代谢PPT演示课件

生物化学,包四中马惠文,1,代谢,2,一.糖的分解代谢:,糖酵解(EMP)三羧酸循环(TCA)乙醇发酵和乳酸发酵磷酸戊(己)糖途径(PPP或HMP),(一)糖的氧化降解途径：,有氧呼吸：糖酵解、三羧酸循环和呼吸链,无氧呼吸：糖酵解、乙醇发酵或乳酸发酵,糖代谢,3,1.糖酵解过程（EMP途径）（细胞质基质中进行）,、步反应不可逆，是三个调节位点，使整个反应不可逆,4,丙酮酸脱氢酶,柠檬酸合酶,酮戊二酸脱氢酶,丙酮酸脱氢酶,柠檬酸合酶,酮戊二酸脱氢酶,5,糖酵解过程,三羧酸循环,三羧酸循环是指在有氧条件下，糖酵解途径的最终产物丙酮酸进入线粒体，经过一系列循环而完成氧化,但循环中没有分子氧的直接参与。循环中脱下的NADH和FADH2是通过呼吸链电子传递才将氢交给分子氧生成水。因此，从化学过程看，有氧呼吸应该是糖酵解、三羧酸循环和呼吸链三段的总和。,6,共23(28)分子ATP,3.葡萄糖彻底氧化的总结算:,糖酵解作用:(在胞浆中进行),葡萄糖丙酮酸:净得2分子ATP,2分子NADH,三羧酸循环(柠檬酸循环):(在线粒体中进行),丙酮酸乙酰CoA:2分子NADH,丙酮酸转变为乙酰CoA:(在线粒体中进行),2分子GTP(相当于ATP),6分子NADH,2分子FADH2,氧化磷酸化作用:(在线粒体内膜进行),如通过甘油磷酸穿梭途径:21.5(或2)=3分子ATP(或4),丙酮酸乙酰CoA:2NADH=22.5(3)=5(6)分子ATP,三羧酸循环:6NADH=62.5(3)=15(18)分子ATP2FADH2=21.5(2)=3(4)分子ATP,糖酵解产生的2分子NADH:,如通过苹果酸穿梭途径:22.5(或3)=5分子ATP(或6),总计:30或32个ATP(36或38),底物水平4分子ATP,7,4.乙醇发酵和乳酸发酵,在无氧的条件下，糖酵解形成的丙酮酸在细胞质中即进行乙醇发酵或乳酸发酵。发酵中消耗了糖酵解中产生的NADHH+，实现了NAD再生，可以在无氧的条件下使糖酵解得以继续进行。但发酵过程中没有ATP的生成。,无氧呼吸是糖酵解和乙醇发酵或乳酸发酵两段的总和,8,5.磷酸戊糖途径（PPP或HMP）,葡萄糖的氧化脱酸阶段,葡萄糖再生阶段,9,(1)戊糖磷酸途径（HMP）概念:是指在细胞质内进行的一种将葡萄糖直接氧化降解产生NADPH的过程。或称为已糖磷酸支路。简称PPP或HMP。也称为葡萄糖直接氧化途径。(2)戊糖磷酸途径（HMP）的生理意义(1)该途径是葡萄糖直接氧化过程,有较高的能量转化效率。(2)该途径中生成的大量NADPH可做为主要供氢体,在脂肪酸、固醇等的生物合成、氨的同化中起重要作用。(3)该途径中一些中间产物是许多重要有机物质生物合成的原料。(4)该途径非氧化分子重排阶段形成的丙糖、丁糖、戊糖、已糖和庚糖的磷酸酯及酶类与光合作用卡尔文循环中间产物和酶相同,因而戊糖磷酸途径和光合作用可以联系起来,相互沟通。(5)该途径在许多植物中普遍存在,特别是在植物感病和受伤、干旱时,该途径可占全部呼吸50%以上。(3)特点:（1）不先形成两分子丙糖。（2）氧化还原辅酶是NADP+（3）年龄越大、干旱、受伤等占比例大。茎叶根（4）中间产物与各代谢沟通。（5）是脂肪合成必须的。,10,（二）糖代谢的调控,1.代谢产物对呼吸酶活性的反馈调节：,反馈调节：指反应体系中的某些中间产物或终产物对其前面某一步反应速度的影响。能加速称正反馈，能减速称负反馈。,果糖磷酸激酶和丙酮酸激酶是糖酵解过程中受反馈调节的两个关键酶,果糖磷酸激酶：受后续产物3磷酸甘油酸、2磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、柠檬酸反馈抑制，避免糖酵解过度运转。