化酶在肝、肾，产生 H₂O₂（不是直接产氨）。
8.2.3 联合脱氨基作用
定义：转氨基作用与谷氨酸氧化脱氨基作用联合进行，使氨基酸的氨基被脱下、生成游离氨的过程。
过程：
各种氨基酸把氨基转给 α-酮戊二酸，生成谷氨酸（转氨酶，PLP）。 谷氨酸在 GLDH 作用下氧化脱氨，生成 α-酮戊二酸和 NH₃。 α-酮戊二酸回到第一步循环使用。
总结果：氨基酸 → α-酮酸 + NH₃。
意义：这是体内大多数氨基酸脱氨基的主要方式。它巧妙地解决了"谷氨酸以外的氨基酸不能直接氧化脱氨"的问题——通过转氨把氨基集中到谷氨酸上，再统一脱氨。
两种形式
转氨 + GLDH：主要在肝、肾。
嘌呤核苷酸循环：主要在肌肉。因为骨骼肌的 GLDH 活性很低，所以通过另一种方式：
天冬氨酸 + IMP → 腺苷酸代琥珀酸 → 延胡索酸 + AMP（腺苷酸代琥珀酸合成酶、裂解酶）AMP → 次黄嘌呤核苷酸（IMP）+ NH₃（腺苷酸脱氨酶）IMP 再参与循环，延胡索酸进 TCA 生成天冬氨酸。
这个过程不断消耗天冬氨酸、释放氨。肌肉中 60% 的氨通过这条途径产生。
8.2.4 非氧化脱氨基
包括脱水脱氨基（丝氨酸、苏氨酸经脱水酶）、脱硫化氢脱氨基（半胱氨酸）、直接脱氨基（天冬氨酸酶）、还原脱氨基（细菌）等。在人体内不是主要途径。
8.3 氨的转运
氨是有毒物质（高浓度氨影响脑的能量代谢和神经递质）。正常人血氨浓度 < 60 μmol/L。氨必须转化为无毒的形式运输到肝脏处理。
8.3.1 丙氨酸-葡萄糖循环（alanine-glucose cycle）
过程：
肌肉中氨基酸脱氨产生氨，氨与丙酮酸（来自糖酵解）经 ALT 转氨生成丙氨酸。 丙氨酸经血液运到肝脏。 肝脏中丙氨酸经 ALT 转氨生成丙酮酸，氨进入尿素循环。 丙酮酸经糖异生生成葡萄糖，经血液回到肌肉。 葡萄糖在肌肉中再分解为丙酮酸，接受新的氨。
意义：
把肌肉中的氨以无毒形式运到肝脏。 把肝脏的葡萄糖运到肌肉。 实现了"肌肉消耗氨基酸、肝脏合成葡萄糖"的跨器官协作。
8.3.2 谷氨酰胺
反应：谷氨酸 + NH₃ + ATP → 谷氨酰胺 + ADP + Pi（谷氨酰胺合成酶，肝、脑、肌肉）
谷氨酰胺 → 谷氨酸 + NH₃（谷氨酰胺酶，肝、肾）
意义：
谷氨酰胺是氨的无毒运输形式，在脑、肌肉中大量合成，运到肝、肾处理。 谷氨酰胺是肾脏排氨的主要形式：肾脏的谷氨酰胺酶释放 NH₃，NH₃ 与 H⁺ 结合成 NH₄⁺ 排出，同时生成 HCO₃⁻，有助于调节酸碱平衡。 谷氨酰胺是肠道上皮细胞和免疫细胞的重要能源。 临床上用谷氨酰胺治疗高血氨、保护肠道黏膜。
氨的两种运输形式比较
8.4 尿素循环（鸟氨酸循环）
定义：肝脏中，氨与 CO₂ 合成尿素的过程。尿素是氨的最终排泄形式（哺乳动物）。
发现：Krebs 和 Henseleit 于 1932 年提出，是最早被阐明的代谢循环之一。
定位：线粒体（前两步）+ 胞质（后三步）。
8.4.1 五步反应
总反应式
NH₃ + CO₂ + 3 ATP + 2 H₂O + 天冬氨酸 → 尿素 + 4 ADP + AMP + 2 Pi + PPi + 延胡索酸
简化为：2 NH₃ + CO₂ + 3 ATP → 尿素 + H₂O + 3 ADP + 2 Pi + AMP
能量消耗：3 个 ATP（实际是 4 个高能磷酸键，因为 AMP + PPi 相当于 2 个高能键）。
8.4.2 两个氮的来源
第一个氮（氨甲酰磷酸）：来自游离氨（由 GLDH 或谷氨酰胺酶产生）。 第二个氮：来自天冬氨酸（由转氨作用产生）。
所以尿素的两个氮都来自氨基酸，但一个以游离氨形式、一个以天冬氨酸形式进入。
8.4.3 与 TCA 的连接（Krebs 双循环）
精氨酸代琥珀酸裂解产生延胡索酸，进入 TCA 生成苹果酸、草酰乙酸；草酰乙酸经转氨生成天冬氨酸，再回到尿素循环。
因此尿素循环与 TCA 通过延胡索酸和天冬氨酸连接，称为 Krebs 双循环（尿素循环-TCA 循环）。这个连接的意义：尿素循环的速率受 TCA 中间物供应的影响；反之，TCA 活跃时尿素循环也活跃。
8.4.4 调节
CPS-I 的调节：需要 N-乙酰谷氨酸（AGA） 作为必需激活剂。AGA 由乙酰 CoA 和谷氨酸合成（AGA 合酶），精氨酸激活 AGA 合酶。所以精氨酸是尿素循环的正调节信号。 底物供应：蛋白质摄入增加、饥饿（肌肉蛋白分解）时，尿素循环加速。 酶水平的诱导：高蛋白饮食诱导尿素循环酶的表达。 激素：糖皮质激素促进尿素循环酶的合成。
8.4.5 高血氨与肝性脑病
原因：
肝功能严重损伤（肝硬化、肝炎），尿素循环能力下降。 门体分流（门静脉血绕过肝脏直接入体循环）。 尿素循环酶的遗传缺陷（如 OTC 缺乏，是最常见的尿素循环缺陷）。 消化道出血（血液蛋白在肠道被细菌分解产氨）。
后果（肝性脑病）：
氨与 α-酮戊二酸结合生成谷氨酸，消耗 TCA 中间物，抑制 TCA，脑能量供应不足。 氨促进谷氨酰胺合成，消耗 ATP 和谷氨酸。 氨干扰神经递质（增加 GABA、降低谷氨酸），影响神经传导。 氨改变脑内氨基酸比例（支链氨基酸下降、芳香族氨基酸上升），假性神经递质生成。
治疗：
低蛋白饮食。 口服乳果糖（酸化肠道，减少氨吸收，促进氨排泄）。 口服抗生素（新霉素）抑制肠道细菌产氨。 补充精氨酸或鸟氨酸（促进尿素循环）。 苯甲酸钠、苯乙酸钠（与氨结合形成马尿酸、苯乙酰谷氨酰胺排出）。 补充支链氨基酸。
8.5 α-酮酸的去向
氨基酸脱氨后生成的 α-酮酸有三条去路：
合成非必需氨基酸（经转氨作用）。 转变为糖或酮体。 氧化为 CO₂ 和 H₂O，提供能量。
按碳骨架的去向分类
记忆：生酮的只有亮氨酸和赖氨酸（"亮亮"），其余都能生糖。
进入 TCA 的七个入口
这个表是"氨基酸碳架进入 TCA"的核心，简答题常考。
8.6 一碳单位代谢
