n糖代谢脂类代谢
糖_脂类_蛋白质和核酸的代谢及相互关系
丙酮 醉
下
一
葡” “ 一
分户
肪 一 撇夕旨 酸
…
,
乙酞
乙
行 酵 解产 物 丙 酮 酸 经三 梭酸 循 环 后 可释
放 大 量 能 量 首 先 丙 酮 酸 氧 化脱 玫 变 成 乙
。
薪
,
、
、
索酸 玻泊 酸
一
酞 辅酶
释放
十
,
,
再 经 八 步反 应
和 一分 子
,
最 后 彻 底分 解
・
‘
丁
八
循环
柠 檬酸
而 脱下的氢共 形 成 个 分子的
脱 氨 而 言 不 同生 物 脱 氨方 式也 不 同 主 要 的 脱 氨方 式 有氧 化 脱氨 非氧化 脱 氨 和 转 氨 其 中转
, ,
氨 作 用在 氨 基 酸 分 解 代 谢 中占 重要 地 位 与转 氮作 用 相 偶 联 的 反 应 有 卜 谷 氨 酸 脱 氢 酶 和 腺昔
。
酸 脱 氨 酶 所 催化 的脱 氨 反 应
、
。
脱 下的 氨 经 尿 素 循 环 生成 尿 素 氨 基 酸 经 脱 氨 后 的 碳 骨 架可通 过 乙 酸
。
、
。 酮 戊二 酸
、
唬 拍 酸 延 胡索酸 和 草 酞 乙 酸 等 五 个 入
氨 基 酸 和 蛋 白质 的 合成 代 谢
。
口进 入 三 梭酸 循环
。
不 同 生 物 合 成 氨 基 酸 的能 力 不 同 凡 不 能 自 己 合成 的
,
,
。
糖异 生 糖原 合成 过程
。
,
但有 三 步 反 应 与酵 解 不 同 需 另 外 的 酶 参 与 血 液 中的 葡萄 糖 经葡 萄糖
生物化学中的代谢途径
生物化学中的代谢途径代谢是生物体内发生的一系列化学反应,其中包括分解分子以释放能量的代谢途径和合成分子的代谢途径。
生物体内的代谢途径种类繁多,涉及到蛋白质、碳水化合物、脂类等多种物质。
本文将重点介绍生物化学中几种重要的代谢途径。
1. 糖代谢糖代谢是生物体内最基本和最常见的代谢途径之一。
在糖代谢过程中,葡萄糖作为生物体内主要的能量来源,经过一系列的代谢反应,被分解为能够为细胞提供能量的分子。
糖代谢包括糖异生途径和糖酵解途径两个方面。
其中,在糖异生途径中,生物体可以将不同种类的物质转化为葡萄糖,并进一步合成葡萄糖物质。
2. 蛋白质代谢蛋白质代谢是指生物体内蛋白质的合成和降解过程。
蛋白质是生物体内重要的结构和功能分子,蛋白质代谢是维持细胞结构和功能的关键。
在蛋白质合成过程中,氨基酸是蛋白质的基本组成单位。
细胞通过翻译和转录过程合成蛋白质,同时通过蛋白质降解过程清除受损或不需要的蛋白质。
3. 脂类代谢脂类代谢是生物体内脂肪分子的合成和分解过程。
脂类是细胞膜的重要组成部分,同时也是能量的重要来源。
在脂类代谢过程中,脂肪被分解成甘油和脂肪酸,并通过β氧化途径转化为ATP,为细胞提供能量。
4. 核酸代谢核酸是DNA和RNA的组成单位,核酸代谢是细胞内DNA和RNA 的合成和降解过程。
在核酸合成过程中,嘌呤和嘧啶是核酸的基本单位,通过脱氧路径合成DNA,而RNA则通过核糖途径合成。
核酸代谢是细胞遗传信息传递和表达的重要环节。
通过以上的介绍,我们可以看到生物化学中的代谢途径是生命活动中不可或缺的重要部分。
不同的代谢途径相互联系,共同维持着生命体内正常的代谢平衡。
在进一步的研究中,我们可以更深入地了解代谢途径在生物体内的作用,并探索代谢异常导致的疾病发生机制,为生命科学领域的发展做出贡献。
三大物质代谢及相互联系(小结)
糖的有氧氧化
定义:
糖的有氧氧化 (aerobic oxidation) 指在机 体氧供充足时,葡萄糖(或糖原)彻底氧化成 H2O和CO2,并释放出能量的过程。
部位
胞液及线粒体
有氧氧化的反应过程
G(Gn) 第一阶段:糖酵解途径 第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段:三羧酸循环 丙酮酸 乙酰CoA 胞液
丙氨酸
脱氨基
丙ห้องสมุดไป่ตู้酸
糖异生
葡萄糖
2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸
丙氨酸
糖 丙酮酸 天冬氨酸
草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
乙酰CoA
柠檬酸
(三)脂类与氨基酸代谢的相互联系
1. 蛋白质可以转变为脂肪(酮体)
氨基酸 乙酰CoA 脂肪(酮体)
2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸 磷脂酰丝氨酸
甘油二酯 CO2 CMP
CDP-胆碱
甘油二酯 CMP
磷脂酰 丝氨酸
磷脂酰胆碱 磷脂酰乙醇胺 (脑磷脂) 3 SAM (卵磷脂)
胆固醇的合成与代谢转变
一、合成部位:肝是主要场所(胞液及内质网)
二、合成原料:18分子乙酰CoA,36分子ATP及
16分子NADPH+H+ 三、合成基本过程(了解) 1、甲羟戊酸的合成; 2、鲨烯的生成 ——30C 3、胆固醇的生成——27C 四、关键酶:HMG-CoA还原酶