Pi起激活作用。,丙酮酸激酶：被后续产物柠檬酸抑制。,三羧酸循环中：乙酰CoA积累抑制丙酮酸脱氢酶，柠檬酸积累抑制柠檬酸合酶，琥珀酰CoA积累抑制酮戊二酸脱氢酶。,2.能荷对呼吸酶活性的调节：,能荷：细胞中高能磷酸根的程度。细胞中腺苷酸全为ATP，能荷1.0；全为ADP能荷0.5；全为AMP，能荷0。能荷高时,通过调节呼吸酶的活性抑制ATP合成，反之，促进ATP的合成。,3.NAD+NADH和NADP+NADPH的比值对呼吸酶活性的调节：,糖酵解和三羧酸循环生成NADH，戊糖磷酸途径生成NADPH，而NAD+NADH和NADP+NADPH的比值常相对稳定。还原型NADH和NADPH是负效应物，对呼吸酶活性起抑制作用，氧化型NAD+和NADP+是正效应物，对呼吸酶活性起促进作用。,11,二.糖的异生:,概念：非糖物质在肝脏中合成葡萄糖的作用。,途经：不完全是糖酵解的逆反应，因糖酵解有三处不可逆反应，在此需要迂迴。,注意：丙酮酸羧化酶存在于线粒体基质中，其它过程的酶都存在于胞质中。丙酮酸在有氧条件下进入线粒体中。草酰乙酸必须穿过线粒体膜，但细胞中不存在使草酰乙酸跨膜的蛋白质，一般草酰乙酸先转变成苹果酸跨线粒体膜，到胞质后再转变成草酰乙酸。,12,糖异生的前体：,1.凡能生成丙酮酸的物质。如：乳酸、三羧酸循环中的中间物，柠檬酸、酮戊二酸、苹果酸等。,2.凡能转变成丙酮酸、酮戊二酸、草酰乙酸的氨基酸。如：丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等。,3.脂肪水解产生的甘油转变为二羟丙酮磷酸后转变为葡萄糖，但动物中脂肪酸氧化分解产生的乙酰CoA不能逆转为丙酮酸，因而不能异生为葡萄糖。,13,脂代谢,脂肪的分解代谢：,在脂肪酶的作用下，脂肪分解为甘油和脂肪酸，甘油和脂肪酸继续氧化分解成CO2和H2O。,一.甘油的氧化：,14,二.脂肪酸的氧化:,1.脂肪酸的活化:(在胞浆内进行),脂肪酸+HSCoA,脂酰CoA合酶,ATP,AMP+PPi,2Pi,H2O,脂酰CoA,2.脂酰CoA转入线粒体:,短链可渗透通过线粒体内膜(10个碳以下),长链需肉毒碱转运,消耗两个高能磷酸键,15,3.氧化:,以软脂酸(16C)为例,脂肪酸经氧化彻底氧化释放能量总结算:,1分子软脂酰CoA需经氧化的7个轮回,生成8个乙酰CoA:,1软脂酰CoA,8个乙酰CoA+7FADH2+7NADH,产生ATP=81071.572.5=108,净得ATP=106(过去129),16,氨基酸代谢,一.脱氨基作用:,1.氧化脱氨基作用：,氨基酸酮酸,氧化脱氨基的酶：D氨基酸氧化酶(体内D氨基酸不多)、L氨基酸氧化酶(L氨基酸氧化酶在体内活性不高)、L谷氨酸脱氢酶(体内活性高)。,此种脱氨基并不占主导地位,17,2.转氨基作用：,一种氨基酸的氨基可以转移到酮酸上，从而生成相应的一分子酮酸和一分子氨基酸。因此转氨基作用一方面是氨基酸分解代谢的开始步骤，另一方面也是非必需氨基酸合成代谢的重要步骤。,大多数转氨酶都需要酮戊二酸作为氨基的受体，这就意味着许多氨基酸的氨基，通过转氨作用转化为谷氨酸，再经L谷氨酸脱氢酶的催化导致了氨基酸的氧化分解。,酮戊二酸谷氨酸,18,磷酸吡哆醛接受氨基酸分子中的氨基变成磷酸吡哆胺，磷酸吡哆胺再将其氨基转移给另一分子酮酸，生成另一种氨基酸。磷酸吡哆醛是氨基酸分解及合成中的一种氨基传递体。,转氨酶：,种类：很多,分布：很广。在真核生物中，转氨酶分布于胞液和线粒体中。,辅酶：磷酸吡哆醛，它是维生素B6的磷酸酯。,19,3.