生物化学三大代谢图
生物化学代谢部分课件-物质代谢的调节及代谢网络3
与酶之间的相互作用；
• 有机分子与酶或蛋白质受体之间的相互作用； • 底物与酶分子之间的识别以及相互作用； • 无机金属离子与生物大分子之间的相互作用，如金
属离子与酶或蛋白质之间的络合及与生物小分子 （辅酶、ATP等）之间的络合作用。
激素可改变酶的催化活性或含量，也可改变 细胞内代谢物的浓度，从而影响代谢反应的速 度--激素水平的调节。高等动物不仅有完整的 内分泌系统，还有功能复杂的神经系统。在中 枢神经的控制下，或者通过神经递质对效应器 直接发生影响，或通过改变某些激素的分泌来 调节某些细胞的功能状态，并通过各种激素的 互相协调对整体代谢进行综合调节--整体水平 的调节。
A.
B.
疫
蛋泛 白素
泛 素
内 源
酶化 蛋 性
体的 白 抗
降内 解源 成性 肽抗
酶 体 降 解
原 在 胞
段原 途 内
被径的 28 降
S
免解
酶原的激活
• 有些酶在生物体内合成出来的是它的无活性前 体--酶原。一定的条件下，这些酶原水解去除 一部分肽链，使酶的构象发生变化，形成有活 性的酶分子—酶原激活。酶原从无活性状态转 变成有活性状态的过程是不可逆的。属于这种 类型的酶有消化系统的酶（如胰蛋白酶、胰凝 乳蛋白酶和胃蛋白酶等）以及凝血酶等。
（1）被修饰的酶可以有两种互变形式，一种为 活性形式（具有催化活性），另一种为非活性 形式（无催化活性）。正反两个方向的互变均 发生共价修饰反应，且都将引起酶活性的变化。
（2）共价修饰调节作用可以产生酶的连续激活 现象，具有信号放大效应。例如肾上腺素引起 糖原分解过程中的一系列磷酸化激活步骤，其 结果将激素的信号逐级放大了约300万倍。
生物化学第七章糖类代谢糖的有氧氧化
柠檬酸
CH2 COOH
HOOC CH
三羧酸循环总图 HC COOH HO-C COOH
异柠檬酸
HC
延胡索酸
COOHH
2H
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CH2 COOH
H2C COOH 琥珀酸
GTP
琥珀酰CoA
生物化学第C七H章2糖C类代O谢O糖H的有氧 H2C C氧O化～SCoA2H
CH2 COOH H2C O=C COOH
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生物化学第七章糖类代谢糖的有氧
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氧化
⑹ 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸
FAD H CH COOH
FADH2 HOOCCH
H CH COOH 琥珀酸脱氢酶
琥珀酸 (succinate)
HC COOH
延胡索酸 (fumarate)
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生物化学第七章糖类代谢糖的有氧
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氧化
α-酮戊二酸
CO2
CO2 2H
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三、有氧氧化的反应过程及能量计算
G（Gn）
• 糖的有氧氧化代谢 途径可分为：葡萄糖 酵解、丙酮酸氧化脱
胞液 丙酮酸
乙酰CoA 线粒体
羧和三羧酸循环三个
[O]
H2阶O 段。
ATP ADP
NADH+H+ FADH2
TAC循环
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生物化学第七章糖类代谢糖的有氧 氧化
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生物化学第七章糖类代谢糖的有氧
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氧化
⑸ 琥珀酰CoA转变为琥珀酸
H 2C COOH
CH2
O C SCoA 琥珀酰CoA (succinyl CoA)
生物化学：第十三章 代谢调节
• 代谢调节普遍存在于生物界
单细胞生物
通过细胞内代谢物浓度的变 化，影响酶活性及含量，从而调 节代谢
——原始调节/细胞水平调节