定义：某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含一个碳原子的基团，包括甲基（—CH₃）、亚甲基（—CH₂—）、次甲基（—CH=）、甲酰基（—CHO）、亚胺甲基（—CH=NH）、羟甲基（—CH₂OH）。
载体：四氢叶酸（THF，FH₄），由叶酸经二氢叶酸还原酶还原生成。THF 的 N⁵ 和 N¹⁰ 位携带一碳单位。
来源
互变关系
N⁵,N¹⁰-亚甲基-THF ⇌ N⁵-甲基-THF（不可逆，需 NADPH） N⁵,N¹⁰-亚甲基-THF ⇌ N¹⁰-甲酰-THF N⁵-亚胺甲基-THF → N⁵,N¹⁰-亚甲基-THF
N⁵-甲基-THF 是"终点"，要释放出来必须经甲硫氨酸合酶（B₁₂ 为辅酶）把甲基转给同型半胱氨酸。这就是"叶酸陷阱"的由来。
生理意义
合成嘌呤：N¹⁰-甲酰-THF 提供 C2 和 C8。 合成胸苷酸（dTMP）：N⁵,N¹⁰-亚甲基-THF 提供甲基。 合成甲硫氨酸：N⁵-甲基-THF 提供甲基（需 B₁₂）。 参与 S-腺苷甲硫氨酸（SAM）循环：SAM 是体内主要的甲基供体，参与 DNA 甲基化、磷脂合成、肌酸合成、肾上腺素合成等。 连接氨基酸代谢与核苷酸代谢：一碳单位是两者之间的桥梁。
临床意义：叶酸和 B₁₂ 缺乏导致巨幼红细胞性贫血（第二册讲过）；孕期叶酸缺乏导致神经管缺陷；同型半胱氨酸升高是心血管疾病的危险因素。
8.7 个别氨基酸的代谢
8.7.1 含硫氨基酸
甲硫氨酸（Met）
活化：Met + ATP → SAM（S-腺苷甲硫氨酸） + PPi + Pi（甲硫氨酸腺苷转移酶）。SAM 是体内最重要的甲基供体。 转甲基：SAM 把甲基转给受体（DNA、RNA、蛋白质、磷脂、肌酸、肾上腺素等），生成 S-腺苷同型半胱氨酸（SAH）。 水解：SAH → 同型半胱氨酸 + 腺苷。 两条去路： 再甲基化：同型半胱氨酸 + N⁵-甲基-THF → Met（甲硫氨酸合酶，B₁₂），这是"甲硫氨酸循环"。 转硫途径：同型半胱氨酸 + 丝氨酸 → 胱硫醚（胱硫醚 β-合成酶，B₆）→ 半胱氨酸 + α-酮丁酸（胱硫醚 γ-裂解酶，B₆）。α-酮丁酸 → 丙酰 CoA → 琥珀酰 CoA。
半胱氨酸（Cys）
半胱氨酸 → 丙酮酸 + H₂S + NH₃（脱硫化氢脱氨基）。 半胱氨酸是谷胱甘肽（GSH） 的组成成分（γ-谷氨酰-半胱氨酰-甘氨酸）。 半胱氨酸是牛磺酸的前体（氧化脱羧），牛磺酸参与胆汁酸结合。 半胱氨酸的巯基是许多酶的必需基团。
同型半胱氨酸血症：胱硫醚 β-合成酶缺乏（最常见的遗传性氨基酸代谢病）导致同型半胱氨酸升高，引起智力障碍、骨骼异常、血栓形成、早发动脉粥样硬化。治疗：低甲硫氨酸饮食、补充 B₆、B₁₂、叶酸。
8.7.2 芳香族氨基酸
苯丙氨酸（Phe）→ 酪氨酸（Tyr）
反应：Phe + O₂ + 四氢生物蝶呤 → Tyr + H₂O + 二氢生物蝶呤（苯丙氨酸羟化酶，辅因子是四氢生物蝶呤 BH₄）
这是不可逆反应。苯丙氨酸羟化酶缺乏导致苯丙酮尿症（PKU）。
PKU（苯丙酮尿症）
病因：苯丙氨酸羟化酶基因突变（常染色体隐性）。 后果：Phe 堆积，经转氨生成苯丙酮酸、苯乙酸、苯乳酸，从尿中排出（尿有鼠臭味）；Phe 竞争性抑制其他氨基酸进入脑，导致智力发育障碍、癫痫、皮肤色素浅。 治疗：低苯丙氨酸饮食（特殊配方奶粉）、补充 BH₄（部分患者）。 新生儿筛查的重要项目。
酪氨酸的代谢
帕金森病的治疗：补充 L-DOPA（左旋多巴），因为多巴胺不能透过血脑屏障，而 L-DOPA 可以。
儿茶酚胺的合成：酪氨酸 →（酪氨酸羟化酶，BH₄）L-DOPA →（多巴脱羧酶，PLP）多巴胺 →（多巴胺 β-羟化酶，维生素 C）去甲肾上腺素 →（PNMT，SAM）肾上腺素。
注意：这条途径用到 BH₄、PLP、维生素 C、SAM 四种辅因子，是"维生素与代谢"综合题的好素材。
8.7.3 支链氨基酸
成员：亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸。
代谢：主要在骨骼肌（不是肝脏）中分解。
转氨：支链氨基酸 + α-酮戊二酸 → 支链 α-酮酸 + 谷氨酸（支链氨基酸转氨酶，PLP）。 氧化脱羧：支链 α-酮酸 + CoA + NAD⁺ → 支链脂酰 CoA + CO₂ + NADH（支链 α-酮酸脱氢酶复合体，与 PDH 相似，需 TPP、硫辛酸、CoA、FAD、NAD⁺）。 进一步分解，亮氨酸 → 乙酰 CoA + 乙酰乙酸（生酮）；异亮氨酸 → 乙酰 CoA + 琥珀酰 CoA（生糖兼生酮）；缬氨酸 → 琥珀酰 CoA（生糖）。
枫糖尿症（maple syrup urine disease）：支链 α-酮酸脱氢酶复合体缺乏，支链氨基酸和支链 α-酮酸堆积，尿有枫糖浆气味，导致神经系统损害。治疗：限制支链氨基酸摄入。
临床意义：肝硬化时支链氨基酸/芳香族氨基酸比值下降（BCAA/AAA < 1），是肝性脑病的机制之一。补充支链氨基酸可改善。
8.7.4 其他氨基酸
组氨酸：脱羧生成组胺（过敏反应、胃酸分泌）；分解生成谷氨酸 + 一碳单位。 色氨酸：生成5-羟色胺（血清素）（羟化酶 + 脱羧酶）、褪黑素（松果体）、烟酸（60 mg 色氨酸 ≈ 1 mg 烟酸）；分解生成丙酮酸 + 乙酰乙酸。 甘氨酸：合成嘌呤、谷胱甘肽、血红素、肌酸、结合胆汁酸；分解生成丝氨酸。 丝氨酸：一碳单位的主要来源；合成磷脂酰丝氨酸、鞘脂；分解生成丙酮酸。 谷氨酰胺：氨的运输、嘌呤/嘧啶合成、肾脏排氨。 精氨酸：尿素循环、合成一氧化氮（NO，由 NOS 催化）、肌酸、多胺；是条件必需氨基酸。 赖氨酸：生酮氨基酸；合成肉碱。 天冬氨酸：尿素循环、嘌呤/嘧啶合成、转氨。
8.7.5 氨基酸的合成与生物固氮
氨基酸的合成：植物和微生物能合成全部 20 种氨基酸；人体只能合成非必需氨基酸（通过转氨作用从 α-酮酸生成）。
