代谢及代谢途径
微生物的代谢和能量获取
微生物的代谢和能量获取微生物是一类微小而广泛存在于自然界各个环境中的生物。
它们具备各种各样的代谢途径和能量获取方式，从而在生态系统中扮演着重要的角色。
本文将介绍微生物的主要代谢途径和能量获取方式，以及它们对环境和人类的影响。
一、微生物的代谢途径微生物的代谢途径多种多样，常见的包括厌氧呼吸、光合作用、无机物化合物的氧化还原反应以及异养代谢。
以下将详细介绍这些代谢途径。
1. 厌氧呼吸厌氧呼吸是微生物在缺氧条件下进行的一种能量获取方式。
这类微生物利用电子受体而不是氧气进行呼吸作用，例如硫酸盐还原菌以硫酸盐作为电子受体，产生硫化氢；硝酸盐还原菌以硝酸盐作为电子受体，产生亚硝酸盐或氮气。
2. 光合作用光合作用是一种利用光能将无机物转化成有机物的代谢途径。
光合作用通常发生在光合细菌和植物叶绿体中，其中最为常见的是光合细菌。
这些微生物能够利用光合色素吸收太阳能，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。
3. 无机物化合物的氧化还原反应微生物还能通过将无机物化合物进行氧化还原反应来获取能量。
例如，铁细菌以铁离子作为电子供体，氧化铁离子为铁氧或其他氧化物，从而释放能量。
4. 异养代谢异养代谢指微生物从有机物分子中直接获取能量。
常见的异养代谢途径包括脂肪酸酸化、无机盐酸解及氧化还原反应等。
例如，许多细菌和真菌能够利用有机物分解产生的氨、硫化氢等无机盐进行能量获取。
二、微生物的能量获取方式微生物的能量获取方式主要有化学能量和光能两种。
1. 化学能量微生物通过氧化还原反应中的化学能转换为生物体内的能量。
例如，厌氧呼吸中的硫酸盐还原菌能够通过氧化硫酸盐和有机物获得能量，而光合细菌则通过光合作用中的化学反应转换为能量。
2. 光能光合细菌和植物等微生物能够利用光合色素吸收光能，将其转化为生物体内的能量。
这种能量转换方式广泛存在于自然界中，是维持地球生态系统平衡的重要途径。
三、微生物的环境和人类影响微生物在环境中的代谢和能量获取过程对自然界和人类都有重要影响。
生物化学代谢途径
生物化学代谢途径生物化学代谢途径是指生物体内分子的转化和能量的利用路径。
通过代谢途径，生物体能够合成所需的物质，分解有害物质，并从中获取能量。
本文将介绍生物化学代谢途径的基本概念、主要类型以及其在生物体内的重要意义。
一、生物化学代谢途径的基本概念生物化学代谢途径是由一系列相互关联的生化反应组成的，这些反应通过酶的催化作用进行。
生物体在维持生命的过程中，需要通过代谢途径来完成各种功能，如合成新的分子、分解有害物质、转换能量等。
生物化学代谢途径可分为两个基本类型：合成代谢和降解代谢。
合成代谢是指生物体通过代谢途径来合成新的物质。
这种合成过程通常需要能量的输入，通过各种途径来满足机体对特定物质的需求。
例如，葡萄糖合成途径是生物体合成葡萄糖的重要途径，通过多步骤的反应，将简单的有机物转化为葡萄糖。
降解代谢是指生物体通过代谢途径来将复杂的分子分解为简单分子，并从中释放能量。
这种能量释放对于维持生命活动至关重要。
例如，葡萄糖降解途径是生物体分解葡萄糖的过程，通过一系列酶催化的反应，将葡萄糖氧化为二氧化碳和水，并释放大量能量。
二、生物化学代谢途径的主要类型1. 糖代谢途径糖代谢途径是生物体内糖类物质代谢的路径，包括糖分解途径和糖合成途径。
