生物合成和糖类

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生物合成和糖类之间的区别

生物合成 vs. 糖类

生物合成（Biosynthesis）是简单的物质在生物体内经过酶催化后转变为更复杂的物质的多步骤的过程。在生物合成过程中，简单的化合物通过化学反应，转换成其他化合物，或聚合形成大分子。这个过程通常在代谢途径中完成。生物合成有时候在单个细胞的细胞器内进行，而一些需要多种酶催化的合成会在多个细胞的细胞器中进行。生物合成的例子包括脂膜和核苷酸的合成。 生物合成的必要元素包括：先导化合物、化学能（如ATP）和包括辅酶（如NADH和NADPH）在内的催化酶。通过上述元素可以合成生物大分子的基本元素。 一些重要的生物大分子包括由氨基酸通过肽键连接而成的蛋白质和由核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的DNA分子。. 醣類（Carbohydrate）又称碳水化合物，是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称，一般由碳、氫與氧三種元素所組成，廣布于自然界。醣類的另一個名稱为“碳水化合物”，其由來是根据生物化学家先前發現一类物质可写成经验分子式：Cn(H2O)n，其氢与氧元素的比例始终为2:1，故以为醣類是碳和水的化合物；但后来的发现证明了许多糖类并不符合上述分子式，如：鼠李糖（C6H12O5）；而有些物質符合上述分子式却不是糖类，如甲醛（CH2O）等。醣類為人體之重要的營養素，主要分成三大類：單醣、雙醣和多醣。在一般情況下，單醣和雙醣是較小的（低分子量）的碳水化合物，通常稱為--。例如，葡萄糖是單醣，蔗糖和乳糖是雙醣（見圖示）。 糖类在生物体上扮演著众多的角色，像多醣可作为儲存養分的物質，如澱粉和糖原；或作为動物外骨骼和植物細胞的細胞壁，如：甲殼素和纖維素；另如五碳醛醣的核糖是構成各種輔因子的不可或缺失之物質，如ATP、FAD和NAD）也是一些遺傳物質分子的骨幹（如 DNA和 RNA）。醣類的眾多衍生物同時也與免疫系統、受精、預防疾病、血液凝固和生長等有極大的關聯。 在食品科學和其他非正式的場合中，碳水化合物通常是指：富有澱粉（如五穀類、麵包或麵食）或簡單的醣類的食物（如食糖）。.

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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代謝途徑

代謝途徑（metabolic pathway）在生物化學中，是一連串在細胞內發生的化學反應，並由酶所催化，形成使用或儲存的代謝物，或引發另一個代謝途徑（稱為「流量控制反應」）。多種途徑都是精細的，並涉及原來物質逐步修飾成所需的化學結構的化合物。在分子生物学中常被称作代谢通路，通常是指某个或某几个基因表达所涉及的全部酶或信号分子。在某一特定时间点的细胞内所有表达的基因的集合称为基因表达谱通常用RNA-seq来测定。 細胞內不同代謝途徑組成了代謝網絡。底物是否進入代謝途徑，要視乎細胞的需要，即合成代謝物及分解代謝物濃度的獨特組合（流量控制反應的動力）。代謝途徑包括主要的代學反應（一般都是需要酶的）令生物保持牠的內環境穩態。.

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化学反应

化學反應是一個或一個以上的物質（又稱作反應物）經由化學變化转化為不同於反應物的产物的過程。 化學變化定義為當一個接觸另一個分子合成大分子；或者分子經斷裂分開形成兩個以上的小分子；又或者是分子內部的原子重組。為了形成變化，化學反應通常和化學鍵的形成與斷裂有關。特別注意化學反應不會以任何方式改變原子核，而仅限於在原子外的電子雲交互作用。雖然核變形後可能會引發化學反應，但是核反應與化學反應無關。 化學性質是物質只能在化學變化中表現出來的性質，例如有酸鹼性、氧化还原性质、熱穩定性、反应性等等。.

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细胞

细胞（Cell）是生物体结构和功能的基本单位。它是除了病毒之外所有具有完整生命力的生物的最小单位，也经常被称为生命的积木（病毒仅由DNA/RNA组成，并由蛋白质和脂肪包裹其外）。 in Chapter 21 of fourth edition, edited by Bruce Alberts (2002) published by Garland Science.