碳骨架来源：
α-酮戊二酸 → 谷氨酸 → 谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸 草酰乙酸 → 天冬氨酸 → 天冬酰胺、赖氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸 丙酮酸 → 丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸 磷酸烯醇式丙酮酸 + 赤藓糖-4-磷酸 → 芳香族氨基酸 核糖-5-磷酸 → 组氨酸 3-磷酸甘油酸 → 丝氨酸、甘氨酸、半胱氨酸
生物固氮
反应：N₂ + 8H⁺ + 8e⁻ + 16ATP → 2NH₃ + H₂ + 16ADP + 16Pi
酶：固氮酶（nitrogenase），由铁蛋白（Fe protein，提供电子）和钼铁蛋白（MoFe protein，含 Fe-Mo 辅因子，催化位点）组成。
特点：
只能在无氧条件下工作（固氮酶对 O₂ 极其敏感）。 消耗大量 ATP（每固定 1 分子 N₂ 消耗 16 ATP）。 需要还原力（铁氧还蛋白、黄素氧还蛋白）。 固氮生物：根瘤菌（与豆科植物共生）、自生固氮菌（固氮螺菌）、蓝藻。
意义：生物固氮是自然界氮循环的关键环节，为植物提供可吸收的氨。工业固氮（哈伯法）消耗全球约 1% 的能源，生物固氮的效率更高，是农业生物技术的研究热点。
8.8 本章高频考点与易错点
判断题陷阱
"转氨作用能产生游离氨"——错，只转移氨基，不产生游离氨。 "谷氨酸脱氢酶是唯一能产生游离氨的酶"——不严谨，还有谷氨酰胺酶、腺苷酸脱氨酶等，但 GLDH 是主要的氧化脱氨酶。 "尿素循环全程在线粒体进行"——错，前两步在线粒体，后三步在胞质。 "尿素循环消耗 3 个 ATP"——正确，但实际是 4 个高能磷酸键。 "尿素的两个氮都来自游离氨"——错，一个来自游离氨，一个来自天冬氨酸。 "CPS-I 需要 N-乙酰谷氨酸激活"——正确。 "尿素循环的限速酶是精氨酸酶"——错，是 CPS-I。 "生酮氨基酸有亮氨酸、赖氨酸、异亮氨酸"——错，异亮氨酸是生糖兼生酮。 "一碳单位的载体是 SAM"——错，是 THF；SAM 是甲基供体。 "N⁵-甲基-THF 可以直接参与胸苷酸合成"——错，胸苷酸合成用的是 N⁵,N¹⁰-亚甲基-THF。 "苯丙酮尿症是酪氨酸代谢障碍"——不准确，是苯丙氨酸羟化酶缺乏，Phe 不能转为 Tyr。 "白化病是缺少黑色素细胞"——错，是酪氨酸酶缺乏，黑色素细胞存在但不能合成黑色素。 "支链氨基酸主要在肝脏分解"——错，主要在骨骼肌。 "谷氨酰胺是氨的运输形式"——正确。 "丙氨酸-葡萄糖循环把氨从肝脏运到肌肉"——错，是从肌肉运到肝脏。 "同型半胱氨酸升高与心血管疾病无关"——错，是独立危险因素。
简答题高频
体内氨的来源和去路。 联合脱氨基作用的过程及意义。 尿素循环的过程、能量消耗及调节。 高血氨导致肝性脑病的机制。 一碳单位的来源、互变及生理意义。 丙氨酸-葡萄糖循环的意义。 生糖氨基酸与生酮氨基酸的分类。 苯丙酮尿症的生化机制。 氨基酸脱氨后 α-酮酸的去向。 谷氨酰胺的生理功能。
论述题方向
从氨基酸的脱氨基到尿素的生成，说明氨的代谢全过程。 一碳单位代谢与叶酸、B₁₂ 缺乏的关系。 氨基酸代谢与糖、脂代谢的联系（生糖、生酮）。 芳香族氨基酸代谢异常与疾病。 肝性脑病的生化机制与治疗策略。
第 9 章 核苷酸代谢
本章知识骨架
核苷酸代谢├── 核酸的降解│ ├── 核酸酶（内切酶、外切酶）│ ├── 限制性内切酶│ └── 核苷酸酶、核苷磷酸化酶├── 嘌呤的分解│ ├── 嘌呤 → 次黄嘌呤 → 黄嘌呤 → 尿酸│ ├── 尿酸氧化酶（人缺乏）│ └── 痛风├── 嘧啶的分解│ ├── 胞嘧啶 → 尿嘧啶 → β-丙氨酸│ └── 胸腺嘧啶 → β-氨基异丁酸├── 嘌呤的合成（从头）│ ├── PRPP + 11 步 → IMP│ ├── IMP → AMP / GMP│ ├── 反馈调节│ └── 能量消耗├── 嘌呤的补救合成│ ├── HGPRT、APRT│ └── Lesch-Nyhan 综合征├── 嘧啶的合成（从头）│ ├── 氨甲酰磷酸（CPS-II）→ 乳清酸 → UMP│ ├── UMP → CTP、dTMP│ └── 反馈调节├── 脱氧核苷酸的生成│ ├── 核糖核苷酸还原酶（NDP → dNDP）│ ├── 硫氧还蛋白│ └── dTMP 的生成（胸苷酸合酶）└── 抗代谢物 ├── 嘌呤类似物（6-MP、硫唑嘌呤） ├── 嘧啶类似物（5-FU、阿糖胞苷） ├── 叶酸类似物（MTX） └── 别嘌醇9.1 核酸的降解
核酸酶（nuclease）：水解核酸中磷酸二酯键的酶。
内切酶：在链内部切割。 外切酶：从 5' 或 3' 端逐个切下核苷酸。 DNase / RNase：分别作用于 DNA / RNA。 限制性内切酶：识别特定序列，是基因工程的工具（第一册讲过）。
降解过程：
核酸 →（核酸酶）寡核苷酸 →（磷酸二酯酶）核苷酸 →（核苷酸酶）核苷 + Pi →（核苷磷酸化酶）碱基 + 1-磷酸核糖
碱基的去向：嘌呤和嘧啶分别进入各自的分解途径，最终排出；1-磷酸核糖进入 PPP。
9.2 嘌呤的分解
途径（人体）
AMP → 次黄苷 → 次黄嘌呤 → 黄嘌呤 → 尿酸GMP → 鸟苷 → 鸟嘌呤 → 黄嘌呤 → 尿酸
关键酶：黄嘌呤氧化酶（含 FAD、Fe-S、Mo），把次黄嘌呤氧化为黄嘌呤，再氧化为尿酸。需 O₂，产生 H₂O₂。
尿酸的去向：人的尿酸不能被进一步分解（因为缺乏尿酸氧化酶/尿酸酶，把尿酸氧化为尿囊素），随尿排出。这是人类与多数哺乳动物的差异——其他哺乳动物有尿酸酶，能把尿酸分解为尿囊素（水溶性更好）。
尿酸过高的后果