糖分解途径主要是将葡萄糖降解为能量，如糖酵解途径和柠檬酸循环；而糖合成途径则是将其他物质转化为葡萄糖，如糖异生途径。
2. 氨基酸代谢途径氨基酸代谢途径是生物体内氨基酸的合成和降解过程，通过具体的途径来满足生物体对氨基酸的需求。
代表性的氨基酸代谢途径包括脱氨途径和氨基酸合成途径。
3. 脂质代谢途径脂质代谢途径是生物体内脂质的合成和降解过程，通过途径来满足生物体对脂质的需求。
典型的脂质代谢途径包括脂肪酸代谢途径和甘油三酯合成途径。
4. 核酸代谢途径核酸代谢途径是生物体内核酸的合成和降解过程，通过途径来满足生物体对核酸的需求。
代表性的核酸代谢途径包括核苷酸合成途径和核苷酸降解途径。
细胞生物学中的代谢途径
细胞生物学中的代谢途径生命的本质在于细胞。
在细胞内，有着繁复而关键的代谢途径，这些途径以复杂的方式相互交织在一起，让细胞保持着正常的生命活动。
本文将对细胞生物学中的代谢途径进行深入探讨。
一、糖代谢途径糖代谢途径，又称糖类代谢途径，是指细胞利用糖类分解出能量并合成其他物质的过程。
这是通过三个过程实现的，即糖异构转换、糖-酸盐变换和糖解作用。
糖异构转换是指糖分子在水中随机移动和转化的过程。
此外，还有一种特殊的反应叫做己糖霉素酸盐途径，是大多数生物利用葡萄糖制造玉米糖等物质的方式。
糖-酸盐变换则涉及到七个糖酸盐，是产生乳酸、尿素和有机酸的方式之一。
糖分子经过以上两个过程后,就会参与糖解作用。
糖解作用是糖、淀粉质和糖原得到利用和分解的过程。
细胞在这个过程中可以获取能量并合成其他物质。
二、脂肪酸代谢途径脂肪酸代谢途径，是指脂肪酸在细胞内进行分解和利用的过程。
与糖代谢途径相比，脂肪酸代谢途径的能量更加高效。
也就是说，脂肪酸在细胞内分解成二氧化碳与水后，会产生更多的ATP 分子。
脂肪酸代谢途径有两个主要过程：β-氧化作用和酯化作用。
β-氧化作用是指，脂肪酸在细胞中先与 ATP 进行偶联，然后被分解成乙酰辅酶 A (acetyl-CoA) 和烷基残基。
这个过程就是β-氧化作用。
而酯化作用则是指，在细胞内新产生的脂肪酸与糖类或氨基酸反应的过程。
三、核酸代谢途径核酸代谢途径是指细胞在合成和分解核酸时所参与的各种过程。
它们都涉及到一种叫做核苷酸的分子，核苷酸是由糖、碱基和磷酸组成的。
核酸代谢途径的两个重要部分是：核苷酸的合成和降解。
核苷酸的合成，需要通过氮对空气中的氧气或硫化氢等物质进行转化。
而降解过程则可以使蛋白质分解成核苷酸。
四、代谢的调节上述的三个过程总是会受到一些外在因素的影响。
这就不得不提到代谢的调节。
细胞的代谢过程可通过许多机制得到调节，包括反馈抑制、协同作用、物质分配等。
不同物质的激活剂（如葡萄糖、荷尔蒙、氧气等）也会通过细胞膜、信号通路等方式，影响细胞内代谢网络的活动。
能量代谢和代谢途径在生理过程中的作用
能量代谢和代谢途径在生理过程中的作用生物体内的能量代谢和代谢途径是维持生命活动和正常生理功能的基础。
代谢途径包括蛋白质、脂肪和碳水化合物等大分子物质的合成和分解过程。
这些过程中涉及的酶、激素和信号传导分子等物质在维持正常生理过程中发挥重要的作用。
本文将介绍生物体内的几种能量代谢和代谢途径以及它们在不同的生理过程中的作用。
一、三大营养素的代谢1. 碳水化合物代谢碳水化合物是生物质中最主要的能量来源。
人体内的碳水化合物主要以血糖的形式存在，血糖的正常范围为70-110mg/dL。
血糖是人体内的主要能量供应物质之一，也是人体内唯一的能够供应大脑和神经系统的能源物质。