激酶
3-磷酸甘油醛 脱氢酶
二葡、 1,6-二磷酸果糖 记 二果、 6-磷酸果糖激 三 住 -ATP 我 酶-1 二丙糖 个 的 去 6-磷酸果糖 关三酸、 向 磷酸己糖异 二酮、 键 构酶 一乳酸 点
物质代谢的联系
\任一供能物质的代谢占优势,常能抑制和节 约其他物质的降解。
\
物质代谢的联系
物质代谢的相互联系
一、糖代谢与脂类代谢的相互关系 二、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系 三、脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系 四、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系
一、糖、脂和蛋白质代谢之间的相互联系
(一)糖代谢与脂代谢的相互联系
糖变脂
摄糖过多
合成糖原储存(肝、肌肉)
甘油
乙酰辅酶A↑
柠檬酸↑ATP↑
肥胖
及血TG ↑
变构 乙酰辅酶A
+ 羧化酶↑
储脂 ↑
合成
脂肪酸↑
脂肪的甘油部分能在体内转变为糖, 但脂酸不能转变为糖
脂肪 动员 脂肪分解代谢
甘油↑ 脂肪酸 ↑
α-磷酸甘油↑ (少)
糖异生
××
有赖于糖代谢 正常进行
高酮血症
乙酰CoA↑↑ (多)
糖↑(少)
糖代谢 ↓
草酰乙酸 ↓
三羧酸 循环
糖代谢与脂类代谢的相互联系
糖原(或淀粉) 1,6-二磷酸果糖
磷酸二羟丙酮 磷酸烯醇丙酮酸
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸 琥珀酸
(二)糖代谢与氨基酸代谢的相互联系
除生酮AA(Leu和Lys)外,其余AA均可 生成α-酮酸,并循糖异生途径转变为糖 \糖代谢中间产物可氨基化转变为非必需
AA(但不能转变成8种必需AA) \食物中蛋白质能代替糖、脂供能 \但食物中糖、脂不能代替蛋白质
脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系
脂肪
甘油 脂肪酸
磷酸二羟丙酮 乙酰CoA 氨基酸碳架
氨基酸
蛋白质
蛋白质 氨基酸 酮酸或乙酰CoA (生酮氨基酸)
糖代谢脂代谢蛋白质代谢三者之间的联系
糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢的联系糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢是人体新陈代谢的三个重要方面。
它们之间密切相关,相互影响,共同维持着人体健康和正常功能。
本文将详细介绍糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢的基本概念以及它们之间的联系。
1. 糖代谢糖是人体能量的重要来源,也是构成细胞壁等重要物质的基础。
糖主要通过食物摄入进入人体,经过一系列的代谢过程转化为能量。
糖的主要代谢途径包括糖原合成和分解、糖酵解、糖异生等。
1.1 糖原合成和分解糖原是一种多聚体的葡萄糖储备形式,在肝脏和肌肉中储存着。
当血糖浓度较高时,胰岛素会促使肝脏和肌肉中的葡萄糖转化为糖原储存起来,以备不时之需。
而当血糖浓度降低时,胰岛素的作用减弱,肝脏和肌肉中的糖原会被分解为葡萄糖释放到血液中,供给全身组织使用。
1.2 糖酵解糖酵解是指将葡萄糖分解为乳酸或丙酮酸的过程。
这个过程可以在有氧条件下进行(称为有氧糖酵解),也可以在无氧条件下进行(称为无氧糖酵解)。
有氧糖酵解可以提供较多的能量,并产生水和二氧化碳作为副产物;而无氧糖酵解则产生乳酸,并在一定程度上限制能量产生。
1.3 糖异生糖异生是指将非碳水化合物物质转化为葡萄糖的过程。
当血糖浓度较低时,肝脏和肾上腺皮质会通过一系列反应将乙酰辅酶A、甘油三酯等物质转化为葡萄糖释放到血液中,以维持血糖水平的稳定。
2. 脂代谢脂代谢是指人体对脂肪的合成、分解和利用过程。
脂肪是一种重要的能量储备物质,也是构成细胞膜的主要组成成分。
脂肪代谢主要包括三个方面:脂肪酸合成、脂肪酸氧化和三酰甘油合成与分解。
2.1 脂肪酸合成脂肪酸合成是指将碳源(如葡萄糖)转化为甘油三酯的过程。
在此过程中,糖原会被转化为乙酰辅酶A,并通过一系列反应转化为长链脂肪酸。
这些长链脂肪酸可以在细胞内合成甘油三酯,并储存起来或者释放到血液中供给其他组织使用。
2.2 脂肪酸氧化脂肪酸氧化是指将脂肪酸转化为能量的过程。
当身体需要能量时,储存在细胞内的甘油三酯会被分解为脂肪酸和甘油,脂肪酸进入线粒体后经过β-氧化途径逐步分解为乙酰辅酶A,并通过三羧酸循环和氧化磷酸化产生能量。
糖类代谢与脂类代谢的关系
糖类代谢和脂类代谢在人体内是密切相关的,两者共同参与能量供应和储存的过程,并且存在着相互转换和调控的关系。
1.糖类(碳水化合物)代谢:o主要途径包括糖的分解代谢(糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化)和合成代谢(糖原合成、从非糖物质生成葡萄糖的过程,如糖异生)。