痛风（gout）：尿酸盐结晶沉积在关节（尤其是第一跖趾关节）、肾脏，引起剧烈疼痛、炎症。 尿酸性肾结石。 痛风石：皮下尿酸盐沉积。
高尿酸的原因
尿酸生成过多：高嘌呤饮食（动物内脏、海鲜、啤酒）、细胞大量破坏（化疗、溶血）、HGPRT 缺乏（Lesch-Nyhan）、PRPP 合成酶活性过高。 尿酸排泄减少：肾功能不全、利尿剂、酒精（乳酸竞争排泄）。
治疗
别嘌醇（allopurinol）：次黄嘌呤的类似物，抑制黄嘌呤氧化酶，减少尿酸生成（但会使次黄嘌呤和黄嘌呤增多，黄嘌呤溶解度更低，需注意）。 非布司他：选择性黄嘌呤氧化酶抑制剂。 促尿酸排泄药：丙磺舒、苯溴马隆。 尿酸酶：重组尿酸酶用于难治性痛风。 饮食控制、多饮水、碱化尿液。
嘧啶的分解
胞嘧啶 → 尿嘧啶 →（还原、水解）β-丙氨酸 + NH₃ + CO₂。 胸腺嘧啶 →（还原、水解）β-氨基异丁酸 + NH₃ + CO₂。
β-丙氨酸是泛酸的组成成分（第二册讲过）；β-氨基异丁酸随尿排出，其排出量可反映 DNA 的周转率（放疗、化疗后升高）。
与嘌呤分解的对比：嘌呤分解产生尿酸（难溶，易结石）；嘧啶分解产生小分子水溶性产物（易排出）。所以嘧啶代谢病比嘌呤代谢病少见。
9.3 嘌呤的从头合成
部位：肝（主要）、小肠黏膜、骨髓、脾。胞质。
原料：PRPP（磷酸核糖焦磷酸）、氨基酸（甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺）、CO₂、一碳单位（N¹⁰-甲酰-THF）。
嘌呤环的元素来源（常考）
记忆口诀："甘氨酸提供 C4、C5、N7；天冬氨酸提供 N1；谷氨酰胺提供 N3、N9；CO₂ 提供 C6；一碳单位提供 C2、C8。"
合成过程（11 步，从 PRPP 开始）
PRPP 生成：核糖-5-磷酸 + ATP → PRPP + AMP（PRPP 合成酶）。PRPP 是嘌呤和嘧啶合成的共同前体。 PRPP + 谷氨酰胺 → 5-磷酸核糖胺（PRA）（PRPP 酰胺转移酶，限速酶，受 AMP、GMP、IMP 反馈抑制）。这一步是嘌呤合成的关键步骤。 逐步加上甘氨酸、一碳单位、谷氨酰胺、CO₂、天冬氨酸，形成 IMP（次黄嘌呤核苷酸）。这是第一个完整的嘌呤核苷酸。 IMP → AMP：IMP + 天冬氨酸 + GTP → 腺苷酸代琥珀酸 → AMP + 延胡索酸（腺苷酸代琥珀酸合成酶、裂解酶）。 IMP → GMP：IMP + NAD⁺ + H₂O → 黄嘌呤核苷酸（XMP）+ NADH；XMP + 谷氨酰胺 + ATP → GMP + AMP + PPi。
能量消耗：合成 1 分子 IMP 消耗约 6 ATP（不同教材统计略有差异，从 PRPP 到 IMP 约消耗 5—6 个高能键）。
调节
PRPP 酰胺转移酶：受 AMP、GMP、IMP 反馈抑制（终产物反馈）。 PRPP 合成酶：受 AMP、GMP、IMP 抑制。 分支点的调节：AMP 抑制 IMP → AMP 的步骤，GMP 抑制 IMP → GMP 的步骤，避免某一种过多。 PRPP 的供应：PRPP 充足时嘌呤合成加速。
9.4 嘌呤的补救合成
定义：利用游离的嘌呤碱或嘌呤核苷，经简单的反应重新合成核苷酸的过程。与从头合成相比，节省能量。
两条途径
HGPRT（次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶）： 次黄嘌呤 + PRPP → IMP + PPi 鸟嘌呤 + PRPP → GMP + PPi APRT（腺嘌呤磷酸核糖转移酶）： 腺嘌呤 + PRPP → AMP + PPi 核苷激酶：腺苷 + ATP → AMP + ADP；脱氧胞苷激酶等。
生理意义：
节省能量（从头合成耗能大）。 回收利用核酸降解产生的嘌呤碱，避免浪费。 脑和骨髓主要依赖补救合成（从头合成能力低）。
Lesch-Nyhan 综合征
病因：HGPRT 基因突变（X 连锁隐性遗传），HGPRT 活性几乎为零。 后果：次黄嘌呤和鸟嘌呤不能回收，PRPP 堆积，PRPP 酰胺转移酶活性升高（失去反馈抑制），嘌呤从头合成加速，尿酸大量生成 → 高尿酸血症、痛风、肾结石。 神经系统症状：自残行为（咬手指、咬嘴唇）、智力障碍、舞蹈样动作、痉挛性瘫痪。 这是"补救途径缺陷导致从头合成失控"的经典例子。
9.5 嘧啶的从头合成
部位：胞质（哺乳动物）；细菌中在不同部位。
原料：谷氨酰胺、CO₂、天冬氨酸、PRPP。
嘧啶环的元素来源
与嘌呤的差异（重要）：嘌呤是先合成碱基环、再加到 PRPP 上；嘧啶是先合成嘧啶环（乳清酸）、再加到 PRPP 上，形成第一个核苷酸 UMP。
合成过程
氨甲酰磷酸的生成：谷氨酰胺 + CO₂ + 2 ATP → 氨甲酰磷酸 + 谷氨酸 + 2 ADP + Pi（氨甲酰磷酸合成酶 II，CPS-II，胞质，用谷氨酰胺为氮源）。 注意区分：CPS-I 在线粒体，用游离氨，是尿素循环的酶；CPS-II 在胞质，用谷氨酰胺，是嘧啶合成的酶。这是最常考的一对易混酶。 乳清酸的生成：氨甲酰磷酸 + 天冬氨酸 → 氨甲酰天冬氨酸 → 二氢乳清酸 → 乳清酸（二氢乳清酸酶、二氢乳清酸脱氢酶）。 UMP 的生成：乳清酸 + PRPP → 乳清酸核苷酸（OMP）→ UMP（乳清酸磷酸核糖转移酶、OMP 脱羧酶）。 UMP → CTP：UMP → UDP → UTP → CTP（CTP 合成酶，谷氨酰胺提供氮，消耗 ATP）。 UMP → dTMP：UMP → dUMP → dTMP（胸苷酸合酶，N⁵,N¹⁰-亚甲基-THF 提供甲基）。
调节
CPS-II 受 UTP 抑制、受 PRPP 激活。 天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCase，细菌）受 CTP 反馈抑制、受 ATP 激活（这是别构调节的经典模型，第二册讲过）。 乳清酸磷酸核糖转移酶受 UMP、CMP 抑制。
