生物化学：第十二章 代谢总论

当反应达到平衡时， ΔG=0，那么，
∆G
0
'
=
−RT
ln
[C][D] [A][B]
=
−
RT
ln
k
eq
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(六）ATP能量转移的重要载体
⒈高能化合物
高能键:水解时释放出20.92kJ以上自由能的键,“～” 高能化合物:含高能键的化合物 高能磷酸化合物:机体内许多含有高能键的磷酸化合 物,当其磷酰基水解时释放出大量自由能,称高能磷酸 化合物
TCA,电子传 递氧化磷酸 化,脂肪酸氧 化,氨基酸分 解等
蛋白质 加工
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㈤自由能
自由能(G)：指一个反应体系中能够做功的 那部分能量。
自由能的变化(ΔG)：产物的自由能与反应 物的自由能之差，与反应转变过程无关。 标准自由能的变化(ΔG0)：298K，101.3KPa， 反应物浓度为1mol/L，pH=0。 生化反应中标准自由能的变化(ΔG0’)： 298K，101.3KPa，反应物浓度为1mol/L， pH=7。
激酶
A+高能化合物
B+低能化合物
激酶——激活底物（A）连接高能键的酶
例
激酶
D-葡萄糖 + ATP
D-6-磷酸葡萄糖 + ADP
D-6-磷酸葡萄糖比D-葡萄糖G高，更易于分解，这步活 化是细胞内葡萄糖分解的第一步，也是后续葡萄糖分 解的根基。
•类似的活化反应十分普遍存在。
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⑴ 功能
A →B
△GO＞0 （不能自发进行）
高能化合物（水解）→低能化合物 △GO＜0 （能自发进行）
A+高能化合物 →B+低能化合物 △GO＜0 （能自发进行） 提问：两反应如何可以结合在一起呢？ 答案：高能基团的传递
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活化（能量增加）反应
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⑵
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高能化合物的种类
磷酸化合物
磷氧型 -O~P
烯醇式磷酸化合物 △Go Kcal/mol
(-C=C-O~P(O))
-14.8
酰基磷酸化合物
(-C-O~P(O))
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合成和分解途径完全不同,由不 同的酶催化
脂肪酸的分解代谢 脂肪酸的合成代谢
发生部位不同
参与的酶系不同
思考题: 为什么分解代谢和合成代谢 不能完全是一个可逆过程
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㈣、代谢途径存在区隔化
酵解,脂 肪酸合 成等
DNA复制 RNA合成
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㈢、分解代谢和合成代谢
1）合成代谢:活细胞从外环境中取得原料合成自身
的结构物质、贮存物质、生理活性物质及各种次生 物质的过程是合成代谢，也叫生物合成。是需要供 应能量的过程。
2）分解代谢:有机物质在细胞内发生分解的作用过
程。分解过程中的许多中间产物可供作生物合成的 原料。伴随分解代谢释放出化学能并转化为细胞能 够利用的生物能（ATP）。
蛋白质、脂类、核酸等）在细胞内发生酶促反应的 途径及调控机理，包含旧分子的分解和新分子的合 成；
2）能量代谢：重点讨论光能或化学能在细胞内向
生物能（ATP）转化的原理和过程，以及生命活动 对能量的利用。 能量代谢和物质代谢是同一过程的两个方面，能量 转化寓于物质转化过程之中，物质转化必然伴有能 量转化。
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在A
B中，
ΔG= Δ B－ΔA
ΔG<0 放能，反应自发进行
ΔG=0 反应达到平衡
ΔG>0 吸能，反应不能自发进行
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自由能与平衡常数
在反应A＋B
C+D中自由能
变化是标准自由能变化与平衡常数
的函数：
∆G
=
∆G
0
'+
RT
ln
[C][D] [A][B]
第十二章 代谢总论
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一、基本概念
㈠、代谢：即新陈代谢 生命现象的基本特征
广义 狭义
营养 物质
生物 体内
活细 胞内
一切化学 变化总称
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新陈代谢的作用
周围环境获取营养物质 将营养物质转变为自身需要的结构元件 将结构元件组装成生物大分子 形成或分解生物体特殊功能需要的分子 提供生命活动所需要的能量
代谢途径的形式 线形途径 环状途径
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代谢途径的多酶系统
溶解状多 酶体系
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多酶复 合物
膜结合 酶体系
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㈡、代谢总轮廓
分解代谢会聚到少数几个终产物
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生物大
分子降
解为主 要构构建建分 分子子降解 为中小间而物 简最单终的降 中解间为物
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生物 体的 新陈 代谢
合成代谢 生物小分子合成生物大分子
（同化作用）
需要能量
分解代谢 释放能量
能量代谢
物质 代谢
（异化作用）生物大分子分解为生物小分子
二者相辅相成，研究物质代谢就是研究能量代谢
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㈡、物质代谢和能量代谢
ห้องสมุดไป่ตู้ 1）物质代谢：重点讨论各种生理活性物质（如糖、
CO2,H2O
NH3等 10
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分解代谢开始是多头 绪,逐步形成少数中 间物,最后完全降解.
会聚趋向
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合成代谢分叉产生许多产物
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构建分 子合成 大分子 合化成合生物 物大分 子的构 利建用元小件 分子物 质合成 构建元 件前体
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分解阶段的中间 物也可以直接参 与大分子物质的 合成
合成代谢和分解代谢相辅相成，有机地联系在一起， 构成中间代谢的统一整体。
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㈣、代谢途径
每种物质分解或 合成代谢所经历 的系列酶促反应 的总过程
中间代谢：代谢 途径中的酶促反 应
代谢底物 代谢物 代谢产物
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二、代谢基本特点
㈠、代谢途径是一系 列酶促反应
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少数小分子物质 经多步分支途径 合成多种类型的 生物大分子,
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发散趋向
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㈢、分解代谢和合成代谢途径通常不 重合,存在重要的差异
部分过程相同,部分过程不相同,并 由不同的酶催化
葡萄糖酵解和葡萄糖异生途径
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