高 等 生 细胞水平代谢调节 物
激素水平代谢调节
整体水平代谢调节
细胞水平代谢调节
细胞的膜结构及酶分布 在代谢的调节作用
酶活性的调节
多酶体系的 区域化分布
同工酶在调 节中的作用
GTP
已糖激酶
6-P-G
磷酸果糖激酶
6-P-F
磷酸果糖激酶1
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
各种腺苷酸对磷酸果糖激酶的变构调节
变构调节的机制和特点
➢多数变构酶由多亚基构成，所以存在四级结构。 它们的变构调节一般体现在亚基的解聚和聚合上。 ➢多数变构酶由两种亚基组成：催化亚基和调节亚 基。 ➢变构酶有两种构象。 ➢变构剂与调节亚基以非共价键结合，两者的结合 程度取决于变构剂的浓度。 ➢变构调节快速短暂，一般在数分钟内完成。
甘油
某些非必需氨基酸
磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸
其他α-酮酸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 但不能说，脂类可转变为氨基酸
• 氨基酸可以转变为脂类
氨基酸
乙酰CoA
脂肪
• 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸
丝氨酸磷脂
胆胺
脑磷脂
胆碱
卵磷脂
4. 核酸与糖、蛋白质
代谢的相互联系
• 氨基酸是体内合成核酸的重要原料
甘氨酸
天冬氨酸
谷氨酰胺
一碳单位
酶结构 的调节
酶数量 的调节
一、代谢途径的区域化分布 1、代谢途径有关酶类常组成酶体系，分布
于细胞的某一区域或亚细胞结构中。
生物化学-第二单元-糖代谢——三羧酸循环.
异柠檬酸脱氢酶 （氧化脱羧）
草酰琥珀酸
琥珀酸脱氢酶 （氧化） 琥珀酸 GTP
NADH
CO2
α-酮戊二酸
琥珀酰-CoA合成酶 琥珀酰-CoA
α-酮戊二酸脱氢酶系
（底物水平磷酸化）
CO2 （氧化脱羧）
TAC
循 环 总 图
TAC小结
1)循环从C4物与乙酰CoA缩合生成C6物开始 2)每一次循环经历两次脱羧，放出2CO2 3)每一循环经历四次脱氢，其中3次以NAD+为氢受体， 1次以FAD为氢受体； 4)每循环一次，底物水平磷酸化一次生成1GTP(ATP)； 5)循环一次结束以C4物（草酰乙酸）重新生成为标 志； 6)总反应：
（1）丙酮酸脱氢复合体 （2）该复合体可分为五步反应 3. 三羧酸循环及氧化磷酸化 （1）三羧酸循环反应过程 （2）三羧酸循环的小结 （3）三羧酸循环的生理意义
丙酮酸脱氢酶复合物催化的整个反应
（1）丙酮酸脱氢复合体
由丙酮酸脱氢酶（E1），二氢硫辛酰胺转 乙酰酶（E2）和二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3） 组成。
第二阶段 2×丙酮酸→ 2×乙酰CoA
NAD+ NAD+
-1 -1 6or4
2 ×1
2 ×1
2×3
第三阶段 2×异柠檬酸→ 2× α -酮戊二酸
2× α -酮戊二酸→ 2× 琥珀酰CoA 2× 琥珀酰CoA → 2× 琥珀酸 2× 琥珀酸→ 2× 延胡索酸 2×苹果酸→ 2× 草酰乙酸
3）可逆磷酸化作用的共价调节：ATP存在时，Py 脱氢酶分子上的Ser-OH被磷酸激酶催化磷酸化而 没有活性，一旦磷酸基团被磷酸酯酶催化水解 （去磷酸化）可恢复活性。
柠檬酸(三羧酸)循环
(TAC) / Krebs cycle 乙酰CoA经一系列（8步）的氧化、脱羧，最
医学生物化学(第六章)糖 代 谢
46
F-2,6-BP的生成与作用 * 生成：
(PFK-2)
(F-6-P)
(F-2,6-BP)
* 作用：促进F-1,6-BP生成
图6-5
47
PFK-2是一双功能酶：
PFK-2活性(使F-2,6-BP↑) 具有
2,6-二磷酸果糖酶2活性(使F-2,6-BP↓)
(PFK-2)
(F-6-P)
(F-2,6-BP)
TCA循环
56
图6-3 糖代谢三条途径间的关系
①无氧酵解 ②磷酸戊糖途径 ③有氧氧化
57
(一) 葡萄糖
丙酮酸
* 胞浆内进行
* 过程同糖酵解, 消耗2ATP
* 生成4ATP
* 生成2 NADH + H+
(3-磷酸甘油醛 (×2)
1,3-二磷酸甘油酸)
58
己糖激酶
6-磷酸果糖 激酶-1
(直链)
丙 酮 酸 激 酶
四个阶段:
I.己糖磷酸化(Glc
F-1,6P)
II.