o当人体摄入糖类时,它们首先被转化为葡萄糖并进入血液循环,葡萄糖可以立即提供能量或在肝脏和肌肉中合成糖原储存起来。
2.脂类(脂肪)代谢:o脂肪代谢包括脂肪的分解代谢(脂肪动员、β-氧化)和合成代谢(脂肪酸的合成和甘油三酯的合成)。
o当摄入的热量超过消耗时,多余的葡萄糖可以转化为脂肪酸并储存为甘油三酯;反之,在能量需求增加或糖供应不足时,脂肪组织中的甘油三酯会被分解为脂肪酸和甘油,进入血液并通过氧化提供能量。
3.糖脂转换关系:o在生理条件下,糖类和脂类之间存在着相互转换关系。
糖类可以转化为脂肪(糖异生的产物葡萄糖可以进一步合成脂肪酸和甘油三酯),这一过程称为脂肪合成。
o反过来,在饥饿或低碳水化合物饮食的情况下,脂肪可以部分转化为糖类,这一过程称为糖异生的逆过程,主要发生在肝脏中,脂肪酸氧化产生的乙酰辅酶A经过一系列复杂的化学反应可以生成葡萄糖的前体物质,最后合成葡萄糖。
4.协同作用:o在人体内,糖和脂肪的代谢并不是孤立的,而是相互调节以适应能量需求的变化。
当能量需求低时,更多的糖会转化为脂肪储存起来;当能量需求高时,脂肪和糖都会作为能量来源被分解利用。
5.健康影响:o长期糖摄入过多而活动量不足会导致脂肪积累,可能诱发肥胖、糖尿病等代谢性疾病。
反之,长期低碳水化合物饮食可能影响大脑等器官的能量供应,并对心血管健康产生影响。
因此,维持糖类和脂类代谢的良好平衡对于人体健康至关重要。
生物化学第十二章代谢调节
精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 脯氨酸
氨基酸、糖及脂肪代谢的联系 糖
葡萄糖或糖原 磷酸丙糖 磷酸烯醇型丙酮酸
丙氨酸 半胱氨酸 甘氨酸 丝氨酸 苏氨酸 色氨酸
脂肪
甘油三酯 3-磷酸甘油 脂肪酸
丙酮酸
亮氨酸 异亮氨酸 色氨酸
乳酸 乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 酮体
亮氨酸 赖氨酸 苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸
天冬氨酸 天冬酰胺
mRNA
阻遏蛋白(无活性)
酶蛋白 阻遏蛋白不能跟操纵基因结合, 结构基因可以表达
D.无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂
代谢产物与阻遏蛋白结合,从而使阻遏蛋 白能够阻挡操纵基因,结构基因不表达
代谢产物
原核生物乳糖操纵子
原核生物乳糖操纵子(诱导型操纵子)
•其控制区包括:启动子(P) 和操纵基因。
•结构基因:由β -半乳糖苷酶基因(lacZ),通透 酶基因(lacY)和乙酰化酶基因(lacA)串联在 一起构成。
有色氨酸时,阻遏蛋白与色氨酸结合后才 能与操纵基因结合,从而阻止色氨酸合成 酶类的转录。
trpR P1O trpEtrpD 结合
阻遏物 色氨酸
P2
不转录
trpC trpBtrpA
用于表达载体的trp启动子一般只包含 启动基因、操纵基因、和部分trpE基 因。 目的基因 P1O trpE
大肠杆菌色氨酸操纵子的衰减作用的可能机制
[NADH]/[NAD+]对代谢的调节 金属离子浓度对代谢的调节
酶的含量
合成调节 降解调节
第三节
基因表达的调控
操纵子学说—转录水平的调控 操纵子——由结构基因与上游的启动子、操纵基 因共同构成的原核基因表达的协同单位。
结构基因(编码蛋白质,S)
脂类代谢
z磷脂(phospholipid,PL)
甘油磷脂 鞘磷脂
z糖脂(glycolipid,GL)
甘油糖脂 鞘糖脂
z胆固醇及胆固醇酯
O CH2 O C (CH2)m CH3
O CH O C (CH2)n CH3
O CH2 O C (CH2)k CH3
O CH2 O C (CH2)m CH3
形成乳糜微粒,经淋巴进入血循环。
1. 中链及短链脂酸构成的TG 乳化 甘油 + FFA
吸收 肠粘膜细胞 脂肪酶
门静脉
血循环
肠粘膜细胞 2.长链脂酸及2-甘油一酯
酯化成TG
TG、CE、PL + 载脂蛋白(apo)
血循环
淋巴管
乳糜微粒(CM)
甘 油 三 酯 的 消 化 与 吸 收
第二节 甘油三酯代谢
脂类的消化
消化的场所:主要在小肠上段 消化的条件:
z 乳化剂的乳化作用:
胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等
z 酶的催化作用
产物:
甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等,与胆汁酸盐乳化
成更小的混合微团。
消化过程
脂类(TG、Ch、PL等)
胆汁酸盐乳化
微团
胰脂肪酶、辅脂酶等水解
甘油一脂、溶血磷脂、长链脂酸、胆固醇等
z 酮体利用的增加可减少糖的利用,有利于维持 血糖水平恒定,节省蛋白质的消耗。
当肝内酮体的生成量超过肝外组织的利用能力时, 血中酮体升高,称为酮血症,在尿中出现称为酮尿症。
脂酸的合成代谢