当人体血糖浓度过低时，会引起低血糖症，表现为头晕、乏力和出汗等症状。
碳水化合物代谢的主要途径是糖原代谢和糖类代谢。
糖原代谢是指肝脏和肌肉内的糖原转化为血糖，并参与糖代谢过程。
糖类代谢是指血糖在体内的代谢过程，包括糖酵解和糖异生两部分。
2. 脂肪代谢脂肪代谢是指机体内脂肪物质的合成和分解过程。
脂肪在体内代谢的过程不仅能够提供能量，还能合成和分解其他重要的生物分子。
脂肪代谢的主要途径是脂肪酸的β氧化代谢和三酰甘油储存和释放过程。
β氧化代谢是指脂肪酸在细胞内被氧化分解，产生能量和二氧化碳等废物。
三酰甘油储存和释放过程则是指脂肪物质储存和释放的过程，主要通过脂肪细胞内三酰甘油的合成和分解完成。
脂肪代谢过程在人体中的作用十分重要，它除了能够提供大量的能量之外，还能参与内分泌调节和脂肪酸合成等多个生理过程。
3. 蛋白质代谢蛋白质代谢指机体内蛋白质的分解和合成过程。
蛋白质是人体内重要的组成部分，无论是细胞膜、酶、激素还是免疫细胞，都离不开蛋白质。
蛋白质代谢的主要途径是分解和合成过程。
分解过程包括氨基酸的去氨、氨基酸的转移和尿素循环等，合成过程则是指氨基酸的合成和蛋白质合成的过程。
蛋白质代谢的过程在生理过程中扮演着重要的角色，它不仅能够提供细胞组成和维持正常的生理功能，还能够参与体内物质的代谢和调节。
生物体内有机物的代谢途径及其调控
生物体内有机物的代谢途径及其调控生物体内的代谢过程是一系列有机物的转化和调控过程，其中包括多种物质代谢途径，例如糖类、脂类、蛋白质等。
在代谢途径中，有机物质分别经过若干步骤的转化，被分解或者合成成为其他物质，完成身体对能量和营养物的吸收利用。
不同的有机物代谢途径之间互相关联，并受到其他生理过程的调控。
糖类代谢途径糖类代谢途径是生物体内最为重要的代谢途径之一，它涉及到多种糖类的代谢和能量的利用。
糖类在食物中被吸收后，经过消化酶的分解转化为葡萄糖分子，通过血液运输到身体组织。
在身体组织中，葡萄糖分子首先进入到细胞质内，经过糖酵解途径，产生大量的ATP分子，供给细胞能量。
在糖类代谢途径中，糖原是重要的能量贮备物质，它存在于肝脏和肌肉中，并能被分解为葡萄糖供能。
当人体长时间未进食时，肝脏会将糖原分解成葡萄糖释放到血液循环中，以维持血糖水平的稳定。
脂类代谢途径脂类代谢途径是生物体内能量储备的主要方式。
大多数脂质都是由脂肪酸和甘油构成的甘油三酯，其中脂肪酸是人体中重要的营养物质之一。
脂肪酸在肝脏中合成为甘油三酯，并存储在脂肪细胞中，成为人体中最主要的能量供源之一。
在能量不足的情况下，肝脏可以将脂肪酸和甘油三酯分解，以产生能量供给其他组织。
同时，在紧急情况下，人体组织也会通过酶的反应将脂肪酸转化为酮类物质，以紧急产生能量供给身体需要。
蛋白质代谢途径蛋白质代谢途径是生物体内重要的代谢路线，强调了身体对蛋白质的吸收和利用。
蛋白质在身体吸收后，被分解为多肽和氨基酸，通过消化道被运输到肝脏和其他组织中。
氨基酸在体内是重要的构成蛋白质的基本单元，同时也是生物体内的重要代谢物质之一。
在能量不足的条件下，肝脏和肌肉组织可以将氨基酸转化为葡萄糖和脂肪，以增加能量供给。
代谢途径的调控代谢途径的转化和调控主要是通过酶的催化和细胞内信号传导来实现的。
在生物体内，代谢途径各个关键酶系统都需要受到特定的激活和抑制来确保代谢过程的平衡和稳定，以适应不同的生理环境和能量需求的变化。
