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文档简介
1、代谢,代谢是生命最基本的特征之一,是体内发生的所有化学反应的统称,包括物质代谢和能量代谢两个方面。细胞内代谢途径和代谢网络、分解代谢和合成代谢、代谢三种途径、酶的三种组织方法、代谢的基本特性、反应条件温和高度调节各代谢途径是不可逆转的代谢途径之一或多种存在速度限制阶段各生物在基本代谢途径上是非常保守的代谢途径,特别是在细胞内,真核细胞内,其他高度分裂的生物使用不同途径获取能量和碳源,代谢途径丢失细胞需要持续的能源供应NADH、NADPH和ATP共同的能源货币NADPH-生物还原剂、代谢上的能源考虑、糖酶、所有活细胞在细胞小液中存在的10阶段反应配置在所有细胞中是相同的,但速度不同。 第二阶段:
2、第一阶段投资阶段或启动阶段:葡萄糖F-1,6-2P 2G-3-P第二阶段利润阶段:2丙酮酸2ATP丙酮酸生成的三个命运,糖分解第二阶段反应,糖分解,a .能源首先葡萄糖带有负电荷,极性急剧增加,很难再从细胞中“退出”。第二,葡萄糖变得不稳定,有助于细胞内的进一步代谢。葡萄糖在细胞内磷酸化后不能再离开细胞,反应23360磷酸葡萄糖异构酶,葡萄糖-6-磷酸转化结果糖-6-磷酸是一步异构化反应。通过这种反应,酮基从1变为2号,这为下一步磷酸化反应创造了条件,有利于后面醛收缩酶催化的C-3和C-4之间的断裂反应。反应3:果糖激酶,糖化的速度限制阶段!糖酵解第二启动反应因自由能源减少受到高度管制。反应4
3、:醛收缩酶,C6被切成2 C3,反应5:丙基异麦拉酶,磷酸二羟丙酮是甘油酯-3-磷酸,糖分解-第二阶段的反应,4 ATP生成结果糖分解2ATP是2个高能磷酸化合物。包含1,3 BPG PEP,反应6:甘酯-3-磷酸脱氢酶,甘油酸-1,3-磷酸氧化的甘油酸-1,3-磷酸是整个糖分解途径中唯一的一步氧化还原反应,1,3-BPG和NADH是巯基砷酸的化学结构和化学性质与Pi(Pi)非常相似,因此可以参与反应而不是无机磷酸,形成甘油-1-砷酸-3-磷酸,但这种产物很不稳定,很快就会自发水解成甘油-3-磷酸,产生热,不能进入下一步基质水平磷酸化反应。甘油酸-1-砷酸-3-磷酸的自发水解会干扰ATP合成,
4、影响细胞正常代谢,这是砷酸毒性的原因。反应7:磷酸甘油酸激酶,ATP从高能磷酸化合物合成,一步基质水平的磷酸化反应红细胞生成2,3-BPG的分枝,反应8:磷酸甘油电位酶,磷酸基团从C-3转移到C-2,反应93360烷-2-。氟化合物与Mg 2+和磷酸基团形成配合物,妨碍甘油-2-磷酸与烯醇酶的结合,能抑制酶活性。反应103360丙酮酸激酶,PEP转换为丙酮酸,生成ATP,生成两个ATP,可以认为是糖酵解途径的最后能量收益率。 g限制较大的负值!NADH和pyruvate的下落有氧或无氧?-嗯?在有氧状态下,NADH和pyruvate的命运(1)NADH的命运NADH在呼吸链中完全氧化为H2O,
