结构推理 简述糖、脂、蛋白质和核酸代谢之间的相互关系。
【正确答案】细胞代谢的基本原则是将各类物质分别纳入各自的共同代谢途径,以少数种类的反应转化种类繁多的分子。不同代谢途径可以通过交叉点上关键的中间物而相互转化,其中三个关键的中间物是G-6-P、丙酮酸、乙酰CoA。
   (1)糖代谢与脂代谢的相互联系:
   ①糖可以转变成脂:糖经过酵解,生成磷酸二羟丙酮及丙酮酸。磷酸二羟丙酮还原为甘油,丙酮酸氧化脱羧转变成乙酰CoA,合成脂肪酸。
   ②脂可以转变成糖:脂类分解产生的甘油经磷酸化为3-磷酸甘油,而后转变为磷酸二羟丙酮,异生为糖。在植物、细菌中,脂肪酸转化成乙酰CoA,后者经乙醛酸循环生成琥珀酸,进入三羧酸循环,由草酰乙酸脱羧生成丙酮酸,丙酮酸即可转变为糖。但在动物体内,无乙醛酸循环,乙酰CoA进入三羧酸循环氧化,生成二氧化碳和水,生成糖的机会很少。但当有其他来源的物质补充三羧酸循环中消耗的有机酸(草酰乙酸)时,脂肪酸在动物体内也可以转变成糖。
   (2)糖代谢与蛋白质代谢的相互联系:
   ①糖的分解代谢为氨基酸合成提供碳架:糖在分解代谢过程中可产生丙酮酸,丙酮酸经三羧酸循环转变为α-酮戊二酸和草酰乙酸。这3种酮酸经过转氨作用可分别生成丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。
   ②生糖氨基酸的碳架可以转变成糖:许多氨基酸在脱氨基后能生成丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、草酰乙酸而生成葡萄糖和糖原,这类氨基酸称为生糖氨基酸,如甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸等。此外还有一些氨基酸如苯丙氨酸、酪氨酸脱氨基后的产物既可生成酮体又可生成糖,称为生酮和生糖氨基酸。
   (3)蛋白质代谢与脂代谢的关系:
   ①脂类可以转变氨基酸:甘油可先转变为丙酮酸,再转变为草酰乙酸及α-酮戊二酸,然后接受氨基而转变为丙氨酸、天冬氨酸及谷氨酸。脂肪酸可以通过β-氧化生成乙酰CoA,乙酰CoA与草酰乙酸缩合进入三羧酸循环,从而与天冬氨酸及谷氨酸相联系。但这种由脂肪酸合成氨基酸碳链结构的可能性是受限制的,因为当由乙酰CoA进入三羧酸循环,从而形成氨基酸时,需要消耗三羧酸循环中的有机酸,如无其他来源补充,反应便不能进行。在植物和微生物中存在乙醛酸循环,可由两分子乙酰CoA合成一分子琥珀酸,用以增加三羧酸循环中的有机酸,从而促进脂肪酸合成氨基酸。但动物组织一般不易利用脂肪酸合成氨基酸。
   ②氨基酸可以转变为脂:生酮氨基酸在代谢过程中能生成乙酰乙酸,由乙酰乙酸再缩合成脂肪酸。生糖氨基酸通过丙酮酸可以转变为甘油。另外丝氨酸可以转变成胆胺和胆碱,从而合成脑磷脂和卵磷脂。
   (4)核酸代谢与糖、脂、蛋白质代谢的相互联系:
   ①核酸是细胞中重要的遗传物质,通过控制蛋白质的合成,影响细胞的组成成分和代谢类型。许多核苷酸在物质代谢中起重要作用,如ATP是能量及磷酸基团转移的重要物质,UTP参与单糖转变成多糖(活化单糖),CTP参与卵磷脂合成,GTP为蛋白质合成供能。此外许多重要的辅酶,如辅酶A、烟酰胺核苷酸等都是腺嘌呤核苷酸的衍生物。
   ②核酸本身的合成又受到其他物质特别是蛋白质的作用和控制。例如甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺参加嘌呤和嘧啶环的合成。核酸的合成除需要酶催化外,还需要多种蛋白质因子参与。
【答案解析】