代谢途径的调控与代谢调节
代谢途径的调控与代谢调节代谢途径的调控与代谢调节在维持生物体正常功能和稳态方面起着重要作用。
生物体通过一系列的调控机制来调节代谢途径的速率和方向，以适应内外环境的变化，从而保持体内代谢的平衡。
本文将重点讨论代谢途径的调控与代谢调节的基本概念、主要调控器和相关机制。
1. 代谢途径的调控代谢途径是物质在生物体内转化的路径和方式。
生物体内有许多不同的代谢途径，如糖酵解途径、无氧呼吸途径和脂肪酸合成途径等。
这些代谢途径之间相互联系，通过酶催化等方式形成复杂的代谢网络。
生物体需要根据能量需求和外部条件来调控这些代谢途径的速率和方向，以维持体内代谢的平衡。
生物体通过调节酶的活性和基因表达来调控代谢途径。
酶是生物体内催化化学反应的蛋白质。
酶的活性受到许多因素的影响，如温度、pH值和底物浓度等。
生物体可以通过调节这些因素来改变酶的活性，进而调控代谢途径的速率。
此外，生物体还可以通过改变酶的合成和降解来调控代谢途径的方向。
2. 代谢调节的概念代谢调节是生物体通过一系列复杂的调控机制来维持体内代谢的平衡。
代谢调节可以分为两种类型：内源性调节和外源性调节。
内源性调节是指生物体内部产生的调节信号来调控代谢途径。
外源性调节是指生物体受到外部环境刺激而产生的调节信号来调控代谢途径。
内源性调节通过代谢产物的浓度来调节代谢途径。
当代谢产物的浓度升高时，生物体会抑制与该代谢产物相关的代谢途径，从而减少该代谢产物的生成。
相反，当代谢产物的浓度降低时，生物体会促进与该代谢产物相关的代谢途径，增加该代谢产物的生成。
外源性调节通过受体的激活来调节代谢途径。
生物体表面的细胞受体可以感知外部环境的刺激，并产生相应的信号传递到细胞内部。
这些信号可以激活或抑制特定的代谢途径，以适应外部环境的变化。
外源性调节可以包括神经系统和内分泌系统等。
3. 代谢调节的主要调控器代谢调节的主要调控器包括激素、酶和基因调控等。
激素是生物体内分泌系统产生的一类调节信号。
生物化学第七篇代谢及代谢途径
第七篇代谢及代谢途径（第十九～三十一章小结）第十九章代谢总论代谢是指生物体内发生的所有化学反应的总称，包括物质代谢和能量代谢。
代谢组也叫做小分子清单，是指反映细胞状态的各种小分子的样式，包括所有代谢过程的总和以及相关的细胞过程。
新陈代谢可分为分解代谢和合成代谢两类。
分解代谢是有机营养物质，通过一系列反应转变为较小、较简单的物质的过程伴随着能量的逐步释放。
合成代谢是生物体利用小分子或大分子的结构元件建造自身大分子的过程，这种过程需要提供能量。
代谢途径指一系列合成或分解化合物的反应，可分为合成代谢途径、分解代谢途径和无定向代谢途径。
按照代谢进行的方向，代谢途径可以分为：线状、环状和分支状。
代谢途径有如下特点：代谢途径是不可逆的；反应条件温和；在物种间高度保守，十分相似；代谢途径都有限速步骤，受到高度调节；在真核细胞中，代谢途径高度分室化的；为了利于机体的调控，同一化合物的合成代谢和分解代谢途径至少有一步是不同的。
细胞内同一代谢途径中酶的组织形式有分散存在、形成多酶复合体、与膜结合的多酶复合物以及多功能酶。
新陈代谢有多种研究方法，如同位素示踪法、使用酶的抑制剂、利用遗传缺陷症等，其中同位素示踪法是最常用的方法。
第二十章生物大分子的消化和吸收食物中摄入的生物大分子在进入细胞进行分解代谢之前有一个消化和吸收的过程。