联合脱氨基作用：,L氨基酸先与酮戊二酸经转氨作用变为相当的酮酸及谷氨酸，谷氨酸经谷氨酸脱氢酶作用重新变成酮戊二酸，同时放出氨。,生物体的L氨基酸氧化酶活性不高，而L谷氨酸脱氢酶的活性高强，转氨基又普遍存在，因此，大部分氨基酸是通过联合脱氨基的方式脱去氨基的。,20,二.尿素的合成：,1.尿素的合成部位：肝脏是生成尿素的主要部位。,2.尿素生成的机制鸟氨酸循环(尿素循环),尿素分子中的两个N原子来自一个氨分子和一个天冬氨酸分子,其C原子来自HCO3-。尿素循环中包括5步酶反应，2步发生在线粒体内，3步发生在胞液中。,(天冬氨酸),21,核苷酸代谢,一.核酸的酶促降解:,核酸内切酶(核酸酶),作用于核酸内部的磷酸二酯键,产生低级多核苷酸和单核苷酸,分为脱氧核糖核酸酶和核糖核酸酶,专一性较低,作用于DNA和RNA的磷酸二酯键,能从DNA和RNA链的一端逐个水解下单核苷酸。,核酸外切酶,例如：蛇毒磷酸二酯酶，从多核苷酸的3端开始，逐个水解下5核苷酸,牛脾磷酸二酯酶，从多核苷酸的5端开始，逐个水解下3核苷酸,22,二.嘌呤和嘧啶的分解:,(一)嘌呤的分解:不同生物嘌呤分解的终产物各不相同。嘌呤先经脱氨基和氧化形成尿酸：灵长类、鸟类、排尿酸爬虫类、昆虫，嘌呤代谢的终产物是尿酸。其它生物尿酸还可逐级分解，产生不同的代谢终产物：哺乳动物(灵长类除外)、腹足类是尿囊素硬骨鱼是尿囊酸大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类是尿素甲壳类、咸水瓣鳃类是NH3和CO2(二)嘧啶的分解:与嘌呤分解类似，嘧啶分解时，有氨基的先脱氨基，水解开环成链状化合物，继续水解成NH3和CO2等。,23,解析：AKrebs循环即三羧酸循环、柠檬酸循环、TCA循环，在线粒体中进行。乙醛酸循环：只存在于植物和微生物中，是将乙酰COA转变为乙酰乙酸从而进入柠檬酸循环。催化此循环的酶存在于线粒体和乙醛酸循环体中，特别是只存在于乙醛酸循环体中的两种酶。乙醛酸循环对种子的发育至关重要。在种子中，很多能量是以三酰甘油的形式贮存。当种子发芽时，脂肪分解形成的乙酰COA通过乙醛酸循环形成草酰乙酸可转换成糖，提供植物生长所需要的能量和代谢中间物的前体。脂肪酸合成：脂肪酸的合成主要在胞浆中进行，在线粒体和微粒体中也能进行。胞浆中含脂肪酸合成的重要体系，可从头合成。线粒体中可进行与脂肪酸氧化相似的逆向过程，使得一些脂肪酸碳链加长。酮体合成：主要在肝脏线粒体中进行。,(09年联赛)37.下列哪些反应的主要进行部位不是线粒体?糖酵解；Krebs循环；氧化磷酸化；乙醛酸循环；脂肪酸合成；酮体合成ABCD,24,(10年联赛)11人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是以下哪一种?(1分)A尿素B尿酸C丙氨酸D肌酸E肌酸酐,25,1.以下哪种物质具有高能键A.磷酸烯醇式丙酮酸B.3一磷酸甘油酸C.2一磷酸甘油醛D.果糖-6-磷酸,2.葡萄糖酵解的产物是A.丙氨酸B.丙酮醛C.丙酮酸D.乳酸E.磷酸丙酮酸,3.动物脂肪氧化供能的特点是A.氧化时释放能量多B.动物体所消耗的能量的绝大部分是由脂肪提供C.在短期饥饿情况下，脂肪是主要的能量来源D.脂肪不能在机体缺氧时供能,A,练习:,(06年联赛),C,AD,26,4.下列哪一生化代谢途径是发生在厌氧环境中A.三羧酸循环B.线粒体电子传递链C.糖酵解D.糖异生,C,(08年联赛),5.动物和植物细胞中的丙酮酸在厌氧环境中都会发生酵解反应，下列哪一化合物不是该反应的直接产物A.乙醇B.NAD+C.乳酸D.CO2,A,6.下列哪一化合物进入三羧酸循环的目的是为了进一步的分解代谢A.乙酰-CoAB.酮酸C.苹果酸D.