合成部位:
(一)软脂酸的合成
细胞器定位:胞液
组织定位:肝为主,还有肾、脂肪组织等
合成原料:
乙酰辅酶A(来源糖、氨基酸、脂肪酸等) NADPH+H+(来源磷酸戊糖途径) ATP、生物素、CO2、Mg2+等
氨基酸代谢—糖、脂类和蛋白质代谢的联系(生物化学课件)
糖、脂类、蛋白质在能量代谢上的联系
例如
脂肪分解增强
糖分解被抑制
ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 (糖分解代谢限速酶之一)
糖、脂类、蛋白质在能量代谢上的联系
例如
乙酰CoA生成增多→反馈 抑制丙酮酸脱氢酶、激活丙酮 酸羧化酶→抑制糖氧化分解, 实现糖异生。
例如
丙氨酸 脱氨基 丙酮酸
糖异生 葡萄糖
二、糖代谢与蛋白质代谢间的相互联系 2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些非必需氨基酸
丙氨酸
天冬氨酸
糖
丙酮酸
草酰乙酸
乙酰CoA
α-酮戊二酸 谷氨酸
柠檬酸
二、糖代谢与蛋白质代谢间的相互联系
3、核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系
01 氨基酸是体内合成核酸的重要原料。
甘氨酸
天冬氨酸
谷氨酰胺糖由磷酸戊糖途径提供。
合成嘧啶
三、脂类代谢与蛋白质代谢间的相互联系 1. 蛋白质可以转变为脂肪
氨基酸 乙酰CoA 脂肪
三、脂类代谢与蛋白质代谢间的相互联系 2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸
磷脂酰丝氨酸
乙醇胺
脑磷脂
胆碱
卵磷脂
三、脂类代谢与蛋白质代谢间的相互联系
糖、脂类、蛋白质在能量代谢上的联系
一般情况下,供能以糖、脂为主,并尽量节约蛋白质的消耗。 机体摄取的食物中,一般以糖类为最多,占总热量的50%-70%; 脂肪摄入量在10%-40%内变动,是机体储能的主要形式; 而蛋白质是机体内细胞最重要的组成成分,通常无多余储存。
糖、脂类、蛋白质在能量代谢上的联系
生物化学中的代谢途径和调控机制
生物化学中的代谢途径和调控机制生物化学是研究生物体内物质代谢和能量转换的科学。
生物体内的物质代谢是由一系列复杂的化学反应组成的代谢途径,包括物质合成和分解、能量生成和消耗等。
这些代谢途径的调控机制直接影响生物体的生长、发育和生存。
本文将介绍生物化学中的代谢途径和调控机制。
一、代谢途径1. 糖代谢途径糖代谢途径是将葡萄糖等糖类化合物转化为能量和其它生物分子的过程。
在糖代谢途径中,葡萄糖先被转化为丙酮酸,经过一系列复杂反应生成ATP和其它生物分子。
常见的糖代谢途径包括糖异构化酶途径、三酸甘油磷酸途径和糖酵解途径等。
2. 脂质代谢途径脂质代谢途径是将脂类化合物转化为能量和其它生物分子的过程。
脂质代谢途径主要包括β-氧化途径、脂肪酸合成途径和胆固醇代谢途径等。
3. 氨基酸代谢途径氨基酸代谢途径是将氨基酸转化为其它生物分子的过程。
氨基酸代谢途径包括氨基酸降解途径和氨基酸合成途径。
氨基酸降解途径可以将氨基酸转化为葡萄糖等产生能量的物质,而氨基酸合成途径则可以将葡萄糖等物质合成氨基酸。
4. 核苷酸代谢途径核苷酸代谢途径是将核苷酸转化为能量和其它生物分子的过程。
核苷酸代谢途径主要包括嘌呤核苷酸代谢途径和嘧啶核苷酸代谢途径等。
二、调控机制1. 底物浓度反馈调控底物浓度反馈调控是生物体内常见的调控方式之一。
当某种底物的浓度增加时,会抑制该底物的产生或促进其消耗。
这种反馈调控可以使代谢途径保持平衡,并避免产生过量的底物。
2. 酶促反应速率调控酶促反应速率调控是生物体内代谢途径的另一种常见调控方式。
当代谢途径中某种酶的活性增强时,会加速反应速率,促进代谢途径的进行。
而当酶的活性降低时,则会降低反应速率,减缓代谢途径的进行。
3. 激素和信号传递调控激素和信号传递调控是生物体内复杂的调控方式之一。
当激素或信号分子被释放时,它们可以通过细胞膜、胞质或核内的受体与酶和基因相互作用,从而改变生物体内的代谢途径。
这种调控方式可以在组织和器官层面上对代谢途径进行调控,进而影响生物体的生长、发育和生存。
1糖代谢与脂类代谢的相互关系
1糖代谢与脂类代谢的相互关系1.糖代谢与脂类代谢的相互关系解答:(1)糖转变为脂肪:糖酵解所产生的磷酸二羟丙同酮还原后形成甘油,丙酮酸氧化脱羧形成乙酰辅酶A是脂肪酸合成的原料,甘油和脂肪酸合成脂肪。
(2)脂肪转变为糖:脂肪分解产生的甘油和脂肪酸,可沿不同的途径转变成糖。
甘油经磷酸化作用转变成磷酸二羟丙酮,再异构化变成3-磷酸甘油醛,后者沿糖酵解逆反应生成糖;脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A,在植物或微生物体内可经乙醛酸循环和糖异生作用生成糖,也可经糖代谢彻底氧化放出能量。
(3)能量相互利用:磷酸戊糖途径产生的NADPH直接用于脂肪酸的合成,脂肪分解产生的能量也可用于糖的合成。
