二篇物质代谢及其调节.ppt

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1、二篇物质代谢及其调节 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望新 陈 代 谢提问提问：什么是新陈代谢？什么是新陈代谢？新的来，旧的去新的来，旧的去花开花落、四季轮回、花开花落、四季轮回、“长江后浪推前浪，一长江后浪推前浪，一代新人换旧人代新人换旧人”生化定义生化定义泛指生物体与周围环境进行泛指生物体与周围环境进行物质物质与与能量能量交换的过程。交换的过程。是生物体是生物体物质代谢物质代谢与与能量代谢能量代谢的有机的有机统一统一。物 质 代 谢物质物质：糖糖

2、10 吨吨 Pr.1.6吨吨 脂类脂类 1.0吨吨 H2O 60吨吨代谢的含义代谢的含义：合成合成 “变化变化”，包括 分解分解 （化学）（化学）转变转变 调节调节共共7070多吨多吨三个阶段三个阶段 开始开始（序曲）消化吸收消化吸收（生理）物质代谢的过程中间中间（高潮）中间代谢中间代谢（生化）终末终末（尾声）废物排泄废物排泄（生理）糖糖脂类脂类Pr.H2O维生素维生素无机盐无机盐 消化消化吸收吸收简单物质简单物质合合成成复杂物质复杂物质 分分解解简单物质简单物质废物废物排泄（排泄（COCO2 2、H H2 2O O、脲、脲)物质代谢物质代谢能量代谢能量代谢合成合成分解分解转变转变调节调节生成

3、生成贮存贮存释放释放转化转化生生命命现现象象(开始开始)(中间中间)(终末终末)生物体的新陈代谢合成合成代谢代谢（同同化作用）化作用）分解分解代谢代谢（异异化作用）化作用）生物小分子合成生物大分子生物小分子合成生物大分子需要能量需要能量释放能量释放能量生物大分子分解为生物小分子生物大分子分解为生物小分子能量代谢能量代谢能量代谢能量代谢物质物质物质物质代谢代谢代谢代谢物质代谢与能量代谢的统一，二者相辅相成。物质代谢与能量代谢的统一，二者相辅相成。糖糖蛋白质蛋白质脂类脂类葡萄糖葡萄糖甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸氨基酸氨基酸CO2 NADH+H+FADH2H2O 氧化磷酸化氧化磷酸化ADP+PiATP三

4、羧酸三羧酸循环循环第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段乙酰乙酰CoA物质代谢的途径 反应反应步骤繁多步骤繁多，途径，途径复杂复杂，呈，呈单向性单向性；链链 状状环环 状状代谢途径的特点代谢途径中的关键酶代谢途径中的关键酶 催化单向反应（不可逆步骤）催化的反应速度最慢（限速酶）关键酶是代谢调节的重要环节代谢途径的区域化代谢途径的区域化代谢途径的可调节性代谢途径的可调节性代谢途径的区域化 糖代谢 脂类代谢 生物氧化 氨基酸代谢 核苷酸代谢 物质代谢的联系与调节动态生物化学第四章第四章 糖代谢糖代谢Metabolism of Carbohydrates1.概述概述2.糖的无氧分解糖的无氧

5、分解3.糖的有氧氧化糖的有氧氧化4.磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径5.糖原的合成与分解糖原的合成与分解6.糖异生糖异生7.血糖及其调节血糖及其调节(分解代谢)(贮存与利用)(运输)(转化)糖的化学本质糖的化学本质：多羟基醛多羟基醛或或多羟基酮多羟基酮及其及其 衍生物或多聚物。衍生物或多聚物。COCOHHOCHCOHCOHCOHHHHHH2CH2OHCHOCHCHOHCHOHCH2OHO葡萄糖葡萄糖GlucoseG果果 糖糖FructoseF（CH2O）6单糖单糖寡糖寡糖多糖多糖结合糖结合糖糖的分类糖的分类原则：原则：原则：原则：能否水解及水解产物的情况能否水解及水解产物的情况能否水解及水解产物的情况

6、能否水解及水解产物的情况单 糖醛糖：酮糖：核糖、脱氧核糖葡萄糖(G)半乳糖(Gal)果糖 (F)GF寡 糖双糖三糖四糖五糖蔗蔗 糖：糖：葡萄糖葡萄糖果糖（果糖（G+F）乳乳 糖：糖：葡萄糖葡萄糖半乳糖（半乳糖（G+Gal）麦芽糖麦芽糖：葡萄糖葡萄糖葡萄糖（葡萄糖（G+G）多 糖糖原：糖原：动物体动物体淀粉：淀粉：植物体植物体纤维素：纤维素：植物植物 糖原糖原 是动物体内葡萄糖的储存形式是动物体内葡萄糖的储存形式目目 录录 淀粉淀粉 是植物中养分的储存形式是植物中养分的储存形式淀粉颗粒淀粉颗粒目目 录录 纤维素纤维素 作为植物的骨架作为植物的骨架-1,4-糖苷键糖苷键目目 录录结合糖糖蛋白糖蛋白