在各种水解酶的作用下，蛋白质、脂质、多糖和核酸被降解成各自的组成单位，再通过吸收或运输进入细胞被进一步分解。
绝大多数动物消化道缺乏水解β-1，4糖苷键的酶，因此纤维素就无法被水解利用。
而带有α-1，4糖苷键的淀粉和糖原则可以在消化道分泌的各种α-糖苷酶催化下被最终水解成葡萄糖单位。
单糖进入细胞被吸收的过程是运输蛋白介导的，至少有Na+-单糖共运输蛋白系统和不依赖于Na+的易化扩散运输系统参与催化单糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程。
脂在消化过程中需要由胆囊分泌的胆汁酸（盐）进行增溶。
在胆汁酸（盐）的帮助下，大脂滴被分散成小的脂滴，此过程被称为乳化，这大大提高了脂水解效率。
生物的代谢和能量途径
生物的代谢和能量途径从蜂蜜蛋糕到人体运动，我们身体内不断进行着一系列的代谢和能量途径。
生物代谢是指生物体内有关物质和能量的转化和利用过程，是维持生命活动的重要基础。
在这篇文章中，我们将以简单易懂的方式讲解生物的代谢和能量途径。
一、能量的来源生物体内产生的能量源可以来自食物、空气、水等，其中食物是生物体获取能量的主要途径。
我们所摄入的食物中含有大量的化学能，化学能是一种可以被转化为热能或机械能的能量形式。
摄入的食物经过消化吸收后，在身体内被转化成身体所需要的化学能。
二、能量的利用能量的转化和利用是生物代谢的重要部分。
人体内主要有两种能量利用途径：有氧代谢和无氧代谢。
有氧代谢需要氧气参与，主要发生在肺部和细胞内，产生的能量较多。
而无氧代谢不需要氧气参与，主要发生在肌肉细胞内，产生的能量相对较少。
1. 有氧代谢人体进行有氧代谢主要依赖于呼吸系统、心血管系统和血液系统。
首先我们需要呼吸进入空气，将氧气带入肺部。
在肺部，氧气通过呼吸道进入肺泡，与血液中的红细胞发生反应，将氧气运输到身体各个组织和器官。
氧气到达组织和器官后，细胞内的线粒体会利用氧气，将葡萄糖、脂肪等营养物质转化成ATP分子，以供身体使用。
ATP是一种高能分子，是生物体内细胞能量的主要储存形式，也是各种化学反应的驱动力。
2. 无氧代谢无氧代谢是指在没有氧气的情况下，利用肌肉内储存的磷酸肌酸分解产生能量，能量产生的过程中会产生乳酸和苹果酸等废料。
由于乳酸的积累会使肌肉疲劳，所以这种代谢方式不适合长时间的高强度运动。
三、代谢过程中产生的废物在代谢和能量途径中，身体内会产生各种废物和毒素，这些废物和毒素需要及时排出。
下面我们以呼吸、排泄等方式为例，简要介绍代谢产物的排出途径。
1. 呼吸排出在有氧代谢过程中，细胞内会产生二氧化碳，这些二氧化碳会通过呼吸排出体外。
当我们呼吸时，肺部的呼吸道会将空气带入肺泡，经过与血管内的血液交换气体的过程，将身体内产生的二氧化碳排出体外。
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丙酮酸羧化酶
糖异生的第一步反应 存在于线粒体基质，需要生物素辅基 由ATP驱动羧化反应
果糖-1,6-二磷酸酶
将 F-1,6-P水解成F-6-P
葡糖-6-磷酸酶
催化葡糖-6-磷酸水解成葡萄糖
☺存在于肝、肾细胞内质网膜上。 ☺肌肉和脑细胞没有这种酶，故不能进行糖 异生 ☺G-6-P需要进入内质网腔才能水解
自养生物和异养生物
