葡萄糖、脂肪和氨基酸之间相互转变的途径和枢纽.ppt

1、葡萄糖、脂肪和氨基酸之间相互转变的途径和枢纽,临床 二班 周 攀,三大营养物相互转变的枢纽,（一）葡萄糖与脂肪代谢的联系 （二）葡萄糖与氨基酸代谢的联系 （三）脂肪与氨基酸代谢的联系,三大营养物质代谢,从能量供应的角度看，糖、脂肪、蛋白质作为能源物质在供应能量上可互相代替，互相制约，但不能完全互相转变。 糖、脂肪、蛋白质在体内分解氧化的代谢途径随各不相同，但乙酰辅酶A是他们共同的中间代谢物，三羧酸循环和氧化磷酸化成为三大营养物最后分解的共同代谢途径，释放出的能量均需转化为ATP的化学能。,葡萄糖,糖代谢的概况,E2,E1,E3,胞浆,TAC循环,糖有氧氧化的反应过程包括四个阶段,第一阶段：糖酵

2、解途径,第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸脱氢酶复合体（限速酶）,第三阶段：三羧酸循环,G（Gn）,第四阶段：氧化磷酸化,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,氧化磷酸化,ATP,ADP,胞液,线粒体,丙酮酸脱氢酶复合体的组成,糖原的合成与分解（胞浆）总图,BACK,（一）TCA循环由8步代谢反应组成,乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸 柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸 异柠檬酸氧化脱羧转变为-酮戊二酸 -酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA 琥珀酰CoA经底物水平磷酸化生成琥珀酸 琥珀酸脱氢生成延胡索酸 延胡索酸加水生成苹果酸 苹果酸脱氢生成草酰乙酸,（二）三羧酸循环的要点：,经过一次三羧酸循环： 消耗一分子

3、乙酰CoA； 二次脱羧，四次脱氢，一次底物水平磷酸化； 生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2， 1分子GTP（相当于ATP）； 限速酶：柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶（关键酶） -酮戊二酸脱氢酶复合体,（三）TCA循环在3大营养物质代谢中具有重要生理意义,TCA循环是3大营养素的最终代谢通路，其作用在于通过4次脱氢，为氧化磷酸化反应生成ATP提供还原当量(H+ e) 。 TCA循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽，为生物合成提供小分子前体。,三羧酸循环,TAC的反应部位：线粒体。 TAC在有氧条件下运转。 整个循环反应为不可逆反应。 TAC是体内产生CO2的主要途径,BACK,

4、甘油三酯,游离脂酸,甘油,乙酰CoA,脂肪动员,-氧化,酮体,TCA循环,氧化分解,糖酵解途径,裂解,乙酰CoA,TCA循环,氧化分解,脂肪代谢概况,12,脂肪动员过程：,HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶,13,脂肪动员生成的甘油，主要经血循环转运至肝进行代谢。 1甘油磷酸化为3-磷酸甘油（-磷酸甘油）,甘油经糖代谢途径代谢,23-磷酸甘油氧化为磷酸二羟丙酮,23-磷酸甘油氧化为磷酸二羟丙酮,脂酸经-氧化分解供能,1. 脂酸的活化形式为脂酰CoA（胞液）,脂酰CoA合成酶 存在于内质网及线粒体外膜上。,其中，肉碱脂肪酰转移酶是脂肪酸-氧化的关键酶。,2. 脂酰CoA经肉碱转运进入线粒体，是脂酸

5、-氧化的主要限速步骤,氧化方式：-氧化循环 每一轮-氧化由四个连续的酶促反应组成： 脱氢、水化、再脱氢、硫解,3. 脂酰基-氧化的最终产物主要是乙酰CoA,脂酸-氧化的前三步反应和TAC的后三步反应类似： 羧酸(脱氢)烯酸(加水)羟基酸(再脱氢)酮酸,活化：消耗2个高能磷酸键,-氧化：,每轮循环 四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解 产物：1分子乙酰CoA 1分子少两个碳原子的脂酰CoA 1分子NADH+H+ 1分子FADH2,脂酸氧化是体内能量的重要来源, 以16碳软脂酸的氧化为例,15,7 轮循环产物：8分子乙酰CoA 7分子NADH+H+ 7分子FADH2,能量计算： 生成ATP 81

6、0 + 7（2.5 + 1.5）= 108 净生成ATP 108 2 = 106,循环轮次数 = N/2-1,2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酸,HMGCoA,D(-)-羟丁酸,丙酮,乙酰乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酸,2乙酰CoA,酮体的生成和利用的总示意图（乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮三者总称为酮体。）,线 粒 体 膜,胞液,线粒体基质,柠檬酸,柠檬酸,乙酰CoA,柠檬酸-丙酮酸循环,甘油二酯途径,BACK,氨基酸代谢概况, 丙氨酸氨基转移酶（ALT），又称为谷丙转氨酶（GPT）： ALT催化丙氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。,重要的转氨酶,ALT在肝中活性较