5、产生更多ATP。(2)丙酮酸的命运丙酮酸在线粒体内膜经过丙酮酸携带体,与质子一起进入线粒体基质,基质中的丙酮酸脱氢酶被乙酰-CoA氧化,在缺氧或缺氧的情况下,NADH和丙酮酸的命运(1)乳酸发酵(2)酒精发酵,在线粒体内膜中甘油-3主要发生在动物的肝脏(80%)和肾脏(20%),动物细胞本身是合成葡萄糖的唯一手段。植物和一些微生物也可以做糖原。异生和糖分解途径的比较,糖原基质(动物),丙酮酸,乳酸,甘油,生糖氨基酸,所有TCA循环的中间体偶脂肪酸是不行的!偶数脂肪酸氧化只能产生乙酰可可,乙酰可可不能提供葡萄糖的净合成,因此与糖里生相关的反应并不是糖分解过程的简单逆转。第一,因为糖消化有三阶段不
6、可逆反应。如果不同时激活或抑制两种新陈代谢,就会陷入不适当的循环。糖原II,有些反应是“借用糖酶”。有些反应是,新的唐生在糖酵解途径中保持所有可逆反应(第二阶段,第四阶段到第九阶段)。自己的新反应只有四级反应。在这四阶段反应中,第二阶段反应用于克服分解过程的最后阶段不可逆反应,剩下的第二阶段反应用于克服分解过程的第三阶段和第一阶段不可逆反应。新的反应也提供了新的调节机制。丙酮酸羧酸羧基化酶、糖原的第一反应存在于线粒体基质中,生物素佐剂必须通过ATP诱导羧基化反应,将果糖-1,6- p水解为F-1,6-P和葡萄牙糖-6-P肌肉和脑细胞没有这种酶,不能分解糖异生的G-6-P,其他物质进入糖异生的途
7、径,Cori循环和Ala循环,TCA循环是糖、氨基酸、脂肪酸最后的共同代谢途径,柠檬酸循环和Krebs循环糖酵解引起的丙酮酸(实际上是乙酸),完全的三羧酸循环,乙酰CoA的形成,脂肪酸的氧化氨基酸氧化分解,丙酮酸的氧化脱羧被丙酮酸脱氢酶催化,丙酮酸的氧化脱羧,丙酮酸如何进入线粒体?Pyruvate dehydrogenase系统的结构和配置 pyruvate dehydrogenase包括pyruvate dehydrogenase、dihydrosulfate transacetylase和dihydrolipoic dehydrogenase,通过线粒体内膜的丙酮酸转运,砷毒性机制,柠檬酸
8、合成酶催化反应,反应1:柠檬酸合成酶,细胞中氟乙酸的代谢变化及其对TCA循环的影响,反应2:柠檬酸的异构化对异柠檬酸的氧化不是好的气质, 反应4: -酮戊二酸脱氢酶,第二氧化脱羧酶几乎是丙酮酸脱氢酶的结构上或基剂中的5个辅酶3354TPP,CoASH,lipoic NAD,FAD也是亚比酸的作用体,反应5:丁二酸- 双键型水合物分子加成反应2,反应8:苹果酸脱氢酶,NADH生成这是三羧酸循环的最后阶段反应,也是三羧酸循环的第四次氧化还原反应,TCA循环摘要,总反应:乙酰-CoA 3 nad fad GDP pi 2 H2 o2 cO2 3 NADH ,TCA循环的功能,更多ATP生成的生物合成
9、原料是糖、氨基酸、脂肪酸的最后共同分解途径,某些代谢中间我作为其他代谢途径的载体生产二氧化碳,在一分子葡萄糖的完全氧化过程中,ATP收入和支出,三羧酸循环中间物的去向,乙醛酸循环,植物和微生物的三羧酸循环的变化形式,在每个循环过程中。 在不造成无碳单元损失的情况下,净合成糖原球茎苹果酸,乙醛酸循环和三羧酸循环的比较,植物细胞内乙醛酸循环体和线粒体的微观结构,植物细胞内乙醛酸循环的生理意义和醋酸的再生,磷酸戊糖途径,又称磷酸己烷分支或6-磷酸葡萄糖酸途径,由小器官由氧化相和非氧化相组成,在生物合成旺盛细胞中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶不可逆反应对调节(受NADPH抑制)葡萄糖酸内酯酶没有酶催化作用,对