乳清酸尿症：UMP 合成酶（乳清酸磷酸核糖转移酶 + OMP 脱羧酶双功能酶）缺乏，乳清酸堆积，随尿排出，导致巨幼红细胞性贫血、生长发育迟缓。治疗：补充尿苷。
9.6 脱氧核苷酸的生成
问题：DNA 合成需要 dNTP，但核苷酸合成的前体是核糖核苷酸。脱氧在什么水平发生？
答案：在二磷酸核苷（NDP） 水平上还原，生成 dNDP，再磷酸化为 dNTP。
反应：NDP + NADPH + H⁺ → dNDP + NADP⁺ + H₂O（核糖核苷酸还原酶）
核糖核苷酸还原酶（ribonucleotide reductase, RNR）
催化机制：通过自由基机制，把 C2' 位的 —OH 替换为 —H。需要酪氨酰自由基（由 Fe³⁺ 和 O₂ 生成）或腺苷钴胺素（B₁₂）参与。 还原力来源：NADPH → 谷胱甘肽 → 谷氧还蛋白 → 核糖核苷酸还原酶；或 NADPH → 硫氧还蛋白还原酶 → 硫氧还蛋白 → RNR。 调节（重要）： 活性位点调节：ATP 激活、dATP 抑制（整体活性）。 底物特异性调节：ATP 促进 CDP、UDP 还原；dTTP 促进 GDP 还原、抑制 UDP 还原；dGTP 促进 ADP 还原。这保证四种 dNTP 的比例平衡。 这是"别构调节保证产物比例"的经典例子。
dTMP 的生成
dUMP + N⁵,N¹⁰-亚甲基-THF → dTMP + 二氢叶酸（胸苷酸合酶，thymidylate synthase）
二氢叶酸再由二氢叶酸还原酶（DHFR）还原为 THF。
这是抗癌药的两个重要靶点：
5-氟尿嘧啶（5-FU）：代谢为 F-dUMP，与胸苷酸合酶共价结合，抑制 dTMP 合成。 甲氨蝶呤（MTX）：抑制 DHFR，使 THF 不能再生，间接抑制 dTMP 合成。
dUMP 的来源：dUDP → dUMP（脱磷酸）；或 dCMP → dUMP（脱氨）。
9.7 抗代谢物
定义：与正常代谢物结构相似、能竞争性抑制酶或掺入核酸、干扰核苷酸合成的化合物。主要用于抗癌、抗病毒、免疫抑制。
抗代谢物的设计原理：① 竞争性抑制关键酶；② 作为"假底物"掺入核酸，导致链终止或错误配对；③ 抑制辅因子的再生。
9.8 本章高频考点与易错点
判断题陷阱
"嘌呤分解的终产物是尿素"——错，是尿酸（人）。 "人能把尿酸分解为尿囊素"——错，人缺乏尿酸氧化酶。 "嘧啶分解产生尿酸"——错，产生 β-丙氨酸和 β-氨基异丁酸。 "嘌呤合成先形成碱基再加 PRPP"——错，是先形成 PRPP 的骨架、逐步加上原子；嘧啶才是先形成环。 "嘌呤合成的限速酶是 PRPP 合成酶"——不准确，是 PRPP 酰胺转移酶。 "CPS-I 和 CPS-II 是同一种酶"——错，CPS-I 在线粒体、用氨、参与尿素循环；CPS-II 在胞质、用谷氨酰胺、参与嘧啶合成。 "脱氧在核苷三磷酸水平发生"——错，在二磷酸（NDP）水平。 "核糖核苷酸还原酶的还原力来自 NADH"——错，来自 NADPH（经硫氧还蛋白或谷氧还蛋白）。 "5-FU 抑制二氢叶酸还原酶"——错，抑制胸苷酸合酶；MTX 才抑制 DHFR。 "别嘌醇抑制黄嘌呤氧化酶，可用于治疗痛风"——正确。 "Lesch-Nyhan 综合征是 APRT 缺乏"——错，是 HGPRT 缺乏。 "嘌呤补救合成比从头合成耗能多"——错，耗能少。 "dTMP 的甲基来自 SAM"——错，来自 N⁵,N¹⁰-亚甲基-THF。 "抗代谢物都是酶的抑制剂"——不全面，有些是掺入核酸的假底物。
简答题高频
嘌呤核苷酸从头合成和补救合成的比较。 嘧啶核苷酸从头合成的过程。 核糖核苷酸还原酶的调节。 抗代谢物的类型及作用机制。 痛风的发生机制及治疗。 为什么 Lesch-Nyhan 综合征会导致高尿酸血症？ dTMP 的生成及叶酸、B₁₂ 的关系。 嘌呤环和嘧啶环的元素来源。
论述题方向
核苷酸代谢与核酸合成的关系。 抗肿瘤药物设计的生化基础（以抗代谢物为例）。 痛风与高尿酸血症的生化机制及药物靶点。 一碳单位代谢与核苷酸合成的联系。
7.9 专题：三条脂蛋白代谢途径的分子细节
教材讲血浆脂蛋白时通常只给一张表，但论述题一旦问"说明血脂的运输与清除"，就需要把三条途径的分子步骤说清楚。
7.9.1 外源性途径（CM 的代谢）
组装：小肠上皮细胞把重新酯化的甘油三酯、胆固醇酯、磷脂与 ApoB-48 组装成新生 CM。ApoB-48 是小肠特有的，由 APOB 基因的 mRNA 编辑产生（C→U 编辑引入终止密码子，只翻译出 48% 的肽链）。 入血：新生 CM 经淋巴管（中央乳糜管）→ 胸导管 → 左锁骨下静脉 → 血液循环。 成熟：新生 CM 从 HDL 获得 ApoC-II 和 ApoE，成为成熟 CM。ApoC-II 是 LPL 的激活剂，ApoE 是受体识别的配体。 水解：成熟 CM 流经脂肪组织、肌肉的毛细血管，内皮表面的 LPL 被 ApoC-II 激活，水解 CM 中的甘油三酯，释放游离脂肪酸。脂肪酸进入脂肪细胞酯化储存，或进入肌肉细胞氧化。 残粒形成：CM 失去大部分甘油三酯后变小，ApoC-II 还给 HDL，成为 CM 残粒（含胆固醇酯、ApoB-48、ApoE）。 清除：CM 残粒经 ApoE 被肝脏的 LDL 受体相关蛋白（LRP）或 LDL 受体识别，内吞入肝，胆固醇用于合成膜、胆汁酸或排出。
临床意义：
LPL 缺乏或 ApoC-II 缺乏 → I 型高脂蛋白血症，CM 不能清除，血浆呈奶油状（乳糜血），反复胰腺炎。 ApoE 的 E2 异构体与 LRP 结合能力差 → III 型高脂蛋白血症（家族性异常 β 脂蛋白血症），残粒堆积。
7.9.2 内源性途径（VLDL → IDL → LDL）