2.糖代谢与蛋白质代谢的相互关系解答:(1)糖是蛋白质合成的碳源和能源:糖分解代谢产生的丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸、4-磷酸赤藓糖等是合成氨基酸的碳架。
糖分解产生的能量被用于蛋白质的合成。
(2)蛋白质分解产物进入糖代谢:蛋白质降解产生的氨基酸经脱氨后生成α-酮酸,α-酮酸进入糖代谢可进一步氧化放出能量,或经糖异生作用生成糖。
3.蛋白质代谢与脂类代谢的相互关系解答:(1)脂肪转变为蛋白质:脂肪分解产生的甘油可进一步转变成丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸等,再经过转氨基作用生成氨基酸。
脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合进入三羧酸循环,能产生谷氨酸族和天冬氨酸族氨基酸。
(2)蛋白质转变为脂肪:在蛋白质氨基酸中,生糖氨基酸通过丙酮酸转变成甘油,也可以氧化脱羧后转变成乙酰辅酶A,用于脂肪酸合成。
生酮氨基酸在代谢反应中能生成乙酰乙酸,由乙酰乙酸缩合成脂肪酸。
丝氨酸脱羧后形成胆氨,胆氨甲基化后变成胆碱,后者是合成磷脂的组成成分。
4.代谢的区域化有何意义?解答:代谢的区域化是生物代谢的空间特点,该原则普遍适用,而且,越高等的生物,该特点越明显,其意义主要有以下几个方面:(1)消除酶促反应之间的干扰。
(2)使代谢途径中的酶和辅因子得到浓缩,有利于酶促反应进行。
物质代谢的相互联系和代谢调节
(无活性) 磷酸化酶激酶(活性)
104
ATP ADP
5
106
Ⅲ 、举例:糖原磷酸化酶的共价修饰调节
去磷酸化
磷酸化
Ⅳ 、特点:
①快速调节(比别构调节慢);
②酶促、共价修饰;
③被修饰的酶有两种形式,一种为活性形式, 另一种为非活性形式。
④对调节信号有放大效应,调节效率比别构 调节高;
酶级联系统 调控示意图
肾上腺素或 胰高血糖素
1、腺苷酸环化酶
(无活性)
腺苷酸环化酶(活性)
三、脂代谢与蛋白质代谢的相互联系
1、脂肪转化为蛋白质
甘油 脂肪
磷酸二羟丙酮
脂肪酸 乙酰CoA 氨基酸碳架 氨基酸 蛋白质
有限
2、蛋白质转化为脂肪
生酮AA α-酮酸
乙酰乙酸 乙酰辅酶A
蛋白质 生糖AA
丙酮酸
磷酸二羟丙酮
脂肪酸 脂肪
α-磷酸甘油
四、核酸代谢与其他物质代谢的相互关系
1、糖、脂肪、蛋白质为核酸的合成提供原料和能量
Ⅲ、别构调节的一种重要方式 ——前馈和反馈调节
前馈:意思是“输入对输出的影响”。 底物对代谢过程的调节作用。
反馈:意思是“输出对输入的影响”。 代谢产物对代谢过程的调节作用。
前馈和反正馈调控(+):使代谢过程加快。 负调控(-):使代谢过程减慢。
其调节机理是通过酶的变构效应来实现的。
+ 或—
前馈 S0 E0 S1 E1 S2
2.糖、脂肪、蛋白质的代谢是相互关联的
(殊途同归——TCA)
3.三者之间的相互转化
一、糖代谢与脂肪代谢的相互联系(转化)
1、糖转化为脂肪
⑴糖
有氧氧化乙酰CoA,NADPH 从头合成 脂肪酸
糖脂代谢之间的关系
3-磷酸甘油酸 脂肪酸 2-磷酸甘油酸 PEP 脂酰CoA
CO2
③
重复②~⑥
丁酰-ACP
丙二酰-ACP
HSCoA ② HSACP
丙二酰-CoA
ADP ATP
乙酰CoA
糖 酵 解 途 径 逆 行
①
线粒 体膜
FAD
丙酮酸
NAD
CO2
乙酰CoA
NADH+H
FADH 2
乙酰乙酰CoA HMG-Cห้องสมุดไป่ตู้A 脂酰CoA
脂肪 糖原
葡萄糖
ATP ADP
6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
ATP ADP NADP NADPH+H ④
β-羟丁酸ACP
⑤
1,6-二磷酸果糖
丁烯酰-ACP
NADPH+H
磷酸二羟丙酮
NADH+H
3-磷酸甘油醛
NAD NADH+H
乙酰乙酰ACP
HSACP
⑥
NADP
ATP ADP
NAD
甘油
α-磷酸甘油
1,3二磷酸甘油酸
2、脂类转变为糖则是受限制的
A、 脂肪酸 B、甘油 乙酰CoA,但乙酰CoA无法可逆地转变为丙酮酸 糖,但甘油在之类中仅仅占少量
• 病理情况下的转变 (糖代谢与脂代谢密切相关)
当细胞对葡萄糖的利用受阻时,机体动用大量的脂肪氧化供能
酮体大量产生(且产生量多于被利用的)
血液中酮体升高
尿中出现酮体
酮症
α,β-烯脂酰CoA
β-羟脂酰CoA β-酮脂酰CoA
CoA
乙酰CoA
TCA循环
β-羟丁酸 乙酰乙酸 丙酮 1,2-丙二醇
糖代谢与脂类代谢的相互关系
糖代谢与脂类代谢的相互关系
糖代谢和脂类代谢是相互关联的生理过程。
糖代谢主要涉及葡萄糖在体内的合成、分解、利用和储存。
脂类代谢则是指脂类在体内的合成、分解、利用和储存。
糖代谢和脂类代谢之间的相互关系主要体现在以下几个方面:
1. 脂类代谢对糖代谢的影响:脂肪组织是人体主要的葡萄糖摄取器官之一,脂肪细胞中的葡萄糖摄取和利用是与胰岛素水平密切相关的。
