Metabolic Structure and Regulation：A Neoclassical Approach
作者：Raymond S. Ochs
出版：CRC Press
索书号：Q493/O-16/ 2020/Y
ISBN: 978-0-367-50300-0
藏书地点：武大外教中心
一切生物的生命都靠代谢的正常运转来维持。机体的代谢途径异常复杂，一个细菌细胞内的代谢反应已经在一千种以上,其它高级生物的代谢反应之复杂就可想而知了。正常机体有其精巧细致的代谢调节机构，故能使错综复杂的代谢反应能按一定规律有条不紊的进行。如果有任何原因使任何调节机构失灵都会妨碍代谢的正常运转，故而导致不同程度的生理异常，产生疾病，甚至死亡，所以代谢调节对生命的存亡关系极大。
糖酵解途径又称EMP途径，是将葡萄糖和糖原降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应，是一切生物有机体中普遍存在的葡萄糖降解的途径。糖酵解途径在无氧及有氧条件下都能进行，是葡萄糖进行有氧或者无氧分解的共同代谢途径。
对于细胞来说,能量主要来源于糖代谢，而葡萄糖是细胞糖代谢的主要能量来源。正常细胞在理想状态下，葡萄糖经葡萄糖转运蛋白(GI UT)进入细胞内，通过己糖激酶(HK)、磷酸果糖激酶(PFK)等一系列糖酵解关键酶的分解作用，生成丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体转化为乙酰辅酶A，经过三羧酸循环氧化生成30或者32分子的ATP，但在缺氧环境下，丙酮酸无法进入线粒体转化为乙酰辅酶A，而是直接被还原为乳酸产生较少的ATP，正常组织中大约有90%的ATP来源于线粒体的氧化磷酸化途径，而只有10%的ATP来源于糖酵解途径。与之相反的是，肿瘤细胞中大约有50%的ATP是通过糖酵解途径合成的。而且即便是在有氧环境中,肿瘤细胞仍然偏好通过糖酵解途径提供能量并生成乳酸，这被称为瓦伯格效应(Warburg effect)。
糖酵解是连接其它代谢途径的重要途径。本书讨论了大多数糖酵解途径或典型糖酵解的共同反应。糖酵解的中间体已在红细胞、肝脏和骨骼肌这三种组织中广泛研究过。本书详细介绍了代谢反应在两种类型之间的主要划分：近平衡态和代谢不可逆。此外，能量耦合的概念不仅适用于酶的机制，而且适用于代谢途径。可以用标准自由能和实际自由能来比较糖酵解。糖酵解的主要作用是由二磷酸腺苷生成三磷酸腺苷。在没有线粒体途径的情况下，这是为细胞提供能量的唯一途径。对于所有细胞来说，使用糖酵解中间体作为其他途径的交叉点(途径中间体)是一个重要的功能。
丙酮酸完全氧化的途径始于一个与质子共生的内膜转运体进入线粒体基质的步骤。对于米切尔假说，解偶剂提供了质子重新进入线粒体的捷径：质子载体本身。Krebs和他的同事们认识到，线粒体必须产生的三磷酸腺苷的数量必须由代谢需要决定，然而这个实验反而表明，交换器动力学的限制是对线粒体能量产生速率的限制。泛素酮(QH2)是一个从线粒体内膜两侧收集电子的池，随后将电子传递到电子传递链。因此，与脂肪酸氧化一样，Krebs循环（也称三羧酸循环）和一些氨基酸氧化途径是富含能量的可移动辅助因子NADH和泛素酮的产生者。丙酮酸和NADH作为糖酵解和线粒体氧化葡萄糖之间的两种联系。
本书研究了存在于代谢途径之间的连接类型，提供了三种不同类型的例子。第一个是糖异生与糖酵解的联系。第二种是糖酵解与糖原代谢之间的联系。第三种连接是移动辅因子的平行连接。然而，代谢连接需要释放中间代谢物，如乌头酶和黄嘌呤氧化酶。例如，可能使用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸作为反应的一部分产生了一个在代谢条件下比简单水解更有利的平衡位置的反应。
本书解释了细胞Ca2+在非兴奋细胞和兴奋细胞这两种不同的细胞类型中的上升机制。它讨论了代谢是如何受到细胞内Ca2+浓度的上升的影响。首先，细胞中Ca2+浓度的升高导致其信号传导被认为完全是来自内质网(ER)腔的内部池。兴奋收缩耦联是一个质膜电兴奋后导致Ca2+从细胞内部存储池中释放的过程。虽然骨骼肌Ca2+信号传导在历史上早于非兴奋性组织，但在骨骼肌中Ca2+信号传导途径尚不完全了解，在其他可兴奋性细胞如心脏和神经细胞中更不清楚。
《代谢结构与调节：新古典主义的方法》一书于2020年由CRC PRESS出版，作者是Raymond S. Ochs。
《代谢结构与调节：新古典主义的方法》一书中，专家研究人员介绍了新陈代谢的视角，糖酵解，线粒体和能量生产，通路关联性原则，酶及其抑制作用，组织特异性通路，细胞信号系统，通路与能量供应，新陈代谢的计算机模拟研究，与新陈代谢有关的医学问题。《代谢结构与调节：新古典主义的方法》一书从各个方面讲解了组织和细胞中新陈代谢相关的分子机制与能量通路，旨在为想要进一步研究细胞代谢结构与调节的研究人员提供简明易懂的介绍以及方法技术指导。
《代谢结构与调节：新古典主义的方法》一书作为分子生物学专业研究读物，观点新颖独到，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：
1、本书概述了组织和细胞中新陈代谢相关的分子机制与能量通路以及能量代谢的基本原理，重点讨论糖酵解，丙酮酸氧化，三羧酸循环中的能量代谢，本书还考虑了一些在潜在条件和实验方法中具有明显代谢联系的疾病状态能够。本书能够为成千上万种代谢物分析的新技术提供了有用的数据。
2、本书图表丰富，读者能够结合清晰的图表更加清楚的理解相关的知识。
本书目录：
引言
作者
第1章 新陈代谢的视角
第2章 糖酵解：参考途径
第3章 线粒体和能量生产
第4章 通路关联性原则
第5章 酶及其抑制作用
第6章 组织特异性通路
第7章 细胞信号系统
第8章 通路与能量供应
第9章 新陈代谢的计算机模拟研究
第10章 与新陈代谢有关的医学问题
胡萌欣 武汉大学生命科学学院 博士