组装：肝脏把内源性甘油三酯、胆固醇酯与 ApoB-100 组装成 VLDL。ApoB-100 是肝脏特有的（同一个基因，不编辑）。 成熟：VLDL 从 HDL 获得 ApoC-II 和 ApoE。 水解：LPL 水解 VLDL 的甘油三酯，VLDL 逐渐变小、变密。 IDL 形成：失去约 50% 甘油三酯后成为 IDL（中间密度脂蛋白）。IDL 有两条去路：约一半经 ApoE 被肝摄取；另一半继续被肝脂酶（HL）水解，失去 ApoE，只剩 ApoB-100，成为 LDL。 LDL 的清除：LDL 经 LDL 受体（识别 ApoB-100）被肝（约 70%）和外周组织（约 30%）摄取。进入细胞后，LDL 在溶酶体中被水解，胆固醇释放，抑制 HMG-CoA 还原酶（减少合成）、激活 ACAT（促进酯化储存）、抑制 LDL 受体表达（减少摄取）。
LDL 受体与家族性高胆固醇血症：LDL 受体基因突变（超过 1000 种），受体不能合成、不能结合 LDL、不能内吞或不能回收。血浆 LDL 极度升高，早发冠心病。杂合子（1/500）LDL 约为正常人的 2 倍，纯合子（1/1000000）可达 6—10 倍，20 岁前即可发生心梗。
ox-LDL 与动脉粥样硬化：LDL 进入内膜下被氧化修饰（脂质过氧化、ApoB 被降解），ox-LDL 不被 LDL 受体识别，而被巨噬细胞的清道夫受体（SR-A、CD36）识别。清道夫受体不受胆固醇负反馈调节，所以巨噬细胞无限制地吞噬 ox-LDL，形成泡沫细胞。这是动脉粥样硬化的起点。
7.9.3 胆固醇逆向转运（RCT）
这是 HDL 的核心功能，也是"HDL 是好胆固醇"的依据。
新生 HDL：肝脏和小肠分泌贫脂的 ApoA-I，形成盘状的新生 HDL。 胆固醇流出：外周细胞的游离胆固醇经 ABCA1（ATP 结合盒转运体 A1）转运到 ApoA-I 上，形成 pre-β HDL。这是 RCT 的限速步骤。 酯化：HDL 表面的 LCAT（由 ApoA-I 激活）把卵磷脂的 2 位脂酰基转到胆固醇上，生成胆固醇酯。胆固醇酯是疏水的，进入 HDL 核心，HDL 从盘状变为球状。 成熟 HDL：HDL₃ 不断摄取胆固醇、酯化，体积增大成为 HDL₂。 肝脏摄取：HDL₂ 经 SR-B1（清道夫受体 B1）与肝细胞结合，选择性地把胆固醇酯转运入肝，HDL 本身不内吞（"选择性摄取"）。 排泄：肝内的胆固醇转化为胆汁酸或直接排入胆汁，随粪便排出。
CETP 的作用：胆固醇酯转运蛋白把 HDL 的胆固醇酯与 VLDL/LDL 的甘油三酯交换。CETP 活性高时，HDL 的胆固醇被"换"到 LDL 上，HDL 变小、LDL 变大，不利于 RCT。CETP 抑制剂曾被开发为升 HDL 的药物，但临床试验失败（提高 HDL 水平并未降低心血管事件），这提示"HDL 的功能比数量更重要"。
ABCA1 缺陷：Tangier 病，HDL 几乎为零，胆固醇在网状内皮系统堆积（扁桃体橙黄色肿大、肝脾大、周围神经病变）。
7.10 专题：脂代谢的激素调节与营养状态切换
7.10.1 胰岛素与胰高血糖素的对立
核心机制：丙二酰 CoA 是"开关"。饱食时，胰岛素激活 ACC，丙二酰 CoA 升高，抑制 CPT1，脂肪酸不能进入线粒体氧化，只能用于合成。饥饿时，胰高血糖素抑制 ACC，丙二酰 CoA 下降，CPT1 解除抑制，脂肪酸大量进入线粒体氧化，产生乙酰 CoA，进而生成酮体。
这个机制解释了一个看似矛盾的现象：为什么脂肪酸合成和氧化不能在同一个细胞里同时高速进行？因为它们在空间上被线粒体内膜隔开，在调控上被丙二酰 CoA 一个分子锁死。这是"代谢途径互斥"的经典例子。
7.10.2 三种营养状态的脂代谢
饱食状态：血糖升高 → 胰岛素升高 → 脂肪组织 LPL 活性升高，摄取血中脂肪酸 → 甘油三酯合成增加；肝内脂肪酸合成增加，VLDL 分泌增加。多余的糖转变为脂肪。
空腹状态：血糖下降 → 胰高血糖素升高 → 脂肪动员 → 游离脂肪酸升高 → 肝摄取脂肪酸 → β-氧化增强 → 乙酰 CoA 增多 → 部分进 TCA，部分生成酮体。
长期饥饿：脂肪动员持续，酮体成为脑的主要燃料（第三册讲过）。脂肪储备耗尽后，蛋白质分解加速，最终导致器官功能衰竭。
7.10.3 酒精对脂代谢的影响
乙醇代谢产生大量 NADH，改变细胞的氧化还原状态：
脂肪酸氧化受抑制：NADH/NAD⁺ 比值升高，β-羟脂酰 CoA 脱氢酶受抑制，β-氧化减慢。 脂肪酸合成增加：NADH 提供还原力，柠檬酸增多激活 ACC。 酮体生成增加：乙酰 CoA 增多但 TCA 受阻。 乳酸酸中毒：丙酮酸转为乳酸，糖异生受抑制，导致低血糖。 结果：酒精性脂肪肝（甘油三酯在肝内堆积）、高脂血症、低血糖、乳酸酸中毒。
这条链路是"代谢紊乱综合分析题"的好素材，因为它同时涉及糖、脂、能量三个方面。
8.9 专题：氨基酸代谢病的临床谱
870 不直接考临床，但"代谢缺陷导致疾病"是论述题的常用框架。以下六种病必须知道"缺什么酶、堆积什么、表现什么"。
8.9.1 苯丙酮尿症（PKU）
缺陷：苯丙氨酸羟化酶（或 BH₄ 合成/再生缺陷）。 堆积：苯丙氨酸 → 苯丙酮酸、苯乙酸、苯乳酸（尿有鼠臭味）。 表现：智力障碍、癫痫、皮肤和毛发色浅（酪氨酸不足，黑色素合成减少）、湿疹。 机制：高浓度苯丙氨酸竞争性抑制其他大型中性氨基酸进入脑（竞争 LAT1 转运体），导致脑内氨基酸失衡、蛋白质合成受阻、髓鞘形成障碍。 治疗：低苯丙氨酸饮食（特殊配方食品）、补充 BH₄（部分患者）、酪氨酸补充。 筛查：新生儿足跟血筛查，出生后 2—3 天采血，是预防智力障碍的关键。
8.9.2 枫糖尿症（MSUD）
缺陷：支链 α-酮酸脱氢酶复合体。 堆积：亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸及其 α-酮酸。 表现：尿有枫糖浆气味、喂养困难、嗜睡、抽搐、昏迷，新生儿期可致死。 机制：支链氨基酸（尤其是亮氨酸）在脑内堆积，干扰神经递质合成和能量代谢，引起脑水肿。 治疗：限制支链氨基酸摄入（特殊配方）、急性期血液透析。