7、蛋白多糖蛋白多糖糖的生理功能1、供能：70%（最主要的功能）2、组成人体组织结构的重要成分3、具有一些特殊的生理功能糖代谢的概况糖代谢的概况糖代谢的概况 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 无氧无氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖异生途径糖异生途径 乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 肝糖原分解肝糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 核糖核糖 +NADPH+H+淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 糖酵解的概念糖酵解的反应过程糖酵解的调节糖酵解的生理意义糖酵解(Glycolysis)概念：概念：葡萄糖葡萄糖在缺氧条件下生成在缺氧条件下生成乳酸乳

8、酸的过程。的过程。定位：定位：胞浆胞浆反应过程反应过程：第一阶段：第一阶段：葡萄糖葡萄糖分解为分解为丙酮酸丙酮酸 （糖酵解途径糖酵解途径）第二阶段：第二阶段：丙酮酸丙酮酸转变为转变为乳酸乳酸 糖酵解途径定义定义：由由葡萄糖葡萄糖分解成分解成丙酮酸丙酮酸的过程。的过程。（伴随伴随ATP的生成）的生成）胞浆胞浆 G G 2丙酮酸丙酮酸+2NADH+2ATP丙酮酸丙酮酸P3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮123+P异构6-磷酸果糖磷酸果糖 (F-6-P)P5643-磷酸甘油醛磷酸甘油醛PP1，3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸磷酸甘

9、油酸P2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸P磷酸烯醇磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 (G-6-P)PG葡萄糖葡萄糖 G活化活化裂解脱氢脱氢异构PP1，6-二二磷酸果糖磷酸果糖(F-1,6-2P)活化活化产能产能脱水异构产能产能HHOHPi乳酸的生成乳酸的生成提问提问：乳酸的生成不产生能量，其意义何在呢？：乳酸的生成不产生能量，其意义何在呢？答案：答案：消耗糖酵解脱下的消耗糖酵解脱下的 H，保持细胞内的保持细胞内的pH稳定稳定。乳酸脱氢酶乳酸乳酸糖酵解中的一二三已糖激酶6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶 提问提问：为什么中间产物分子都带磷酸基团？为什么中间产物分子都带磷酸基团？答案

10、：答案：1.传递能量；传递能量；2.不能由生物膜渗漏出细胞。不能由生物膜渗漏出细胞。2()+2()-1()-1()=2ATPGG为起始物为起始物 糖原为起始物糖原为起始物2()+2()-1()=3ATP 其他单糖通过转化为糖酵解中间产物形式进入糖酵解其他单糖通过转化为糖酵解中间产物形式进入糖酵解 糖酵解产能计算：糖酵解产能计算：提问提问：糖酵解糖酵解途径途径产生多少能量？产生多少能量？答案：答案：（G为起始物）为起始物）2ATP（NADHH）2 68ATP；乙醇发酵丙酮酸脱羧酶+TPP乙醇脱氢酶 乙醇酵母菌利用糖发酵产生乙醇的过程关键酶关键酶 己糖激酶己糖激酶 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶

11、-1-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 调节方式调节方式 别构调节别构调节 共价修饰调节共价修饰调节 糖酵解的调节糖酵解的调节糖酵解的调节 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1（PFK-1）变构调节：激活剂：AMP、ADP F-1，6-2P F-2，6-2P 抑制剂:ATP、柠檬酸 共价修饰调节：PFK-2/果糖双磷酸酶-2F-6-P F-1,6-2P ATP ADP PFK-1磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 Pi PKA ATP ADP Pi 胰高血糖素胰高血糖素 ATP cAMP 活化活化 F-2,6-2P +/+AMP +柠檬酸柠檬酸 AMP+柠檬酸柠檬酸 PFK-2（有活性）（有活性）FBP-2

12、（无活性）（无活性）6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2 PFK-2（无活性）（无活性）FBP-2（有活性）（有活性）PP果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-2 目目 录录 丙酮酸激酶 变构调节：激活剂 1，6-二磷酸果糖 抑制剂 ATP、丙氨酸 共价修饰调节：丙酮酸激酶被磷酸化后 即失活糖酵解的调节糖酵解的调节GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸共价修饰调节共价修饰调节丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 ATP ADP Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶（无活性）（无活性）（有活性）（有活性）胰高血糖素胰高血糖素 PKA,CaM激酶激酶PPKA：蛋白激酶蛋白激酶A(protein kinase A)CaM：钙调蛋白钙调蛋白己糖激酶或葡萄糖激酶 反馈抑制：6-磷酸葡萄糖（其反应产物）变构抑制：长链脂酰CoA（对葡萄糖激酶）糖酵解的调节糖酵解的生理意义v迅速提供能量（最主要的生理意义）；v某些细胞、组织供能的重要方式；v某些病理情况下供能的补充方式。概念：糖酵解与糖酵解途径地点：胞浆过程：11步反应关键酶：3个产能：2ATP意义：供能