(×1)
磷酸己糖
裂解
(×2)
磷酸丙糖
(×2) 氧化 (×2)
III. 磷酸丙糖 丙酮酸
IV.
(×2)
丙酮酸
还原乳(×酸2)(无氧)
18
(×2) (×2)
(×2)
19
1.己糖磷酸化(Glc
F-1,6P)
(1) Glc/Gn磷酸化为G-6-P
第一次磷酸化反应
a. 神经系统：
下丘脑和自主神经 调节 激素分泌
b. 激素：
(表6-1)
c. 组织器官: 肝脏最主要
9
激素对血糖浓度的调节
相互协同/拮抗
生物化学三大物质代谢
[RNA] ： 一 条 多 核 苷 酸 链 ， 局 布 形 成 双 链 碱 基互补结构，进而生成双螺旋。
种类：
rRNA：由大、小亚基组成，参与蛋白质合成 （真核、原核）区别。
mRNA：5’帽（m7GpppNm)，3’PolyA编码区 是蛋白质合成的模板，三个碱基为一组构成1个 aa的密码。
2 .掌握蛋白质元素组成特点；多肽链基本组成单位-L-α氨基酸；组成蛋白质常见的氨基酸的缩写符号
组成蛋白质的主要元素:
碳(50%－55%)、氢(6%－8%)、氧(19%－24%)氮(13% －19%)。其中各种蛋白质的含氮量极为相近，平均约占 16%。
氨基酸缩写符号：略
氨基酸的理化性质 ①PI，两性解离 概念： ②紫外吸收：280nm（色、苯、酪） ③颜色反应、“茚三酮”570nm
核糖核酸酶），如蛋白质变性时，空间结构 破坏，功能↓。
5．蛋白质理化性质 （1）两性解离与PI （2）高分子沉淀：蛋白质在溶液中析出的现象 →沉淀。（盐析等） （3）变性：因理化因素、空间结构的破坏，理 化性质改变，功能消失。a.可逆变性；b.不可逆变 性。
（4）凝固：变性蛋白质再加温，使其在强酸， 强碱中均不溶。
一、生物大分子的结构和功能 蛋白质结构与功能 核酸的结构与功能 酶
二、物质代谢 糖代谢 脂代谢-磷脂、胆固醇及脂蛋白 氧化磷酸化 氨基酸代谢 核苷酸代谢 物质代谢与调节(本科需读教材 第十五章细胞信息转导）
三、遗传信息传递 DNA生物合成 RNA生物合成 蛋白质生物合成 基因表达调控
四、器官和组织生物化学 血液生化 肝的生化
第一章 蛋白质结构与功能
大纲要求：
1.蛋白质对生命的重要性， 20种氨基酸的化学结构和 分类
生物化学-第十一章-物质代谢调节控制
一、酶活性的调节
A
B
E1
C E2
D E3
催化反应速度最慢的酶：关键酶或限速酶
酶结构调节 酶数量调节 （快速调节） （迟缓调节）
1、变构调节
活性中心
代谢物
非共价键
E
别位
变构酶 E 酶结构发生改变
变构效应剂
变构激活剂 变构抑制剂
酶活性↑ 酶活性↓
变构调节的生理意义
① 代谢终产物反馈抑制 (feedback inhibition) 反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多 。
呼吸链 蛋白质合成 尿素合成 三羧酸循环 氧化磷酸化 血红素合成 蛋白质降解 核酸合成
分布区域 线粒体 核糖体 胞浆、线粒体 线粒体 线粒体 胞浆、线粒体 溶酶体、蛋白酶体 细胞核
• 多酶体系的隔离分布：使物质代谢互不干扰
酶活性的调节方式： 1、快速调节，也叫酶活性调节。
2、迟缓调节，也叫酶含量调节。
• 受体分类
按受体在细胞的部位不同，分为：
Ι 膜受体 Ⅱ 细胞内受体
细胞膜受体和细胞内受体
细胞膜受体的类型 1. 离子通道偶联受体 2. G蛋白偶联受体 3. 酶偶联受体
离子通道偶联受体
G蛋白偶联受体
G蛋白
全称：鸟苷酸结合蛋白 特点： ① 由a、b、g亚基组成的异聚体； ②具有GTP酶(GTPase)的活性，能结合GTP或GDP； ③ 其本身的构象改变可活化效应蛋白。
乙酰CoA
乙酰CoA羧化酶
丙二酰CoA
长链脂酰CoA
②变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。