当胰岛素水平升高时,脂肪细胞中的葡萄糖摄取和利用也会增加,从而促进葡萄糖代谢。
2. 糖代谢对脂类代谢的影响:糖代谢异常会影响脂类代谢。
例如,高血糖会引起胰岛素分泌增加,导致脂肪合成增加,脂肪酸合成过程中产生的甘油酰三酯增多,从而导致脂肪堆积。
同时,高血糖还会抑制脂肪酸氧化,降低胆固醇合成,影响脂类代谢的正常进程。
3. 脂类代谢和糖代谢失调的疾病:不良的脂类代谢和糖代谢是导致肥胖、2型糖尿病、高血压、心血管疾病等代谢性疾病的主要原因之一。
由于糖代谢和脂类代谢之间相互影响,因此调节这两个过程的平衡对于预防和治疗这些疾病具有重要意义。
总之,糖代谢和脂类代谢是相互关联的生物化学过程,两者之间的平衡关系对于人体代谢平衡和健康非常重要。
糖、脂和蛋白质代谢三者之间的关系
糖、脂和蛋白质代谢三者之间的关系
糖、脂和蛋白质代谢三者之间的关系
在相互转变中,乙酰CoA和三种α-酮酸(丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸)是三大物质互变的枢纽。
在相互制约中,当糖代谢供应能量充足时,脂代谢是减弱的,同样,当糖和脂代谢都是正常供能时,蛋白质的分解代谢只是维持组织更新和保持氮平衡的需要,反之亦然。
糖、脂和蛋白质,不管从何种途径进行分解代谢,最终都是通过三羧酸循环和氧化磷酸化彻底氧化为CO2和H2O并释放出能量以合成ATP。
1. 糖代谢与脂类代谢的相互关系
糖可以在生物体内变成脂肪。
脂肪→甘油→磷酸二羟丙酮→糖
脂肪→脂肪酸→乙酰CoA→(在植物体内通过乙醛酸循环)琥珀酸→糖
奇数碳原子脂肪酸→脂肪酸→琥珀酸→糖
2. 糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
糖可以转变为非必需氨基酸。
蛋白质可以转变为糖。
糖→α-酮酸→氨基酸(非必须氨基酸)→蛋白质
蛋白质→(生糖氨基酸)氨基酸→α-酮酸→糖
3. 脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系
由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的,蛋白质可间接地转变为脂肪。
蛋白质→(生酮氨基酸)氨基酸→ 酮酸或乙酰CoA→脂肪酸→脂肪
脂肪→甘油→磷酸二羟丙酮→氨基酸碳架→氨基酸→蛋白质。
代谢途径的相互联系和代谢调控
(胞液)
关
-酮戊二酸 谷氨酸
系 天冬氨酸
草酰乙酸 C1 丙酮酸
乙酰CoA
(线粒体) TCA循环
脂肪
多糖
蛋白质
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递 (氧化)
+Pi
e-
三羧酸 循环
生物氧化的三个阶段
大分子降解 成基本结构 单位
小分子化合物 分解成共同的 中间产物(如 丙酮酸、乙酰
脂肪酸
氨
甘氨酸 天冬氨酸
基
谷氨酰氨
磷酸二羟丙酮 PEP
甘油
酸
丙氨酸 甘氨酸
生酮氨基酸
和
丝氨酰 苏氨酸
亮氨酸 赖氨酸
核 苷
半胱氨酸 天冬氨酸
酪酰氨 色氨酸
笨丙氨酸
丙酮酸 乙酰乙酰CoA
丙二单酰CoA
乙酰CoA
胆固醇
酸
天冬酰氨
异亮氨酸
之
酪氨酸 天冬氨酸
亮氨酸 色氨酸
间
苯丙酰氨
的
异亮氨酸 甲硫酰氨
代 谢
苏氨酸 缬氨酸
改变细胞的生理过程
细胞膜
问答题
1、为什么说三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大物质代谢的 共同通路?
2、举例说明核苷酸类化合物在代谢中起的作用。 3、试比较变构调节与化学修饰调节作用的异同? 4、试以大肠杆菌乳糖操纵子说明酶合成的诱导和阻遏。
5、写出天冬氨酸在体内氧化生成CO2和H2O的主要历程, 注明其中脱氢反应的酶,并计算所产生的ATP数目。 6、简述能荷调节对代谢的影响及其生物系意义。
顺序反馈抑制示意图
-
-
H
E1
第七章 脂类代谢
游离胆固醇 总磷脂 卵磷脂 神经磷脂 脑磷脂
40~70(55) 100~250(200) 50~200(100) 50~130(70) 15~35(20)
1.03~1.81(1.42) 48.4~80.7(64.6) 16.1~64.6(32.3) 16.1~42.0(22.6) 4.8~13.0(6.4) 肝 肝 肝 肝
甘油三酯代谢
+ NADH+H NAD +
ADP CH2OH
CHOH P
甘油激酶 CH2OH (肝、肾、肠) CH2O
磷酸甘油脱氢酶
3-磷酸甘油
CH2OH C O P
糖酵解
丙酮酸
→乙酰辅酶A→TAC
CH2O
糖异生 糖或糖原
磷酸二羟丙酮
第二节
甘油三酯代谢
(三)脂肪酸的β-氧化
甘油三酯的分解代谢主要是脂肪酸的氧化分 解。机体脂肪酸的氧化是从脂肪酸羧基端的β碳原子开始,每氧化一次断裂两个碳原子,故又 称为脂肪酸的β-氧化。除大脑、成熟红细胞外, 大多数组织都能利用脂肪酸氧化供能,以肝和肌 肉组织最活跃。线粒体是脂肪酸氧化的主要部位。
二十一世纪
??