8.9.3 同型半胱氨酸尿症
缺陷：胱硫醚 β-合成酶（最常见）或甲硫氨酸合酶、MTHFR。 堆积：同型半胱氨酸。 表现：智力障碍、癫痫、骨骼异常（马凡样体型）、晶状体脱位、血栓形成、早发动脉粥样硬化。 机制：同型半胱氨酸损伤血管内皮、促进氧化应激和血栓形成。 治疗：低甲硫氨酸饮食、补充 B₆（部分患者有效）、B₁₂、叶酸、甜菜碱。
8.9.4 白化病
缺陷：酪氨酸酶（含 Cu²⁺）。 堆积：无（底物不能转化）。 表现：皮肤、毛发、虹膜色素缺失，畏光、眼球震颤，易晒伤、易患皮肤癌。 注意区分：白化病（酪氨酸酶缺乏）与白癜风（黑色素细胞被破坏）不同。
8.9.5 尿黑酸尿症
缺陷：尿黑酸氧化酶（双加氧酶）。 堆积：尿黑酸。 表现：尿液放置后变黑；成年后出现褐黄病（软骨、皮肤色素沉积）、关节炎。 意义：这是"芳香环开环需要双加氧酶"的经典例证。
8.9.6 尿素循环缺陷
缺陷：OTC（最常见，X 连锁）、CPS-I、ASS、ASL、精氨酸酶。 堆积：血氨升高（尤其是餐后、感染、手术后）。 表现：新生儿期喂养困难、呕吐、嗜睡、抽搐、昏迷；成人期可能表现为反复高血氨、厌恶蛋白质。 治疗：低蛋白饮食、补充瓜氨酸或精氨酸、苯甲酸钠/苯乙酸钠排氨、透析。 产前诊断：羊水细胞酶学分析、基因检测。
8.9.7 氨基酸代谢的临床检测指标
9.9 专题：核苷酸代谢与药物设计
核苷酸代谢是"最容易出成前沿题"的一章，因为抗肿瘤、抗病毒、免疫抑制的药物大量作用在这条通路上。这一节把药物和酶对应起来。
9.9.1 为什么核苷酸代谢是好靶点
三个理由：
增殖细胞对核苷酸需求高：肿瘤细胞、病毒感染的细胞、活化的淋巴细胞都在快速合成 DNA，对 dNTP 的供应高度依赖。抑制核苷酸合成优先杀死这些细胞（"选择性毒性"的化疗原理）。 补救途径与从头合成的差异：某些病原体（如疟原虫、细菌）缺乏补救途径，只能靠从头合成，所以针对从头合成的药物对它们更有效。 酶的差异：病毒的胸苷激酶、DNA 聚合酶与宿主的不同，可以设计选择性抑制剂（阿昔洛韦）。
9.9.2 五类靶点与代表药物
靶点一：二氢叶酸还原酶（DHFR）
甲氨蝶呤（MTX）：叶酸类似物，抑制 DHFR，使 THF 不能再生，阻断 dTMP 和嘌呤合成。用于白血病、淋巴瘤、类风湿关节炎、异位妊娠。 甲氧苄啶（TMP）：选择性抑制细菌 DHFR（对细菌的亲和力比人高 5 万倍），与磺胺甲噁唑联用（复方新诺明），双重阻断细菌叶酸合成。 乙胺嘧啶：抑制疟原虫 DHFR。
靶点二：胸苷酸合酶（TS）
5-氟尿嘧啶（5-FU）：经代谢为 F-dUMP，与 TS 和 THF 形成三元共价复合物，抑制 dTMP 合成。用于结直肠癌、胃癌、乳腺癌。 卡培他滨、替吉奥：5-FU 的口服前药，在肿瘤组织中选择性活化。
靶点三：嘌呤合成
6-巯基嘌呤（6-MP）：抑制 PRPP 酰胺转移酶，也掺入 DNA。用于急性淋巴细胞白血病。 硫唑嘌呤：6-MP 的前药，用于器官移植抗排斥、自身免疫病。 霉酚酸（MMF）：抑制 IMP 脱氢酶，阻断鸟嘌呤合成，选择性抑制淋巴细胞（淋巴细胞依赖从头合成，其他细胞可用补救途径）。用于移植抗排斥。
靶点四：核苷酸还原酶（RNR）
羟基脲：抑制 RNR，阻断 NDP → dNDP。用于慢性粒细胞白血病、真性红细胞增多症；也用于诱导胎儿血红蛋白（治疗镰状细胞贫血）。
靶点五：DNA 聚合酶 / 掺入 DNA
阿糖胞苷（Ara-C）：胞苷类似物，掺入 DNA 导致链终止。用于急性髓系白血病。 吉西他滨：用于胰腺癌、非小细胞肺癌。 阿昔洛韦：鸟苷类似物，被病毒胸苷激酶磷酸化（宿主细胞不磷酸化，所以选择性高），抑制病毒 DNA 聚合酶。用于疱疹病毒。 齐多夫定（AZT）、拉米夫定：抑制 HIV 逆转录酶。
靶点六：嘌呤分解
别嘌醇、非布司他：抑制黄嘌呤氧化酶，治疗痛风。 拉布立酶（重组尿酸酶）：直接分解尿酸，用于肿瘤溶解综合征。
9.9.3 肿瘤溶解综合征
化疗后肿瘤细胞大量死亡，核酸分解，嘌呤大量释放，尿酸急剧升高，同时钾、磷升高、钙降低，导致急性肾衰竭、心律失常。预防：充分水化、别嘌醇或拉布立酶、监测电解质。
这是"核苷酸分解代谢"与临床连接最紧的一个知识点，简答题可能问到。
9.9.4 抗代谢物的耐药机制
靶酶突变：DHFR 突变使 MTX 不能结合。 靶酶过量表达：基因扩增导致 DHFR 大量增加，药物被"稀释"。 药物摄取减少：还原性叶酸载体（RFC）表达下降。 药物外排增加：多药耐药（MDR）转运体 P-糖蛋白过表达。 补救途径代偿：肿瘤细胞上调补救合成，绕过被阻断的从头合成。
理解耐药机制的意义：它解释了为什么化疗需要联合用药（同时阻断多个靶点），也解释了为什么有些肿瘤天生耐药。
9.10 随章练习（第四册综合）
一、名词解释
β-氧化：脂肪酸在 β-碳上脱氢、加水、再脱氢、硫解，每轮切下乙酰 CoA 的过程。 肉碱穿梭：长链脂酰 CoA 通过肉碱载体转运进入线粒体的系统。 酮体：脂肪酸在肝脏氧化不完全产生的乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮。 必需脂肪酸：人体不能合成、必须由食物提供的脂肪酸，如亚油酸、亚麻酸。 脂肪酸合酶：催化脂肪酸从头合成的多功能酶复合体，以 ACP 为酰基载体。 载脂蛋白：血浆脂蛋白中的蛋白质组分，负责结构维持、受体识别和酶激活。 联合脱氨基作用：转氨基与谷氨酸氧化脱氨基联合进行、使氨基酸脱去氨基的过程。 尿素循环：肝脏中将氨合成尿素的循环途径。 一碳单位：某些氨基酸分解产生的含一个碳原子的基团，由 THF 携带。 生糖氨基酸：碳架可转变为糖的氨基酸。 转氨作用：氨基酸与 α-酮酸之间转移氨基的反应，由转氨酶催化，PLP 为辅酶。 丙氨酸-葡萄糖循环：肌肉中氨以丙氨酸形式运到肝、肝中葡萄糖运到肌肉的循环。 从头合成：从简单前体（氨基酸、CO₂、一碳单位、PRPP）逐步合成核苷酸的过程。 补救合成：利用游离碱基或核苷重新合成核苷酸的途径。 抗代谢物：与正常代谢物结构相似、干扰核苷酸合成或掺入核酸的化合物。 PRPP：磷酸核糖焦磷酸，嘌呤和嘧啶合成的共同前体。 Lesch-Nyhan 综合征：HGPRT 缺乏导致的高尿酸血症伴自残行为的遗传病。 痛风：尿酸盐结晶沉积在关节和肾脏引起的炎症性疾病。
