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烟酰胺腺嘌呤二核苷酸

指数 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。.

26 关系: 天冬氨酸安雅核糖三磷酸腺苷三羧酸循环乙醇代谢呼吸作用哺乳动物糖异生糖酵解線粒體烟酰胺烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸烟酸結核桿菌質子超嗜熱古菌辅酶阿瑟·哈登脱氢酶醇脫氫酶色氨酸電子傳遞鏈Protein Data BankSwiss-Prot氧化还原反应

天冬氨酸

天冬氨酸(aspartic acid,可簡寫為Asp或D)是一种α-氨基酸,其化學式為HOOCCH2CH(NH2)COOH。天冬氨酸的L-異構物是20种蛋白胺基酸之一,即蛋白質的构造单位。它的密碼子是GAU和GAC。它与谷氨酸同為酸性氨基酸。天冬氨酸普遍存在于生物合成作用中。.

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安雅核糖

#重定向 煙酰胺核糖.

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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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三羧酸循环

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。.

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乙醇

乙醇(Ethanol,結構简式:CH3CH2OH)是醇类的一种,是酒的主要成份,所以也俗稱酒精,有些地方俗稱火酒。化學結構通常縮寫為, 或 EtOH,Et代表乙基。乙醇易燃,是常用的燃料、溶剂和消毒剂,也用于有机合成。工業酒精含有少量有毒性的甲醇。医用酒精主要指体积浓度为75%左右(或质量浓度为70%)的乙醇,也包括医学上使用广泛的其他浓度酒精。 乙醇与甲醚是同分异构体。.

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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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呼吸作用

呼吸作用,又称為细胞呼吸(Cellular respiration),是生物体细胞把有机物氧化分解並转化能量的化學过程,也稱為釋放作用。无论是否自养,细胞内完成生命活动所需的能量,都是来自呼吸作用。真核細胞中,粒線體是與呼吸作用最有關聯的胞器,呼吸作用的幾個關鍵性步驟都在其中進行。 呼吸作用是一種酶促氧化反应。雖名為氧化反應,不論有否氧气参与,都可称作呼吸作用(這是因為在化學上,有電子轉移的反應過程,皆可稱為氧化)。有氧气参与時的呼吸作用,稱之為有氧呼吸;没氧气参与的反應,則称为无氧呼吸。 呼吸作用的目的,是透過釋放食物裡之能量,以製造三磷酸腺苷,即細胞最主要的直接能量供應者。呼吸作用的氢與氧的燃燒,但兩者間最大分別是:呼吸作用透過一連串的反應步驟,一般的一次性釋放。在呼吸作用中,三大营养物质:碳水化合物、蛋白质和脂質的基本组成单位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,被分解成更小的分子,透過數個步驟,将能量转移到还原性氢(化合价为0的氢)中。最後經過一連串的電子傳遞鏈,氢被氧化生成水;原本貯存在其中的能量,則转移到ATP分子上,供生命活动使用。.

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哺乳动物

哺乳动物是指脊椎动物亚门下哺乳綱(学名:Mammalia)的一类用肺呼吸空气的温血脊椎动物,因能通过乳腺分泌乳汁来给幼体哺乳而得名。 按照《世界哺乳动物物种》(Mammal Species of the World)一书在2005年的资料,哺乳纲目前有约5676个(2008版的IUCN红皮书为5488个)不同物种,分布在1229个属,153个科和29个目中,约占脊索动物门的10%,地球所有物种的0.4%。啮齿目(老鼠、豪猪、海狸、水豚等)、翼手目(蝙蝠等)和鼩形目(鼩鼱等)是哺乳动物中物种最多的目。 哺乳动物的身体结构复杂,有区别于其他类群的大脑结构、恒温系统和循环系统,具有为后代哺乳、大多数属于胎生、具有毛囊和汗腺等共通的外在特征。 它们外型多样,小至体长30毫米长有翅膀的凹脸蝠,大至体长33米形同鱼类的蓝鲸。它们有很好的环境适应能力,分布在从海洋到高山,从热带到极地的广泛区域。人类也是哺乳动物的一员。.

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糖异生

糖异生(Gluconeogenesis)又稱糖質新生作用、糖原異生作用,指的是非碳水化合物(乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸等)转变为葡萄糖的过程。糖异生保证了机体的血糖水平处于正常水平。糖异生的主要器官是肝。肾在正常情况下糖异生能力只有肝的十分之一,但长期饥饿时肾糖异生能力可大为增强。.

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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

烟酰胺(Nicotinamide)是烟酸(维生素B3)的酰胺。主要用于防治糙皮并口炎、舌炎,病态窦房结综合征,房室传导阻滞等问题。烟酰胺是一种水溶性维生素且是维生素B族中的一员。烟酸可以在活体内被转变为烟酰胺,尽管这两种化合物都具有维生素效应,但烟酰胺较烟酸的药理学与毒性要小,这些效应会在烟酸的转变过程中产生。因此烟酰胺也不会像烟酸一样减少胆固醇或导致脸潮红。当成人每天摄入剂量多于3g时,会对肝脏产生毒性。在细胞中,烟酸被用于合成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP),而对于烟酰胺来说转变途径与烟酸的途径非常相似。NAD+与NADP+是多种酶促氧化还原反应的辅酶。.

