十九代谢总论.pptVIP

第十九章 代谢总论 主要内容 分解代谢与合成代谢 高能化合物在新陈代谢中的重要作用 新陈代谢的调节 代谢中常见的有机反应机制 代谢的研究方法 几个概念 新陈代谢 营养物质在生物体内所经历的一切化学变化总称为新陈代谢 代谢中间产物 代谢过程中连续转变的酶促产物 中间代谢 新陈代谢途径中的个别环节、个别步骤 主要代谢途径 代谢网络中一些具有共同规律的途径 1. 分解代谢与合成代谢 分解代谢 catabolism 有机营养物通过一系列反应步骤转变成小的，简单的物质的过程，总体来看，分解代谢的终产物是CO2、NH3、和水，同时伴随着大量化学能被释放出来，所以分解代谢又叫产能代谢。 合成代谢 anabolism or biosynthesis 是生物体利用小分子或大分子的结构元件建造成自身大分子的过程，属于 耗能代谢 分解代谢与合成代谢 生物机体的分解 代谢与合成代谢是 同时发生的，但在 细胞的不同部位进 行。这称为区室化-----compartmentation 分解代谢与合成代谢 区室化通过几种方式影响代谢反应。在真核生物中，区室化将整个代谢途径完全分隔在特定的亚细胞区域。将降解和合成途径分开有许多优越性，最主要的是可以避免两个方向相反的反应彼此会部分或完全抵消。 区室化通过区室的通透特性也可以调节酶促反应，通过区室膜有选择的通透（或转运）可以调控底物进入区室和从区室输出产物，因为区室内底物和产物的相对浓度转而影响酶促反应。 另外区室化与影响代谢物跨细胞膜或亚细胞膜转运的激素的作用紧密相连。在哺乳动物中，不同的区室之间都是通过复杂的方式联系在一起的。 高能化合物：水解后可释放出大量能量的化合物，△G -5 Kcal/mol。 1、高能磷酸化合物：将高能量储存在磷酯键中的化合物，其磷酯键用“～”表示，区别于 “－”。 2、其它高能化合物： 乙酰CoA、NADH、NADPH、FADH2 高能化合物在新陈代谢中的重要作用 在分解代谢中起捕获和贮藏能量的是ATP （腺嘌呤核苷三磷酸或腺苷三磷酸） ATP中有二个高能磷酸键 能够直接供能的核苷酸类分子除ATP外还 有GTP（鸟苷三磷酸）UTP（尿苷三磷酸） 和CTP（胞苷三磷酸） 辅酶I（NAD）和辅酶II （NADP）以氢原子和电 子的形式将自由能转移给生 物合成需能反应。 在标准条件下，NADH氧化 所释放出的能量是 -220 KJ/mol，足可以驱 动几个ATP分子的形成。 FMN（黄素腺嘌呤单 核苷酸）和FAD（黄素腺 嘌呤二核苷酸）在呼吸链 中起传递H和电子的作用。 辅酶A（coenzyme A） 它由腺嘌呤、D-核糖、 磷酸、焦磷酸、泛酸和 巯基乙胺组成。巯基是 CoA的活性基团。它在 酶促反应中主要起接受 乙酰基的作用，生成乙 酰辅酶A（CH3COSCoA） 新陈代谢的调节 分子水平调节 包括反应物和产物的调节，主要是浓度和酶的调节，酶的调节主要是酶浓度和酶活性调节（变构调节、共价修饰调节）。 细胞水平调节 细胞的分隔作用( Compartmentation)。 整体水平调节 多细胞生物的调节。主要有激素调节、神经调节。 除此之外还有基因表达调控 代谢中常见的有机反应机制 基团转移反应 氧化-还原反应 消除、异构化和重排反应 碳-碳键的形成或断裂反应 代谢中常见的有机反应机制 基团转移反应 亲电子基团从一个亲核体转移到另一处亲核体上，如酰基、磷酸基、葡糖基的转移等。 代谢中常见的有机反应机制 氧化-还原反应 即电子的得失反应，在代谢中非常多，如NAD+形成NADH，FAD形成FADH2。 代谢中常见的有机反应机制 消除、异构化和重排反应 消除反应如C=C的形成； 异构化反应如醛糖与酮糖的异构反应； 分子重排反应如L-甲基丙二酰单酰辅酶A经甲基丙二酰单酰辅酶A变位酶作用变成琥珀酰辅酶A。 代谢中常见的有机反应机制 消除、异构化和重排反应 消除反应如C=C的形成； 三种可能的机制：协同机制、正碳离子机制、负碳离子机制。 代谢中常见的有机反应机制 消除、异构化和重排反应 2.异构化反应如醛糖与酮糖的异构反应； 代谢中常见的有机反应机制 消除、异构化和重排反应 3. 分子重排反应如L-甲基丙二酰单酰辅酶A经甲基丙二酰单酰辅酶A变位酶作用变成琥珀酰辅酶A。 代谢中常见的有机反应机制 碳-碳键的形成或断裂反应 这类反应主要有羟醛缩合反应（糖代谢中）、克莱森酯缩合反应（合成柠檬酸反应）、?-酮酸的氧化脱羧（异柠檬酸脱氢酶催化的脱羧）反应 代谢中常见的有机反应机制 克莱森酯缩合反应——合成柠檬酸反应 代谢中常见的有机反应机制 多数生物氧化中，