7、高，在肝的疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。, 天冬氨酸氨基转移酶（AST），又称为谷草转氨酶（GOT）： AST催化天冬氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。,AST在心肌中活性较高，故在心肌疾患时，血清中AST活性明显升高。,各种转氨酶都具有相同的辅酶和作用机制,转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛,氨基酸,磷酸吡哆醛,-酮酸,磷酸吡哆胺,转氨酶,转氨酶的辅酶及其作用机制,转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。,通过此种方式并未产生游离的氨。,此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式。 主要在肝、肾和脑组织进行

8、。,转氨基偶联氧化脱氨基作用,氨基酸通过氨基酸氧化酶脱去氨基,腺苷酸代 琥珀酸,AMP,苹果酸,转氨酶,AST,腺苷酸代琥 珀酸合成酶,腺苷酸代琥珀酸裂解酶,腺苷酸 脱氨酶,延胡索酸酶,苹果酸 脱氢酶,氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基,此种方式主要在骨骼肌和心肌中进行。 腺苷酸脱氨酶的活性较强。 7种酶参与催化。,连续转氨基,嘌呤核苷酸循环,TAC,鸟氨酸循环也有类似反应,氨基酸碳链骨架可进行转换或分解,氨基酸脱氨基后生成的 -酮酸 (-keto acid）主要有三条代谢去路。,（一）-酮酸可彻底氧化分解并提供能量,（三）-酮酸可转变成糖及脂类化合物,（二）-酮酸经还原氨基化生成非必需氨基酸,

9、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、,天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,氨基酸生糖及生酮性质的分类,甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、,天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、,丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、,天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸

10、、色氨酸,氨 基 酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,类别,BACK,糖与脂肪的转化,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,ATP,ADP,己糖激酶,6-磷酸果糖,磷酸己糖异构酶,1，6磷酸果糖,ATP,ADP,6-磷酸果糖激酶-1,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,醛 缩 酶,磷酸丙糖异构酶,1，3磷酸甘油醛,Pi,NAD+,NADH+H+,3-磷酸甘油醛脱氢酶,3-磷酸甘油酸,ATP,ADP,磷酸甘油酸激酶,2-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸变位酶,PEP,H2O,烯醇化酶,丙酮酸,ATP,ADP,丙酮酸激酶,乙酰COA,脂肪,甘油,FFA,脂酰

11、COA,线粒体,Mg+,ATP,磷酸甘油脱氢酶,线粒体基质中,1脱氢,2加水,3再脱氢,4硫解,脂肪动员,糖与氨基酸的转化,柠檬酸,-酮戊二酸,琥珀酸,延胡索酸,草酰乙酸,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,乙酰COA,磷酸二羟丙酮,PEP,丙酮酸,3-磷酸甘油醛,磷酸戊糖途径,CO2,CO2,亮氨酸、赖氨酸,天冬氨酸天冬酰胺,酪氨酸、苯丙氨酸,缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、苏氨酸,谷氨酸,精氨酸、组氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺,丙氨酸、色氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸、半胱氨酸,TAC,脂肪与氨基酸的转化,柠檬酸,-酮戊二酸,琥珀酸,延胡索酸,草酰乙酸,乙酰COA,丙酮酸,CO2,CO2,亮氨酸、赖氨酸,天冬氨酸天

12、冬酰胺,酪氨酸、苯丙氨酸,谷氨酸,精氨酸、组氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺,TAC,缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、苏氨酸,丙氨酸、色氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸、半胱氨酸,脂肪,PEP,磷酸二羟丙酮,甘油,3-磷酸甘油,NAD+,NADH+H+,磷酸甘油脱氢酶,FFA,脂酰COA,线粒体中,ATP、Mg2+、COASH,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸,-酮戊二酸,柠檬酸,乙酰CoA,丙酮酸,PEP,磷酸丙糖,葡萄糖或糖原,糖,-磷酸甘油,脂肪酸,脂肪,甘油三酯,乙酰乙酰CoA,酮体,CO2,CO2,糖、脂肪及氨基酸代谢的联系,T A C,总结,1、三大营养物质代谢的相同点 （1）来源相同 三大营养物质的来源都有三条途径：食物中消化吸收、其他物质转化、自身物质的分解。 （2）都可以作为能源物质 三大营养物质在体内都可以进行氧化分解，作为能源物质使用。但它们供能有着先后顺序，它们按照糖类、脂质、蛋白质的顺序供能。 （3）在动物体内可以转化 糖类可以直接转化成蛋白质和脂肪，蛋白质也可以直接转化成糖类和脂肪，但脂肪不能直接转化成蛋白质。 （4）代谢终产物 和是三大营养物质相同的代谢终产物。,2、三大营养物质代谢的不同