食品科学与工程 生物化学之代谢导论幻灯片.pptVIP

第八章 代谢导论 一、代谢的概念 代谢：发生在活细胞内的所有化学反应。 分解代谢反应：分解反应可以使生物大分子降解释放出小分子和能量； 合成代谢反应：活细胞利用能量，驱动合成代谢反应，合成用于维持和促进细胞生长所需的分子。 新陈代谢 生物小分子 大分子 合成代谢 需要能量 新陈代谢 能量代谢 物质代谢 释放能量 分解代谢 生物大分子 小分子 代谢途径 代谢途径：一系列有序的反应合称称为代谢途径。 线形代谢途径：前一个反应的产物就是下一个反应的底物。 环形代谢途径：由一系列酶促反应构成的，反应依次形成一个封闭的环形，如柠檬酸循环。 螺旋形代谢途径：一组酶可以重复用于给定分子的链的延伸或降解，如脂肪酸的生物合成。 分解代谢 分解代谢由三个阶段组成 第一个阶段：大分子蛋白质、多糖、脂等降解成小的单体构件分子，例如氨基酸、葡萄糖、甘油和脂肪酸等。 第二个阶段，构件分子分解成共同的中间产物，其中最重要的两个化合物是丙酮酸和乙酰CoA。在蛋白质分解代谢中，氨基酸经脱氨作用可生成氨。 第三个阶段，乙酰CoA进入柠檬酸循环，分子中的乙酰基被氧化成CO2和H2O。 生物氧化的特点和方式 生物氧化（biological oxidation）：糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生成CO2和H2O并释放出能量的过程。 实质：是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反应过程。是电子得失，失电子者为还原剂，是电子供体，得电子者为氧化剂，是电子受体 1、生物氧化的特点 2、生物氧化的方式（三种）、脱羧（CO2的生成）和耗氧（H2O的生成）。 3、有机物在体内氧化释能的三个阶段 生物氧化的特点 反应条件温和，在活细胞内进行的酶促氧化过程 水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用直接参于氧化反应。 碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通过各种载体传递到氧并生成水。 氧化过程中能量逐步释放，其中一部分由一些高能化合物（如ATP）截获，再供给机体所需。 生物氧化具有严格的细胞内定位，真核生物的生物氧化是在线粒体中进行的 生物氧化的方式 生物体内的物质氧化包括失电子、加氧和脱氢 失电子：电子转移 脱羧：CO2的生成机制 方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含羧基的中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成CO2。 类型：α-脱羧和β-脱羧；氧化脱羧和直接脱羧 直接脱羧 耗氧：H2O生成的机制 代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O 。 例： 分解代谢 分解代谢的结果： 产物：终产物为CO2、H2O和NH3。 化学能： 核苷三磷酸如ATP或GTP形式保存 还原型辅酶如NADH或FADH2的形式保存　　 合成代谢 合成代谢：由少数几种简单前体生成各式各样的生物大分子。 先由CO2、H2O和NH3合成构件分子氨基酸、葡萄糖、甘油、脂肪酸等，好象分解代谢的逆过程 由构件分子合成生物学功能各异的生物大分子。 二、代谢调控 一、细胞水平的代谢调节 二、体液水平的代谢调节 即激素调节 三、神经水平的代谢调节 细胞水平的调控 细胞水平的调控是一种最原始的调节机制，单细胞生物仅靠该机制调节。是高等生物最基础的调控机制。 细胞水平调控，主要通过酶来实现，因此也称为酶水平调控或分子水平调控。 调控的方式主要有三种： 区域定位调节 酶活性的调节 酶量的调节 代谢途径的区域化 概念：代谢途径的有关酶类，常常组成酶系，分布于细胞的某一区域或亚细胞结构中，使不同代谢途径在不同细胞或细胞亚结构中进行。 区域化的意义：区域化的存在显著影响真核细胞的代谢情况，有利于代谢的调节。 例如：脂肪酸的分解与合成 分解：脂酰CoA主要过程在线粒体内 合成：乙酰CoA主要过程在细胞浆中 真核细胞内某些酶的区域化分布 酶活性调节 酶活性调节：酶结构变化，改变酶活性。 酶原激活：无活性的酶原经切断部分肽段后变成有活性的酶。如消化道的蛋白酶类。 酶的化学修饰：酶分子连接或去掉一定化学基