第一节 概
述
脂类是脂肪及类脂的总称,是生物体内一 类重要的有机化合物。
脂肪是由一分子甘油和三分子脂肪酸脱水缩合 而成的酯,又称三酯酰甘油或甘油三酯(TG)。 类脂包括磷脂(PL)、糖脂、胆固醇(Ch)及 胆固醇脂(CE)。 脂类的共同特征是不溶于水而易溶于乙醚、氯 仿等有机溶剂。
第一节
第二节 甘油三酯代谢
脂肪酸的氧化过程可概括为:脂肪酸活化 为脂酰CoA、脂酰CoA进入线粒体、脂肪酸的 β-氧化过程及乙酰CoA的彻底氧化四个阶段。 1.脂肪酸活化为脂酰CoA 在细胞质中,脂 酰CoA合成酶催化脂肪酸与HSCoA生成脂酰CoA 的过程称为脂肪酸的活化。反应过程中ATP供 能后生成AMP ,两个高能磷酸键断裂,相当 于消耗2分子ATP。
糖类代谢和脂肪代谢
4、血糖的主要来源(A) A、食物中的糖类 B、肝糖原
C、肌糖原
D、甘油
5、人和动物体内的主要能源物质是( D )
A、脂类
B、蛋白质
C、ATP
D、糖类
6、
消化 转氨基
糖类、脂肪
脱氨基
尿素
血红蛋白
7、在正常进餐后4h测定甲、乙两人的血糖浓度,甲为 0.14%,乙为0.1%。然后给甲、乙分别口服100g葡萄 糖,并每隔0.5h测定一次血糖浓度,其实验结果如下图 所示,请回答:
(1)甲、乙两人中糖代谢及其调节功能比较正常的是
__乙____,理由是血糖浓度在0.1%左右
。
(2)在乙的血糖浓度变化中,实现bc段变化的主要代谢 途径是 葡萄糖的氧化分解、合成糖原 。 (3)曲线cd段表示血糖浓度平稳,此时,维持血糖浓度 相对稳定的代谢途径主要是 肝糖原的分解 。
经典例题:过量摄入糖类会导致体内脂肪积累, 其部分原理如下图所示。其中过程X、物质Y和 物质Z分别是 []
A.糖酵解、丙酮酸、脂肪酸 B.有氧呼吸、乳酸、脂肪酸 C.糖酵解、乳酸、胆固醇 D.有氧呼吸、丙酮酸、胆固醇
经典例题:据不完全统计,2007年上海市16至18岁学生肥胖率 已高达14.5%,肥胖的发生与糖类、脂类、蛋白质三类有机物 的代谢密切相关。下图是三类有机物代谢关系简图(图中数字 表示途径,字母表示物质),据图回答。
在膳食中 30~40 的比例 (%)
肉类和 豆类
30~35
蔬菜和 油脂类 水果
30~35 3
平衡膳食宝塔
第五层(塔尖):油脂类。 第四层:奶类和豆类食物。 第三层:鱼、虾、肉、蛋类。 第二层:蔬菜和水果。 第一层:谷类。包括米、面、杂粮。
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磷酸二
甘油
羟丙酮
ATP ADP
NAD+ NADH+H + 糖异生
糖
10.2.2 脂肪酸的β-氧化作用
➢ 脂肪酸在酶和辅因子的作用下β-碳原子被氧化, 生成比原来少两个碳原子的脂酰CoA和1分子乙 酰CoA。
➢ 若反复β-氧化,最终可能全部转变为乙酰CoA 。
合成新的FFA
活化,-氧化 FFA
乙酰CoA
思考题
1、写出糖酵解和糖有氧分解途径的反应过程(不 需写出结构式,要标出每步反应的反应物、产物、 酶、辅酶、反应类型)。并根据反应过程计算两种 代谢途径生成的能量?