10、NADP有高度特异的酶glutanate -6-磷酸脱氢酶氧化脱羧也可能发生Km对NAD的比率比NADP高1000倍,未氧化相、未氧化相均由未氧化可逆反应组成,有5个阶段,反应的性质为异构或分子重排,通过这个阶段,6分子pentose转变为5分子hexose。把戊糖变成糖化的中间体。磷酸戊糖途径的摘要,一个葡萄糖分子不能完成此反应,至少有三个葡萄糖分子同时进入才能完成;只有6个葡萄糖分子一次进入磷酸戊糖,最终一个葡萄糖分子进入CO2和H2O相当于完全氧化。磷酸戊糖途径不是细胞生成NADPH的唯一方法,不需要氧气。根据细胞对NADPH、ribose、ATP的需要,pentose phosphat
11、e路径可以以四种不同的模式存在。快速分裂的细胞需要更多的ribose -5- phosphate作为第一种模式,需要等量ribose -5- phosphate和NADPH的细胞作为第二种模式存在,需要更多NADPH进行生物合成的细胞以第三种模式存在,只需要NADPH和ATP,但需要ribose -5- phosphate和NADPH(3)免疫(4)保持红细胞膜的完整性(5)间接进入呼吸链,是与核糖-5-磷酸有关的功能,在核苷酸及其衍生物合成的前体核糖-5-磷酸与红细胞-4-磷酸有关的功能芳香氨基酸和维生素B6的合成中,生物合成与碳酸化磷酸途径活性的关系,巨噬细胞膜上NADPH氧化酶的防御功能
12、,脂肪代谢,脂肪代谢,脂肪水解,(1)消化道内外源脂肪的水解,(2)内源脂肪的动员3354激素对脂肪质量的合成,(1)甘油的激活,(2),-氧化反应过程,脂肪酸的活性脂肪啊-CoA的运输4阶段反应反复循环,CoA激活FFA使其氧化,缩合脂肪酸和CoA,ATP水解AMP和PPi脂肪酸-CoA付出巨大的能源成本,但之后通过PPi的水解反应进行,脂肪,(脂肪酸氧化的速度限制阶段),(通过脂肪酸-CoA的线粒体内膜运输,脂肪酸的-氧化,四阶段反应的重复周期三阶段反应(脱氢,水,脱氢)是其他代谢途径(乙酰-CoA,脂肪酸2个以下,脂肪啊)总反应式可以完全氧化葡萄糖7 fad 7 na d 7h2o 8乙
13、酰-coa 7 fad H2 7 NADH生成106分子ATP。产生大量的H2O。骆驼用氧化作为获取水的特殊手段,对某些生活在干旱缺水环境中的生物来说,是很重要的。脂肪酸的-氧化,-氧化直接对玻璃脂肪酸进行,不需要激活,不发生ATP,可发生在内质网和线粒体或过氧化物酶中。先天性-氧化相关酶不足会导致Refsum病。像环烷酸这样的脂肪酸由-碳原子密封,在细胞内很难直接-氧化,因此只有在-氧化消除一个碳原子后才能-氧化。酮包括丙酮、醋酸、D-羟丁酸,在肝细胞线粒体基质中合成。大脑、心脏、肌肉的燃料是饥饿中脑细胞的注意能量是脂肪酸能携带的形式!酮的形成,酮的使用,脂肪酸的合成代谢,除植物外的生物合成场所是小细胞液;从头开始合成需要乙酰-CoA作为引物。作为激活的“碳单位”捐赠者,用语言来说,用语言来说,用语言来说,用单色亚知-CoA;丙二醇酸单酰基-CoA的脱羧反应和NADPH被用作驱动碳链扩展的动力。斐济酸通常是反应的最终产物。胭脂山以外的脂肪酸是通过受精、扩张等反应形成的。脂肪酸分解和合成
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