三羧酸循环和脂肪酸代謝

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三羧酸循环和脂肪酸代謝之间的区别

三羧酸循环 vs. 脂肪酸代謝

三羧酸循環（tricarboxylic acid cycle） ，亦作檸檬酸循環（citric cycle），是有氧呼吸的第二階段。該循環以循環中一個重要中間體檸檬酸命名，又因爲檸檬酸是一種，該反應又稱爲三羧酸循環。該循環亦因由德國生物化學家克雷布斯（Krebs）發現而稱爲克雷布斯循環（Krebs cycle），克雷布斯亦因此項貢獻獲1953年諾貝爾生理學或醫學獎。丙酮酸在經過丙酮酸脫氫酶系氧化，生成乙酰輔酶A（acetyl-CoA）後，與四碳二元羧酸草酰乙酸化合，生成檸檬酸，進入檸檬酸循環。隨後，經過一系列反應，兩個碳原子轉化爲二氧化碳（CO2）分子，檸檬酸中蘊藏的化學能轉化至還原的輔酶中。檸檬酸循環的終產物仍然是草酰乙酸，這使得該循環能源源不斷地氧化輸入循環的乙酰輔酶A。 一般情況下，檸檬酸循環產生的還原輔酶會連同糖酵解過程產生的還原輔酶一同，在氧化磷酸化過程中氧化，生成大量的ATP。一分子的乙酰輔酶A在被檸檬酸循環代謝後，可產生兩分子的CO2分子、三分子NADH、一分子FADH2，以及一分子GTP。 檸檬酸循環可以代謝糖類、脂質，以及大部分氨基酸，因爲這三類物質都能轉換爲乙酰輔酶A或檸檬酸循環的中間體，從而進入檸檬酸循環之中。另外，檸檬酸循環的許多中間體可供生物體利用。當中間產物不足時，可通過添補反應對中間產物進行補充。生物體最重要的填補反應是在丙酮酸羧化酶催化下，以一分子丙酮酸和一分子二氧化碳分子爲原料，合成一分子草酰乙酸的反應。 檸檬酸循環發生於線粒體基質中，但也會部分地在線粒體內膜或嵴膜上發生。. 脂肪酸被分類為脂質營養素家族的一員，其在生物代謝中為ATP的合成提供能量。與其他營養素成員(蛋白質、醣類)比較的話，會發現藉由β-氧化分解同樣質量的脂肪酸能提供最多能量，合成最多ATP。脂肪酸代謝包含了將脂質轉化為能量並提供初級代謝產物的異化作用以及將脂肪酸合成生物體中重要分子的同化作用。此外，脂肪酸代謝對於細胞膜的形成、生物體內能量的儲存以及訊息的傳遞有不可或缺的重要性。.

三磷酸腺苷

三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP；也称作腺苷三磷酸、腺嘌呤核苷三磷酸）在生物化學中是一种核苷酸，作为細胞内能量传递的“分子通货”，储存和传递化学能。ATP在核酸合成中也具有重要作用。它也是RNA序列中的鳥嘌呤二核苷酸，在DNA進行轉錄或複製時可做為替補。.

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代谢

代谢是生物体维持生命的化学反应总称。这些反应使得生物体能够生长和繁殖、保持它们的结构以及对环境作出反应。代谢通常被分为两类：分解代谢可以对大的分子进行分解以获得能量（如细胞呼吸）；合成代谢则可以利用能量来合成细胞中的各个组分，如蛋白质和核酸等。代谢是生物体不断进行物质和能量的交换过程，一旦物质和能量交换停止，生物体的生命就會結束。 代谢中的化学反应可以归纳为代謝途徑，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。酶对于代谢反應来说是非常重要的，因为酶可以通过一個熱力學上易於發生的反應來驅動另一個難以進行的反應，使之變得可行；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。例如，一些原核生物利用硫化氢作为营养物质，但这种气体对于动物来说却是致命的。代谢速度，或者说代谢率，也影响了一个生物体对于食物的需求量。 代谢有一個特点：無論是任何大小的物种，基本代谢途径也是相似的。例如，羧酸，作为柠檬酸循环（又称为“三羧酸循环”）中的最为人们所知的中间产物，存在于所有的生物体，无论是微小的单细胞的细菌还是巨大的多细胞生物如大象。代谢中所存在的这样的相似性很可能是由于相关代谢途径的高效率以及这些途径在进化史早期就出现而形成的结果。.