2、写出糖异生途径的反应过程(要求与题1一样) 。
第十章
脂质代谢
Metabolism of Lipids
10.1 脂质的酶促水解
TAC循环
氧化 供能
饱和脂肪酸氧化分3阶段进行
部位
组 织:除脑组织外,大多数组织均可进 行, 其中肝、肌肉最活跃。
亚细胞:细胞液、线粒体
(1) 脂肪酸活化为脂酰CoA
ATP
AMP+PPi
脂酰CoA合成酶
脂肪酸 ATP
CoA-SH
脂酰CoA AMP
2Pi PPi
脂酰腺苷酸 CoA-SH
* 脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在 于内质网及线粒体外膜上。
(2) 脂肪酸的转运
脂酰CoA转运方向: 胞液 转运载体: 肉碱
线粒体
10C以下的脂酰CoA 可以渗透通过线粒体 内膜,长链的则不能
脂酰CoA + 肉碱
CoASH + 脂酰肉碱
膜间隙
脂酰CoA
肉碱
脂酰肉碱
肉碱脂酰转移酶I
线粒体基质
肉碱脂酰 转移酶II
载体蛋白
肉碱
脂酰肉碱
脂酰CoA
目录
(3) 脂肪酸多次β-氧化转变为乙酰CoA
n糖代谢脂类代谢
2020年4月22日星期三
(2)糖异生前体
① 糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物
乳酸 生糖氨基酸
2H
丙酮酸
-NH2
α-酮戊二酸
脂肪 水解 甘油
α-磷酸甘油
磷酸二羟丙酮
② 糖代谢中间代谢产物(柠檬酸、苹果酸、琥珀酰CoA
),除乙酰CoA(动物体内脂肪酸氧化分解产生)
,均可进入糖异生途径,异生为葡萄糖或糖原。
草酰乙酸
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
GDP+Pi+CO2
糖异生
氨
丙酮酸
PEP
酸
糖酵解
ADP
乙酰CoA
丙酮酸激酶
ATP
抑制
三羧酸循环
ATP、NADH、丙氨酸
本章小节
➢ 淀粉和糖原在被生物体代谢之前,首先降解成单糖。 ➢ 糖酵解的反应过程、能量计算、生理意义、糖酵解的调控:果糖磷酸
激酶(最关键的限速酶),己糖激酶,丙酮酸激酶。 ➢ 糖的有氧分解:第一阶段:葡萄糖分解为丙酮酸 ; 第二阶段:丙酮酸
生物体内的脂质代谢之前,都要首先被水解 。
➢ 条件
① 乳化剂(胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二 酯等)的乳化作用;
② 酶的催化作用
➢ 部位 主要在小肠上段
➢ 脂类的消化
食物中的脂类
乳化脂Leabharlann 酶广泛存在于动物、植 物、微生物中,能催化三酰
甘油逐步水解。
微团
消化酶
脂肪酶催化
三酰甘油 (脂肪)
二酰甘油
单酰甘油
+H2O 脂肪酸(+ FFA)+H2O
脂酰CoA ⊿2-反烯脂酰CoA L(+)-β羟脂酰CoA
β酮脂酰CoA 脂酰CoA+乙酰CoA
目录
一次-氧化 的产物
两次脱氢
FADH2 (1.5ATP) NADH (2.5ATP)
少两个C原子的脂酰辅酶A ---- 进入下一轮 -氧化
一分子乙酰辅酶A ( -氧化最终产物 )
---- 进入三羧酸循环(10ATP) 例如: 软脂酸 C15H31COOH(C16)
脱氢
少 2 加水 个 C
再脱氢
硫解
O
=
RCH2 CH2 C~SCoA
脂酰CoA
FAD
脱氢酶
FADH2
β αO
=
RCH=CHC~SCoA
水合酶
H2O
=
β αO RCHOHCH2 C~SCoA
β羟脂酰 CoA脱氢酶
NAD+ NADH+H+
β αO RCOCH2 C~SCoA
= =
硫解酶
O
CoA-SH
RC~SCoA + CH3CO~ SCoA
CH3-(CH2)14-COOH + 23O2
16CO2 + 16H2O + 9790.56 kJ/mol
7次β氧化: (2.5+1.5) X 7 = 28 ATP
8个乙酰CoA:10 X 8 = 80 ATP
活化:消耗2个 ~
-2 ATP
106ATP
脂肪酸氧化后能量储存率 :
10630.514 9790.56
+ FFA
+H2O
甘油 +
FFA
磷脂 磷脂酶A2 溶血磷脂 + FFA
很强的表面活性剂, 能使细胞膜溶解。
胆固醇酯
胆固醇酯酶
可被磷脂酶L水解
胆固醇 + FFA
10.2 三酰甘油的分解代谢
10.2.1 甘油的氧化
CO2+H2O 三羧酸 循环
三 FFA
丙酮酸
酰
糖酵解
甘 油
甘油 甘油激酶
甘油磷酸脱
3-磷酸 氢酶
100% = 33.1%
(3) 不饱和脂肪酸的氧化
单不饱和脂肪酸:
➢ 几乎所有生物体的不饱和脂肪酸都只含有顺式双键,且多 在第9位,因此不饱和脂肪酸氧化前三轮仍按β-氧化进行 。
⊿3顺-⊿2反烯脂酰CoA
不饱和脂肪酸β氧化 ⊿3顺-烯脂酰CoA
异构酶
(2)糖异生和糖酵解的调控
糖异生和糖酵解代谢的协调控制,在满足机体对 能量的需求和维持血糖恒定方面具有重要意义!
① 高浓度的6-磷酸葡萄糖
促进
活化
葡糖-6-磷酸酶
6-磷酸葡萄糖
葡萄糖
抑制
己糖激酶
抑制
糖异生 糖酵解
② 果糖1,6-二磷酸酶是糖异生的关键酶,果 糖磷酸激酶是糖酵解的关键调控酶。
2,6-二磷酸果糖是调节两酶活性的强效应物 当葡萄糖含量丰富时:
的氧化脱羧(生成乙酰CoA);第三阶段:三羧酸循环和氧化磷酸化 。 ➢ 三羧酸循环的反应过程、限速酶、能量计算、生理意义、三羧酸循环 的代谢调节:柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶系。 ➢ 乙醛酸循环、葡糖醛酸代谢途径(了解)。 ➢ 戊糖磷酸途径也是生物体普遍存在的代谢途径,反应特点、生理意义 。 ➢ 糖原合成和淀粉合成过程。蔗糖合成(了解)。 ➢ 糖异生途径的反应过程、调控。
激素调节 2,6-二磷酸果糖
ATP 、NADH、丙氨酸
抑制
激活
减弱
果糖1,6-二磷酸酶 Pi
糖异生
激活
1,6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖
ADP 果糖磷酸激酶 ATP
糖酵解
抑制
加速
ATP、柠檬酸
③ 丙酮酸羧化酶是糖异生的另一调节酶。
ADP ATP、乙酰CoA
激活
抑制
ADP+Pi
GTP
丙酮酸羧化酶
丙 CO2+ATP