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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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高分子

分子（Macromolecule）化合物是一個非常大的分子，如蛋白質，通常由較小的亞基（單體）的聚合產生。它們一般由數千或更多的原子組成。通过一定形式的聚合反应生成具有非常高的分子量的大分子，一般指聚合物和结构上包括聚合物的分子。在生物化学中，这个术语被应用于三个传统的生物聚合物（核酸、蛋白质、和碳水化合物），以及具有大分子量的非聚合分子，例如脂类和。这些分子有时也被称为生物大分子。 聚合物高分子的各个构成分子被称为单体。 人工合成的高分子包括塑料。金属和晶体虽然也是由许多原子组成的，其内部通过类似分子的键联合在一起，但是它们一般不被认为是高分子。有时不同的高分子之间通过分子间力（但不是通过化学键）组合到一起，尤其是假如这样的组合是自然发生的，而且其组成部分一般不单独出现的话，那么这样的混合物也会被称为高分子。实际上这样的混合物更应该被称为高分子复合物。在这种情况下组成这个复合物的单个高分子往往被称为下单位。由高分子组成的物质往往有不寻常的物理特性。液晶和橡胶就是很好的例子。许多高分子在水中需要特殊的小分子帮助才能溶解。许多需要盐或者特殊的离子来溶解。.

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脱氧核糖核酸

--氧核醣核酸（deoxyribonucleic acid，縮寫：DNA）又稱--氧核醣核酸，是一種生物大分子，可組成遺傳指令，引導生物發育與生命機能運作。主要功能是資訊儲存，可比喻為「藍圖」或「配方」。其中包含的指令，是建構細胞內其他的化合物，如蛋白質與核醣核酸所需。帶有蛋白質編碼的DNA片段稱為基因。其他的DNA序列，有些直接以本身構造發揮作用，有些則參與調控遺傳訊息的表現。 DNA是一種長鏈聚合物，組成單位稱為核苷酸，而糖類與磷酸藉由酯鍵相連，組成其長鏈骨架。每個糖單位都與四種鹼基裡的其中一種相接，這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，是蛋白質氨基酸序列合成的依據。讀取密碼的過程稱為轉錄，是根據DNA序列複製出一段稱為RNA的核酸分子。多數RNA帶有合成蛋白質的訊息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如核糖體RNA、小核RNA與小干擾RNA。 在細胞內，DNA能組織成染色體結構，整組染色體則統稱為基因組。染色體在細胞分裂之前會先行複製，此過程稱為DNA複製。對真核生物，如動物、植物及真菌而言，染色體是存放於細胞核內；對於原核生物而言，如細菌，則是存放在細胞質中的拟核裡。染色體上的染色質蛋白，如組織蛋白，能夠將DNA組織並壓縮，以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用，進而調節基因的轉錄。.

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蛋白质

蛋白质（protein，旧称“朊”）是大型生物分子，或高分子，它由一个或多个由氨基酸残基组成的长链条组成。氨基酸分子呈线性排列，相邻氨基酸残基的羧基和氨基通过肽键连接在一起。蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被改變原子的排序而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起，往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，发挥某一特定功能。 与其他生物大分子（如多糖和核酸）一样，蛋白质是地球上生物体中的必要组成成分，参与了细胞生命活动的每一个进程。酶是最常见的一类蛋白质，它们催化生物化学反应，尤其对于生物体的代谢至关重要。除了酶之外，还有许多结构性或机械性蛋白质，如肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白，以及细胞骨架中的微管蛋白（参与形成细胞内的支撑网络以维持细胞外形）。另外一些蛋白质则参与细胞信号传导、免疫反应、细胞黏附和细胞周期调控等。同时，蛋白质也是动物饮食中必需的营养物质，这是因为动物自身无法合成所有氨基酸，动物需要和必须从食物中获取必需氨基酸。通过消化过程将蛋白质降解为自由氨基酸，动物就可以将它们用于自身的代谢。.

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氨基酸

胺基酸是生物學上重要的有機化合物，它是由胺基（-NH2）和羧基（-COOH）的官能團組成的，以及一個側鏈连到每一個胺基酸。胺基酸是構成蛋白質的基本單位。賦予蛋白質特定的分子結構形態，使他的分子具有生化活性。蛋白質是生物体內重要的活性分子，包括催化新陳代謝的酶（又称“酵素”）。 不同的胺基酸脱水缩合形成肽（蛋白質的原始片段），是蛋白質生成的前.

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