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線粒體

--（mitochondrion）是一种存在于大多数真核细胞中的由两层膜包被的细胞器，直径在0.5到10微米左右。除了溶组织内阿米巴、篮氏贾第鞭毛虫以及几种微孢子虫外，大多数真核细胞或多或少都拥有线粒体，但它们各自拥有的线粒体在大小、数量及外观等方面上都有所不同。这种细胞器拥有自身的遗传物质和遗传体系，但因其基因组大小有限，所以线粒体是一种半自主细胞器。线粒体是细胞内氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷（ATP）的主要场所，为细胞的活动提供了化学能量，所以有“細胞的發電站”（the powerhouse of the cell）之称。除了为细胞供能外，线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程，并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。 英文中的“线粒体”（mitochondrion，复数形式为“mitochondria”）一词是由希腊语中的“线”（“μίτος”或“mitos”）和“颗粒”（“χονδρίον”或“chondrion”）组合而成的。在“线粒体”这一名称出现前后，“粒体”“球状体”等众多名字曾先后或同时被使用。这些现在已不再继续使用的名称包括：blepharoblast、condriokont、chondriomite、chondrioplast、chondriosome、chondrioshere、filum、fuchsinophilic granule、interstitial body、körner、fädenkörner、mitogel、parabasal body、plasmasome、plastochondria、plastome、sphereoplast和vermicle等（按首字母在英文字母表中的顺序排列），其中“chondriosome”（可译为“颗粒体”）直至1982年仍见诸欧洲各国的科学文献。.

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烟酰胺腺嘌呤二核苷酸

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（简称：辅酶Ⅰ，Nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+），是一种转递質子（更准确来说是氢离子）的辅酶，它出现在细胞很多代谢反应中。NADH或更准确NADH + H+是它的还原形式，最多携带两个質子（写为NADH + H+），其標準電極電勢為-0.32V。 NAD+是脱氢酶的辅酶，如乙醇脱氢酶（ADH），用于氧化乙醇。它在糖酵解、糖异生、三羧酸循环及呼吸链中发挥着不可替代的作用。中间产物会将脱下的氢递给NAD，使之成为NAD + H+。 而NAD+ H+则会作为氢的载体，在電子傳遞鏈中通过化学渗透偶联的方式，合成ATP。 在吸光方面，NADH在260nm和340nm处各有一吸收峰，而NAD+则只有260nm一处吸收峰，这是区别两者的重要属性。这同时也是很多代谢试验中，测量代谢率的物理依据。NAD在260nm的吸光系数为1.78x104L /(mol·cm)，而NADH在340nm的吸光系数为6.2x103 L/(mol·cm)。 在生物體內中，NAD可以由簡單的構建塊與氨基酸色氨酸或天冬氨酸合成。以替代方式，將更複雜的酶組合從食物中攝取，這維生素被稱為烟酸。通過分解NAD結構的反應釋放相似的化合物。這些預製組件然後通過一個回收通道，將其回收成活性形式。一些NAD也轉化為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）;這種相關輔酶的化學成分與NAD類似，但在新陳代謝中具有不同的作用。在代謝中，NAD+參與氧化還原反應，將電子從一個反應攜帶到另一個反應。因此，輔酶在細胞中以兩種形式存在：NAD+是一種氧化劑，能接受來自其他分子的電子。該反應形成NADH，然後又可以用作為還原劑來給電子。這些電子轉移反應是NAD的主要功能。然而，它也用於其他細胞過程中，最顯著的是添加或除去蛋白質中的化學基團的酶的底物。由於這些功能的重要性，發現NAD代謝的酶是藥物的目標。儘管NAD+在特定氮原子上的正電荷而被寫入上標加號，但在生理pH大部分情況下，實際上是單電荷的陰離子（負電荷為1），而NADH為雙電荷陰離子。.

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葡萄糖

葡萄糖（法语、德语、英語：glucose；又称血糖、玉米葡糖、玉蜀黍糖）是自然界分布最广、且最为重要的一種单糖。 因為擁有6個碳原子，被歸為己糖或六碳糖。葡萄糖是一种多羟基醛，分子式為C6H12O6。其水溶液旋光向右，故亦称“右旋糖”。葡萄糖在生物学领域具有重要地位，是活細胞的能量來源和新陳代謝的中间产物。植物可通过行光合作用產生葡萄糖。.

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肝臟

Labeled human liver 肝脏（英語：liver）為脊椎動物體內的一種器官，以代謝功能為主，並扮演著除去毒素，儲存醣原（肝醣），分泌性蛋白質合成等角色。肝臟也會製造膽汁。在醫學用字上，常以拉丁語字首hepato-或hepatic來描述肝臟。.