分类 光能自 养生物 化能自 养生物 光能异 养生物 化能异 养生物 C源 CO2 CO2 能源 光 氧化还原反应 电子供体 HO2, H2S, S 或其它无机物 无机化合物如 H2, H2S, NH4+ Fe2+ 有机物 （葡萄糖） 有机物 （葡萄糖） 实例 绿色植物、藻类、 蓝细菌、光合细菌 固氮菌、氢细菌、 硫细菌和铁细菌 非硫紫细菌 动物、大多数 微生物
有机化合物
光
有机化合物 氧化还原反应
代谢中的能量考虑
细胞需要持续不断的能量供应 NADH, NADPH和 ATP ATP – 通用的能量货币 NADPH – 生物还原剂
糖酵解
发生在所有的活细胞 位于细胞液 共有十步反应组成——在所有的细 胞都相同，但速率不同。 两个阶段： i) 第一个阶段——投资阶段或引发阶 段: 葡萄糖 →F-1,6-2P →2G-3-P ii) 第二个阶段——获利阶段：产生2 丙酮酸+2ATP 丙酮酸的三种命运
代谢
代谢是生命最基本的 特征之一，它是指生 物体内发生的所有化 学反应的总称，包括 物质代谢和能量代谢 两个方面的内容。
细胞内的代谢途径和代谢网络
分解代谢和合成代谢
代谢的三种途径
酶的三种组织方式
代谢的基本特征
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 反应条件温和 高度调控 每一个代谢途径都是不可逆的 一个代谢途径至少存在1个限速步骤 各种生物在基本的代谢途径上是高度保守的 代谢途径在细胞内特别在真核细胞是高度分 室化的 ⑦ 不同的生物使用不同的途径获取能量和碳源
+FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3NADH+FADH2+ GTP+2H＋+CoA 1个乙酰-CoA通过三羧酸循环产生2CO2, 1 ATP, 3NADH,1FADH2 2H2O被使用作为底物 绝对需要O2
吵， 您顺意吵，（吵得）铜壶呼盐瓶！
TCA循环的功能
产生更多的ATP
提供生物合成的原料
反应4： α-酮戊二酸脱氢酶系
第二次氧化脱羧反应
☻酶几乎等同于丙酮酸脱氢酶系——结构 上或者机制上 ☻5种辅酶——TPP、CoASH、硫辛酸 NAD+、FAD ☻也是亚砷酸的作用对象
反应5：琥珀酰-CoA合成酶
TCA循环唯一的一步底物水平磷酸化反应
☻ATP或GTP被合成
反应6：琥珀酸脱氢酶
氧化磷氧化磷酸化酸化 氧化磷酸化 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 氧化磷酸化
总ATP量
30或31或32
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
☺ 在每一轮循环中，前者有两分子乙酰-CoA进入 ☺ 只产生NADH，但不产生FADH2 ☺ 无底物水平磷酸化反应，因此 不产生ATP ☺ 不生成CO2，无碳单位的损失，净合成了糖异生 的前体——苹果酸
线粒体内膜上的甘油-3-磷酸和苹果酸-天冬氨酸穿梭系统
丙酮酸的代谢去向
糖酵解的生理意义
产生ATP 提供生物合成的原料 糖酵解与肿瘤 缺氧与缺氧诱导的转录因子
甘油和其它单糖进入糖酵解的途径
糖异生
泛指细胞内由乳酸或其它非糖物质 净合成葡萄糖的过程。它主要发生 在动物的肝脏（80％）和肾脏（20 ％），是动物细胞自身合成葡萄糖 的唯一手段。植物和某些微生物也 可以进行糖异生。
反应10: 丙酮酸激酶
PEP转化成丙酮酸，同时产生 ATP 产生两个ATP，可被视为糖酵解途径最后的 能量回报。 ΔG为大的负值——受到调控!