+ 糖原合酶
G-6-P –
糖原磷酸化酶
促进糖的储存
抑制糖的氧化
2、共价修饰
生物化学三大代谢重点总结
第八章生物氧化1. 生物氧化：物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内彻底分解时逐步释放能量，最终生成C02和H2O的过程。
2. 生物氧化中的主要氧化方式：加氧、脱氢、失电子3. CO2的生成方式：体内有机酸脱羧4. 呼吸链：代谢物脱下的成对氢原子通过位于线粒体内膜上的多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链，又称电子传递链。
组成(1) N ADH 氧化呼吸链：苹果酸-天冬氨酸穿梭NADH —复合物I —CoQ —复合物III —Cyt c —复合物IV f O 产2.5个ATP(2) 琥珀酸氧化呼吸链：3-磷酸甘油穿梭琥珀酸—复合物II —CoQ —复合物III —Cyt c —复合物IV —O 产1.5个ATP含血红素的辅基：血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶、过氧化氢酶5. 细胞质NADH 的氧化：胞液中NADH必须经一定转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。
转运机制(1 ) 3-磷酸甘油穿梭：主要存在于脑和骨骼肌的快肌，产生 1.5个ATP(2 )苹果酸-天冬氨酸穿梭：主要存在于肝、心和肾细胞；产生2.5个ATP6. ATP的合成方式：(1 )氧化磷酸化：是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。
偶联部位：复合体I、III、IV(2 )底物磷酸化：是底物分子内部能量重新分布，通过高能基团转移合成ATP。
磷/氧比：氧化磷酸化过程中每消耗1摩尔氧原子(0.5摩尔氧分子)所消耗磷酸的摩尔数或合成ATP的摩尔数。
7. 磷酸肌酸作为肌肉中能量的一种贮存形式第九章糖代谢寸一、糖的生理功能：(1 )氧化供能(2 )提供合成体内其它物质的原料(3 )作为机体组织细胞的组成成分吸收速率最快的为-半乳糖二、血糖1. 血糖：指血液中的葡萄糖正常空腹血糖浓度：3.9~6.1mmol/L2. 血糖的来源：（1）食物糖消化吸收（2）肝糖原分解（3）糖异生去路：（1 ）氧化分解供能（2）合成糖原（3）转化成其它糖类或非糖物质3. 血糖调节：肝脏调节、肾脏调节（肾糖阈）、神经调节、激素调节体内主要升血糖激素：胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素、生长激素、甲状腺素三、糖代谢1. 无氧酵解（无氧或缺氧；生成乳酸；释放少量能量）关键酶：己糖激酶、6- 磷酸果糖激酶1、丙酮酸激酶反应部位：胞液产能方式：底物磷酸化净生成2ATP⑴ 葡萄糖磷酸化为6- 磷酸葡萄糖-1ATP⑵ 6- 磷酸葡萄糖转变为6- 磷酸果糖⑶ 6- 磷酸果糖转变为1,6- 二磷酸果糖-1ATP⑷ 1,6- 二磷酸果糖裂解⑸ 磷酸丙糖的同分异构化⑹ 3- 磷酸甘油醛氧化为1,3- 二磷酸甘油酸【脱氢反应】⑺ 1,3- 二磷酸甘油酸转变成3- 磷酸甘油酸【底物磷酸化】+1*2ATP⑻ 3- 磷酸甘油酸转变为2- 磷酸甘油酸⑼ 2- 磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸⑽ 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并通过底物水平磷酸化+1*2ATP（11）丙酮酸加氢转变为乳酸生理意义：（1）是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。