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脂類

脂類（英語：Lipid），又稱脂質，这是一类不溶于水而易溶于脂肪溶剂（醇、醚、氯仿、苯）等非极性有机溶剂，由脂肪酸与醇作用脱水缩合生成的酯及其衍生物统称为脂类，其中包括脂肪、蠟、类固醇、脂溶性維生素（如維生素A，D，E和K）、、、磷脂等。它的主要生理功能包括儲存能量、構成細胞膜以及膜的訊息傳導等。如今，脂类已经被用于美容和食品工业，以及纳米技术。 脂質可以廣義定義為疏水性或雙親性小分子；某些脂質因為其雙親性的特質（兼具親水性與疏水性），能在水溶液環境中形成囊泡、脂質體或膜等構造。生物體內的脂質完全或部分源自兩種截然不同的生物次單元：酮酸基與異戊二烯。由此，脂質可以概分為八類：脂肪酸、甘油酯、甘油磷脂、鞘脂（神經脂質）、、聚酮类（由酮乙基次單元聚合而成）、固醇脂类，以及孕烯醇酮脂类（由異戊二烯次單元縮合聚合而成）。 脂類常被視為是脂肪的同義詞，但脂肪只是一種稱為三酸甘油脂的脂類。脂類也包括脂肪酸及其衍生物，包括單酸甘油酯、二酸甘油酯、磷脂等，也包括其他含有固醇的代謝產物，像是膽固醇。雖然人類和其他動物有許多不同的代謝方式，可以切斷脂肪鏈及合成脂質，不過仍有一些必需脂質無法自行合成，需要在食物中攝取。 有生物以前脂質的化學反應，以及原始生命體的形成，現已認為是生命起源模型中的關鍵。.

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脂肪

脂肪（Fat）是室温下呈固态的油脂（室溫下呈液態的油脂稱作油），多来源于人和动物体内的脂肪组织，是一種羧酸酯，由碳、氫、氧三種元素組成。與醣類不同，脂肪所含的碳、氫的比例較高，而氧的比例較低，所以發熱量比醣類高。脂肪最後產生物是膽固醇（形成血栓）。脂肪組織是絕大多數脊椎動物特有的構造，可以使之一段時間不進食，而不會能量耗竭而死；脂肪體則為昆蟲特有，主代謝類似脊椎動物的肝。 脂肪是由甘油和脂肪酸組成的三酰甘油酯，其中甘油的分子比較簡單，而脂肪酸的種類和長短卻不相同，包括飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸。 食用脂肪是人可直接食用或烹调的油脂，主要成分是三酸甘油酯，也就是中性脂肪。脂肪是常見的食物營養素之一，亦是三種提供能量的營養之一。 食物中的脂肪在腸胃中消化，吸收後大部分又再度轉變為脂肪。它主要分佈在人體皮下組織、大網膜、腸繫膜和腎臟周圍等處。體內脂肪的含量常隨營養狀況、能量消耗等因素而變動。 過多的脂肪讓我們行動不便，而且血液中過高的血脂，很可能是誘發高血壓和心臟病的主要因素。.

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脂肪酸

脂肪酸（Fatty acid）是一类羧酸化合物，由碳氫组成的烃类基团连结-zh-hant:羧基;zh-hans:羧酸;-所構成。 三个长链脂肪酸与甘油形成三酸甘油酯（Triacylglycerols），為脂肪的主要成分，歸於脂類。.

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脂肪酸合成

脂肪酸合成是指利用乙醯輔酶A以及丙二醯輔酶A經過脂肪酸合酶的催化，反應合成脂肪酸的過程。這對細胞和生物體內的作用與糖解作用是相當重要的一項流程。該過程發生在細胞的細胞質中。 轉化為脂肪酸的大部分乙酰輔酶A通過糖酵解途徑來源於糖类。.

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電子傳遞鏈

電子傳遞鏈又稱呼吸鏈，是氧化磷酸化的一部分，位于原核生物細胞膜或者真核生物的粒線體内膜上，葉綠體在類囊體膜上所進行的進行光合磷酸化過程，高能電子在膜上一系列蛋白傳送的過程，藉由膜蛋白的氧化與還原將其能量逐漸釋放出來，造成膜外與膜內質子濃度的差異(proton-gradient)，而這些質子再由高濃度往低濃度運送，及一對質子（H+離子）的轉移這電子轉移穿膜，這產生的電化學質子濃度的差異驅動ATP合成，或形成化學能三磷酸腺苷（ATP）的產生。電子在電子傳遞鏈中的最終受體是氧分子。 電子傳遞鏈通過氧化還原反應，從陽光在光合作用中，或者如在醣類，細胞呼吸氧化的情況下獲取能量。在真核生物中，一個重要的電子傳遞鏈在線粒體內膜發現，通過使用ATP合成酶作氧化磷酸化反應。還發現在有光合作用的真核生物葉綠體的類囊體膜上。在細菌中電子傳輸鏈位於其細胞膜上。 在葉綠體中，光驅動水轉化為氧，並藉由傳遞H+離子跨越葉綠體膜轉化NADP+成NADPH。在粒線體中，則是將氧轉化成水，NADH至NAD+和琥珀酸鹽至富馬酸鹽建立質子梯度。 包括了四個膜蛋白複合物和脂溶性電子載體，用於將還原電勢轉化爲跨膜的質子梯度。.

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