三羧酸循环和脂肪酸合成

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三羧酸循环和脂肪酸合成之间的区别

三羧酸循环 vs. 脂肪酸合成

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。.

丙酮酸

丙酮酸（pyruvic acid，化學式：CH3COCOOH）是一種α-酮酸，其燃点为82 °C，在生物化學代謝途徑中扮演重要角色。丙酮酸的羧酸鹽陰離子（carboxylate anion）被稱之為丙酮酸鹽（pyruvate，這個字在中文裡也經常簡單地稱作丙酮酸）。.

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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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微生物

微生物通常是所有难以用肉眼直接看到或看不清楚的一切微小生物的总称，包括细菌、真菌、放线菌、原生动物、藻类等有细胞结构的微生物，也包括病毒、支原体、衣原体等无完整细胞结构的微生物。一般需要借助显微镜来观察研究。微生物个体微小（直径小于0.1毫米），种类繁多（99％都是未知品種，且不斷增加），之於生態圈卻非常重要（能量來源與物質循環利用），是地球最多的生命形式，可以佔據上所有生物（這裡包含植物、海草等）總重量的一半之多，与人类日常生活、健康关系密切。微生物应用领域日益拓展，广泛应用在食品、医药、环保等领域。.

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糖酵解

糖酵解（glycolysis--是把葡萄糖（C6H12O6）转化成丙酮酸（CH3COCOO− + H+）的代谢途径。在这个过程中所释放的自由能被用于形成高能量化合物ATP和NADH。 糖解作用是所有生物细胞糖代谢過程的第一步。糖解作用是一个有10个步骤酶促反应的确定序列。在该过程中，一分子葡萄糖会经过十步酶促反应转变成两分子丙酮酸（严格来说，应该是丙酮酸盐，即是丙酮酸的阴离子形式）。 糖解作用及其各种变化形式发生在几乎所有的生物中，无论是有氧和厌氧。糖酵解的广泛发生显示它是最古老的已知的代谢途径之一。事实上，糖解作用及其并行途径戊糖磷酸途径，构成了反应，这些反应发生在还在不存在酶的条件下进行金属催化的太古宙海洋。糖解作用可能因此源于生命出现之前世界的化学约束。 糖解作用发生在大多数生物体中的细胞的胞质溶胶。最常见的和研究最彻底的糖解作用形式是双磷酸己糖降解途径（Embden-Meyerhof-Parnas途径，简称：EMP途径），这是被Gustav Embden，奥托·迈尔霍夫，和Jakub Karol Parnas所发现的。糖解作用也指的其他途径，例如，脱氧酮糖酸途径（）各种异型的和同型的发酵途径，糖解作用一词可以用来概括所有这些途径。但是，在此处的讨论却是局限于双磷酸己糖降解途径（EMP途径）。 整个糖解作用途径可以分成两个阶段：.

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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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转氨基作用

转氨基作用(Transamination) 指的是一种胺基酸(amino acid)的α-氨基转移到一种α-酮酸上的过程。 此為胺基從一碳骨架轉移至另一個碳骨架的反應，胺基酸因轉移了胺基變成了酮酸；而酮酸因獲得胺基而變成了胺基酸。其实可以看成是氨基酸的氨基与α-酮酸的酮基进行了交换。结果是生成了一种非必需氨基酸和一种新的α-酮酸。由胺基轉移酶（aminotransferase）或是由转氨酶（transaminase）和其辅酶磷酸吡哆醛(PLP)催化，而磷酸吡哆醛是维生素B6(Vitamin B6)的衍生物。转氨基作用是氨基酸脱氨基作用的一种途径，这样生物体内就可以自我合成某些氨基酸了。人体内最重要的转氨酶为谷丙转氨酶和谷草转氨酶。它们是肝炎诊断和预后的指标之一。 体内大部分氨基酸都可以参与转氨基作用，例外：赖氨酸，脯氨酸和羟脯氨酸。鸟氨酸（Ornithine）的δ-氨基也可通过转氨基作用被脱掉。举例: α-酮戊二酸 + 丙氨酸.

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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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苹果酸

苹果酸即2-羟基丁二酸，是一个二羧酸，化学式为C4H6O5。分子中含有一个不对称碳原子，因此有两种旋光异构体和一种外消旋体。它是三羧酸循环的中间物之一，由反丁烯二酸水合生成，继续氧化得到草酰乙酸。存在于苹果、葡萄、山楂等果实中，苹果酸首先从苹果汁中分离出来，是苹果汁酸味的来源，并因此得名。它也用作食品添加剂。.

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植物

植物（Plantae）是生命的主要形態之一，並包含了如乔木、灌木、藤類、青草、蕨類及綠藻等熟悉的生物。種子植物、苔蘚植物、蕨類植物和擬蕨類等植物，據估計現存大約有350000個物種。直至2004年，其中的287655個物種已被確認，有258650種開花植物15000種苔蘚植物（参见条目中表格）。綠色植物大部份的能源是經由光合作用從太陽光中得到的。.

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檸檬酸

柠檬酸，化學式為 C6H8O7，（Citric Acid，亦称为枸橼酸）它包括3個羧基（R-COOH）基團。是一种中強度有機酸，這是自然在柑橘類水果中產生的一種天然防腐劑，也是食物和饮料中的酸味添加劑。在生物化学中，它是檸檬酸循環的重要中间产物，因此在几乎所有生物的代谢中起到重要作用。此外，它也是一种对环境无害的清洁剂。 很多种水果和蔬菜，尤其是柑橘属的水果中都含有较多的柠檬酸，特别是柠檬和青檸——它们含有大量柠檬酸，在干燥之后，含量可达8%（在果汁中的含量大约为47 g/L）。在柑橘属水果中，柠檬酸的含量介于橙和葡萄柚的0.005 mol/L和柠檬和青柠的0.30 mol/L之间。这个含量随着不同的栽培種和植物的生长情况而有所变化。.

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