NADH和丙酮酸的去向
有氧还是无氧？？
在有氧状态下NADH和丙酮酸的命运 （1）NADH的命运 NADH在呼吸链被彻底氧化成H2O并产生更多的ATP。 （2）丙酮酸的命运 丙酮酸经过线粒体内膜上丙酮酸运输体与质子一起进入 线粒体基质，被基质内的丙酮酸脱氢酶系氧化成乙酰CoA 在缺氧状态或无氧状态下NADH和丙酮酸的命运 （1）乳酸发酵 （2）酒精发酵
乙酰CoA的形成
脂肪酸的β氧化 氨基酸的氧化分解 丙酮酸的氧化脱羧——由丙酮酸脱氢酶 系催化
丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸如何进入线粒体？ 丙酮酸脱氢酶系的结构与组成——丙酮酸脱氢 酶系由丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酸转乙酰酶和 二氢硫辛酸脱氢酶通过非共价键结合在一起的 稳定复合物 亚砷酸和有机砷的作用对象——氧化型硫辛酰 胺的再生对于丙酮酸脱氢酶系的持续运转十分 重要，砒霜的主要成分亚砷酸能够与还原型的 硫辛酰胺形成共价的复合物而阻止它的再生 。
丙酮酸跨线粒体内膜的转运
砒霜的毒性机理
反应1：柠檬酸合酶
柠檬酸合酶催化的反应
氟代乙酸在细胞内的代谢转变及其对TCA循环的影响
反应2：顺乌头酸酶
柠檬酸异构化成异柠檬酸
☻柠檬酸不是氧化的好底物
反应3：异柠檬酸脱氢酶
异柠檬酸氧化脱羧产生α-酮戊二酸
☻先是脱氢，然后是β-脱羧 ☻有两种形式的异柠檬酸脱氢酶，分别使 用辅酶I和辅酶II作为氢的受体
糖异生与糖酵解途径的比较
糖异生的底物(动物)
丙酮酸, 乳酸, 甘油, 生糖氨基酸，所 有TCA循环的中间物
偶数脂肪酸不行! 因为偶数脂肪酸氧化只能产生乙酰 CoA，而乙酰CoA不能提供葡萄糖的 净合成
糖异生涉及的反应
☺并不是糖酵解的简单逆转，其原 因是：
– 一是因为糖酵解有三步不可逆反应 – 二是机体在对这两种代谢实行交互
代谢途径的分室化
代谢途径 三羧酸循环、氧化磷酸化，脂肪酸氧化，氨基酸分解 糖酵解、脂肪酸合成、磷酸戊糖途径、 DNA复制、转录、转录后加工 膜蛋白和分泌蛋白的合成 脂和胆固醇的合成 翻译后加工（糖基化） 尿素循环 发生区域 线粒体 细胞液 细胞核、线粒体、叶绿体 粗面内质网 光面内质网 高尔基体 肝细胞线粒体和细胞液
糖酵解
氧化相
葡糖-6-磷酸脱氢酶
不可逆反应——受到调控（受到NADPH抑制）
葡糖酸内酯酶
没有酶催化，也能发生
葡糖酸-6-磷酸脱氢酶
氧化脱羧反应
此酶对NADP+高度特异性的; 对NAD+的Km比对NADP+高1 000倍
非氧化相
非氧化相全部由非氧化的可逆反应组 成，共有5步，反应的性质是异构或 分子重排，通过此阶段的反应，6分 子戊糖转化成5分子己糖。 将戊糖转 变成糖酵解的中间物。
糖酵解的两阶段反应