二、简答题
1. 简述脂肪酸 β-氧化的过程及能量计算（以软脂酸为例）。
过程：脂肪酸在胞质活化为脂酰 CoA（消耗 2 个高能键），经肉碱穿梭进入线粒体基质。每轮 β-氧化包括四步：① 脂酰 CoA 脱氢酶催化脱氢，生成反-Δ²-烯脂酰 CoA 和 FADH₂；② 烯脂酰 CoA 水化酶加水，生成 L-β-羟脂酰 CoA；③ β-羟脂酰 CoA 脱氢酶催化再脱氢，生成 β-酮脂酰 CoA 和 NADH；④ 硫解酶催化硫解，生成乙酰 CoA 和少 2 个碳的脂酰 CoA。
软脂酸（16C）经 7 轮 β-氧化，生成 8 乙酰 CoA、7 FADH₂、7 NADH。能量：8 × 10 + 7 × 1.5 + 7 × 2.5 - 2 = 80 + 10.5 + 17.5 - 2 = 106 ATP（旧算法 129）。
2. 酮体是如何生成和利用的？为什么肝脏不能利用酮体？
生成（肝线粒体）：两分子乙酰 CoA 缩合为乙酰乙酰 CoA；乙酰乙酰 CoA 与乙酰 CoA 缩合生成 HMG-CoA（HMG-CoA 合酶，限速）；HMG-CoA 裂解为乙酰乙酸和乙酰 CoA（HMG-CoA 裂解酶）；乙酰乙酸可还原为 β-羟丁酸（β-羟丁酸脱氢酶）或自发脱羧为丙酮。
利用（肝外）：β-羟丁酸氧化为乙酰乙酸；乙酰乙酸经琥珀酰 CoA 转硫酶作用生成乙酰乙酰 CoA；再硫解为 2 分子乙酰 CoA 进入 TCA。
肝脏不能利用酮体是因为缺乏琥珀酰 CoA 转硫酶（β-酮脂酰 CoA 转移酶），无法把乙酰乙酸活化为乙酰乙酰 CoA。
3. 说明尿素循环的过程、能量消耗和调节。
过程（五步）：① 线粒体内，氨 + CO₂ + 2ATP → 氨甲酰磷酸（CPS-I，需 N-乙酰谷氨酸激活）；② 氨甲酰磷酸 + 鸟氨酸 → 瓜氨酸（OTC）；③ 胞质中，瓜氨酸 + 天冬氨酸 + ATP → 精氨酸代琥珀酸（ASS）；④ 精氨酸代琥珀酸 → 精氨酸 + 延胡索酸（ASL）；⑤ 精氨酸 + H₂O → 尿素 + 鸟氨酸（精氨酸酶）。
能量：消耗 3 ATP（实际 4 个高能键）。
调节：CPS-I 是限速酶，需 AGA 激活；精氨酸促进 AGA 合成；高蛋白饮食诱导酶表达；糖皮质激素促进；底物供应增加时加速。
4. 高血氨为什么会导致肝性脑病？
① 氨与 α-酮戊二酸结合生成谷氨酸，消耗 TCA 中间物，抑制 TCA 循环，脑能量供应不足；② 氨促进谷氨酰胺合成，消耗 ATP 和谷氨酸；③ 谷氨酰胺堆积引起脑细胞水肿（渗透压升高）；④ 氨干扰神经递质平衡，增加 GABA、降低谷氨酸，抑制神经传导；⑤ 血浆支链氨基酸下降、芳香族氨基酸上升，生成假性神经递质（如章鱼胺），干扰正常神经传递。
5. 比较嘌呤和嘧啶的从头合成。
原料：嘌呤需要 PRPP、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO₂、一碳单位；嘧啶需要谷氨酰胺、CO₂、天冬氨酸、PRPP。
合成顺序：嘌呤是先合成 PRPP，再逐步在 PRPP 上构建嘌呤环；嘧啶是先合成嘧啶环（乳清酸），再加到 PRPP 上生成 UMP。
关键酶：嘌呤是 PRPP 酰胺转移酶；嘧啶是 CPS-II（氨甲酰磷酸合成酶 II）。
产物：嘌呤先得 IMP，再分支为 AMP 和 GMP；嘧啶先得 UMP，再转为 CTP 和 dTMP。
调节：嘌呤受 AMP、GMP、IMP 反馈抑制；嘧啶受 UTP 抑制、PRPP 激活。
能量：嘌呤合成耗能更多（约 6 ATP/IMP）。
6. 抗代谢物有哪些类型？举例说明作用机制。
① 嘌呤类似物：6-巯基嘌呤抑制 PRPP 酰胺转移酶；② 嘧啶类似物：5-氟尿嘧啶代谢为 F-dUMP，抑制胸苷酸合酶；阿糖胞苷抑制 DNA 聚合酶；③ 叶酸类似物：甲氨蝶呤抑制二氢叶酸还原酶，阻断 THF 再生；④ 核苷酸还原酶抑制剂：羟基脲抑制 RNR，阻断 dNTP 生成；⑤ 黄嘌呤氧化酶抑制剂：别嘌醇治疗痛风；⑥ 核苷类似物抗病毒药：阿昔洛韦、AZT。
机制包括竞争性抑制关键酶、作为假底物掺入核酸导致链终止、抑制辅因子再生。
本册收尾：三大物质代谢的交汇点
把这一册的三章挂到 TCA 上，会看到一张清晰的交汇图：
乙酰 CoA 是最大的交汇点。糖（丙酮酸 → 乙酰 CoA）、脂肪（β-氧化 → 乙酰 CoA）、氨基酸（生酮氨基酸 → 乙酰 CoA）都汇到这里。
α-酮戊二酸 连接氨基酸代谢与 TCA。谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、组氨酸、脯氨酸都从这里进入。
草酰乙酸 连接糖异生、TCA 和氨基酸代谢。天冬氨酸、天冬酰胺从这里进入。
琥珀酰 CoA 连接奇数碳脂肪酸、支链氨基酸和 TCA。同时也是血红素合成的起点。
延胡索酸 连接尿素循环与 TCA（Krebs 双循环）。
丙酮酸 连接糖酵解、糖异生、氨基酸代谢（丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、甘氨酸）。
PRPP 连接 PPP 与核苷酸代谢。
理解这张图的意义在于：考试里凡是问"三大物质代谢的相互关系"的论述题，答案就是这张图加上几个具体的酶和调节点。不需要背更多，需要的是能把箭头说清楚。
下一册进入分子生物学。那是 870 分值第二高的板块，也是论述题最容易出新题的地方。
第四册完。下一册：《DNA 复制、RNA 转录、蛋白质翻译与基因表达调控》。