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烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸

--胺腺二核酸磷酸(简称:辅酶Ⅱ,nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADP+)——曾被称为三磷酸核苷酸(,缩写为TPN)——是一种极为重要的核苷酸类辅酶,它是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)中与腺嘌呤相连的核糖环系2'-位的磷酸化衍生物,参与多种合成代谢反应,如脂类、脂肪酸和核苷酸的合成。这些反应中需要NADP+的还原形式NADPH作为还原剂、氢负供体。 植物叶绿体中,光合作用光反应电子链的最后一步以NADP+为原料,经铁氧还蛋白-NADP+还原酶的催化而产生NADPH。产生的NADPH接下来在碳反应中被用于二氧化碳的同化。 对于动物来说,磷酸戊糖途径的氧化相是细胞中NADPH的主要来源,由它可以产生60%的所需NADPH。.

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烟酸

烟酸(niacin、nicotinic acid,也称維他命B3、維他命PP、吡啶-3羧酸),分子式:C6H5NO2,耐热,能升华。首次描述於Hugo Weidel於1873年對尼古丁的研究。它是人体必需的13种维生素之一,是一种水溶性维生素,属于维生素B族。烟酸在人体内转化为烟酰胺,烟酰胺是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的组成部分,参与体内脂质代谢,组织呼吸的氧化过程和糖类无氧分解的过程。.

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結核桿菌

結核桿菌,即結核分枝桿菌(學名:Mycobacterium tuberculosis)是專性需氧微生物,1882年德国微生物學家罗伯·柯霍在柏林宣告它是結核病的病原體。他憑着此發現獲得了1905年诺贝尔生理学或医学奖。.

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質子

|magnetic_moment.

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超嗜熱古菌

#重定向 超嗜熱生物.

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辅酶

輔酶是有機非蛋白小分子,其用途為在酵素(酶)內載運化學基。許多輔酶是磷化水溶性維他命。但非維他命物質也可能是輔助,如ATP-磷酸基的生化載具。 輔酶被消耗在其幫助的反應上,如NADH輔酶被氧化還原反應轉化至NAD+。但輔酶是會再產生的,且其在細胞內的濃度會維持在一穩定的程度。 輔酶的一特殊子集為輔基。其輔因子(或稱輔助因子)會緊緊黏在酵素上,且不會在反應中被消耗。輔基包含有鉬蝶呤、硫辛胺和生物素。 酶蛋白與輔酶單獨存在時,一般無催化能力,只有二者結合成完整的分子時,才具有活性 ,此完整的酶分子稱為全酶。.

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阿瑟·哈登

阿瑟·哈登(Arthur Harden,),出生于英国曼彻斯特,英国生物化学家、皇家学会院士,1929年与汉斯·冯·奥伊勒-切尔平因对糖类的发酵以及发酵酶的研究获得诺贝尔化学奖。.

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脱氢酶

脱氢酶(dehydrogenase;在论文中也简称为DHO是一种以转移一个或多个氢化物(H-)到一个受体的形式氧化一个底物的酶,这些受体常为NAD+/NADP+或是一种黄素辅酶,例如黄素腺嘌呤二核苷酸或黄素单核苷酸。.

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醇脫氫酶

醇脫氫酶(Alcohol dehydrogenase,EC ),是一种以NAD+或NADP+为受体、作用于供体CH-OH基团上的氧化还原酶。这种酶能催化以下两种酶促反应: 醇脱氢酶是一种锌蛋白,能作用于伯醇、仲醇和半缩醛等多种受質。这种酶氧化甲醇的能力比氧化乙醇的能力弱,可以利用這個特性解除甲醇中毒。动物细胞中的醇脱氢酶还能氧化环状化合物的二级羟基,但酵母的醇脱氢则不具有这种功能。.

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色氨酸

色氨酸(Tryptophan, 縮寫Trp或W)是22個標準氨基酸之一,人體不能合成的必需氨基酸,因此它須從食物中汲取。它的標準遺傳密碼的密碼子編碼為UGG,只有L-立體異構體色氨酸有構造或酶活蛋白質的作用,R-立體異構體則偶爾在自然產生的肽中發現。色氨酸的明顯結構式特徵是,它含有吲哚官能團。它是血清素(亦称“5-羟色胺”)的前體,血清素是重要的神經递质。.

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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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Protein Data Bank

#重定向 蛋白質資料庫.

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Swiss-Prot

#重定向 UniProt.

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氧化还原反应

氧化还原反应(Reduction-oxidation reaction,簡稱Redox)是在反应前后元素的氧化数具有相应的升降变化的化学反应。这种反应可以理解成由两个半反应构成,即氧化反应和还原反应。此类反应都遵守电荷守恒。在氧化還原反應裡,氧化與還原必然以等量同時進行。 一般来说,同一反应中还原产物的还原性比还原剂弱,氧化产物的氧化性比氧化剂弱,这就是所谓“强还原剂制弱还原剂,强氧化剂制弱氧化剂”。換言之:.

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NAD+NADHNicotinamide adenine dinucleotide烟酰腺嘌呤二核苷酸煙醯胺腺嘌呤二核苷酸菸鹼胺腺呤雙核苷酸辅酶Ⅰ

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