糖酵解
A. 能量投资阶段:
葡萄糖 (6C) 2ATP
2 ATP - 消化 0 ATP - 产生 0 NADH - 产生
C-C-C-C-C-C
2ADP + P
甘油醛-3磷酸 (2 - 3C) (G3P 或GAP) C-C-C C-C-C
糖酵解
B. 能量收获阶段：
GAP GAP
甘油醛-3-磷酸 (2 - 3C) (G3P 或 GAP) 4ADP + P
调控的时候不允许它们同时被激活 或被抑制，否则就会陷入无效循环 之中。
糖异生 II
某些反应“借用于糖酵解”，某些反应是新的 ☺ 糖异生保留了糖酵解途径中的所有可逆反应（第 二步，第四步～第九步） ☺ 属于自己的新反应只有四步反应。在这四步反应 中，有两步反应被用来克服糖酵解的最后一步不 可逆反应，其余两步反应用来克服糖酵解的第三 步和第一步不可逆反应。 ☺ 新的反应也提供了新的调控机制
产生FADH2
☻此酶实际上是呼吸链复合体II的主要 成分
☻琥珀酸的类似物丙二酸是该酶的竞争性 抑制剂
反应7：富马酸酶
双键的水合
☻水分子加成反式的双键
反应8：苹果酸脱氢酶
产生NADH
☻这是三羧酸循环的最后一步反应，也是三羧酸循 环中的第四次氧化还原反应
TCA 循环总结
总反应：
乙酰-CoA+3NAD＋
是糖、氨基酸和脂肪酸最后的共同分 解途径 某些代谢中间我作为其他代谢途径的别 构效应物 产生CO2
一分子葡萄糖彻底氧化过程中的ATP 收支情况
与ATP合成相关的反应 糖酵解（包括氧化磷酸化） 己糖激酶 PFK-1 磷酸甘油酸激酶 丙酮酸激酶 甘油醛-3-磷酸脱氢酶 （NADH） 丙酮酸脱氢酶系 三羧酸循环 异柠檬酸脱氢酶（NADH） α-酮戊二酸脱氢酶系（NADH） 琥珀酰-CoA合成酶 琥珀酸脱氢酶（FADH2） 苹果酸脱氢酶（NADH） 合成ATP的方式 消耗ATP 消耗ATP 底物水平磷酸化 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 合成ATP的量 5或6或7 －1 －1 ＋2 ＋2 ＋3或＋4或＋5（取决于 NADH通过何种途径进入 呼吸链） 2×2.5＝5 19 2.5×2＝5 2.5×2＝5 1×2＝2 1.5×2＝3 2.5×2＝5
0 ATP - 消耗 4 ATP - 产生 2 NADH - 产生
C-C-C C-C-C
4ATP
丙酮酸 (2 - 3C) (PYR)
C-C-C C-C-C (PYR) (PYR)
Hale Waihona Puke 糖酵解的全部反应糖酵解第一阶段的反应
第一步反应——葡萄糖的磷酸化
己糖激酶或葡萄糖激酶 引发反应——ATP被消耗，以便后面得到更多
反应7: 磷酸甘油酸激酶
从高能磷酸化合物合成ATP
☺这是一步底物水平的磷酸化反应 ☺红细胞内存在生成2,3-BPG的支路
反应8: 磷酸甘油酸变位酶