三大营养物质代谢之间的相互联系

③丙酮酸
脂肪酸
氨基酸
④乙酰CoA
⑤草酰乙酸 T 柠檬酸 C
延胡索酸 A 琥珀酰CoA 循
环 -酮戊二酸
酮体
胆固醇 甘油二酯 CDP-胆胺 CDP-胆碱
磷脂
氨 CO2 H2O ATP
鸟氨酸循环
排出
尿素
核苷酸 核酸
①6-Pi-葡萄糖
• 6-Pi-葡萄糖是糖酵解,磷酸戊糖途径,糖异生,糖
原合成及糖原分解的共同中间代谢物.在肝细胞 中，通过6-Pi-葡萄糖使上述糖代谢的各条途径 相互沟通。
• ⑵脂肪水解形成的脂肪酸经β-氧化作用生成乙
酰辅酶A，后者与草酰乙酸缩合后，经三羧酸 循环转变成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸可经氨 基化或转氨作用生成谷氨酸。
• 由脂肪酸转变成氨基酸，实际上仅限于谷氨酸。
而且实现此种变化，尚需有草酰乙酸存在。而 草酰乙酸是由其他来源(如糖与蛋白质)所产生。 所以脂肪可以转变成氨基酸，但很有限。
丙酮酸
Asp
血红素
草酰乙酸 柠檬酸 脂肪酸
TCA循环
琥珀酰CoA α-酮戊二酸 Glu
Gly
• 综上所述，通过共同的中间代谢物,不同
代谢途径之间相互沟通,相互转化.
• 除少数必需脂肪酸、必需氨基酸外，糖、
脂质及氨基酸大多数可以相互转变.
（一）糖代谢与脂肪代谢的相互关系
糖可以在生物体内变成脂肪。 脂肪不能大量转变为糖，除了油料作物种子。
变成琥珀酰辅酶A，也可以转变成糖原。
（三）脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系
由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的，实际上仅 限于Glu。
蛋白质间接地转变为脂肪。
１．脂肪合成蛋白质
由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的。
⑴脂类分子中的甘油可先转变为丙酮酸，再转变 为草酰乙酸和α-酮戊二酸，然后接受氨基而转变 为丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸。
葡萄糖
脂肪酸
磷酸烯醇型丙酮酸
丙酮酸
乙酰CoA
酮体
草酰乙酸
柠檬酸
Asn
Asu
三羧酸循环
Phe
延胡索酸
Tyr
-酮戊二酸 Glu
琥珀酰CoA
Ile
Tyr
Met
Gln
Ser
His
Thr
Pro
Val
⑤草酰乙酸、α-酮戊二酸等柠檬酸循环中间产物
• 草酰乙酸，α-酮戊二酸等柠檬酸循环中
间产物，除参加三羧酸循环外，还可为 生物体内合成某些物质提供碳骨架。
• ⑴实验证明:用CH3C14OOH饲喂动物后，确有
Baidu Nhomakorabea
C14参入肝糖原分子中，惟量很少。近些年来，人
们对丙酮代谢的临床研究与动物实验研究已确证
脂肪酸代谢所产生的丙酮能够转变成糖。
• ⑵脂肪转变成糖的过程
糖原异生作用
• 甘油 α-磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 糖原
分解
三羧酸循环
• 脂肪酸 乙酰辅酶A 草酰乙酸(少量) 糖
1.糖变成脂肪
• ⑵由糖转变为脂类的过程
• 脂肪是甘油及脂肪酸合成的酯。糖可以变成甘
油α-磷酸，也可以变成脂肪酸，所以糖能变成 脂肪。
• ①糖变成α-磷酸甘油：
糖酵解
甘油磷酸脱氢酶
糖 二羟丙酮磷酸 甘油α-磷酸
• ②糖变成脂肪酸：
• 糖 丙酮酸 乙酰辅酶A 脂肪酸
糖酵解 氧化脱羧
•双数碳原子
• 2.脂肪转变成糖
磷酸烯醇型 丙酮酸羧激 酶
葡萄糖
草酰乙酸 磷酸烯醇型丙酮酸
丙酮酸羧 化酶
生糖氨基酸
乳酸脱氢酶
（LDH）
丙酮酸
乳酸
丙酮酸脱氢 酶复合体
乙酰CoA
④乙酰CoA
• 糖、脂肪及氨基酸的分解代谢中间产物
乙酰coA可通过共同的代谢途径—柠檬酸 循环，氧化磷酸化氧化为CO2和H2o,并 释放能量；乙酰coA也是脂肪酸，胆固醇 合成的原料，在肝脏，乙酰coA还可用于 合成酮体。因此，乙酰 coA是联系糖， 脂肪及氨基酸代谢的重要物质。
三大营养物质代谢之间的相互联系
3、 脂代谢与氨基酸代谢的相互联系
20种氨基酸 乙酰辅酶A
脂肪酸
12种非必需氨基酸
甘油
脂肪
物质代谢的相互联系和调节控制 沟通不同代谢途径的中间代谢物
• 各条代谢途径可通过一些枢纽性中
间代谢物相互联系，相互协调，相 互制约，使生命正常。
蛋白质
葡萄糖
脂肪
①6-Pi-葡萄糖 ②3-磷酸甘油醛 甘油
乳酸 丙酮酸 甘油
糖
18种氨基酸（亮、赖除外） 糖异生
三大营养物质代谢之间的相互联系
糖代谢问题： 1、糖分解代谢各途径的概念，起始物， 反应条件，产物(重点)，产能比？ 2、各代谢途径的过程，关键酶(重点)， 调节，生理意义？ 3、糖有氧氧化与糖酵解的异同点(重点)？ 4、糖异生的概念，部位、可异生的物质？ 过程(难点)，关键酶(重点)？
• 例如ATP是能量和磷酸基转移的重要物质，
UTP参加糖的合成。CTP参加磷脂的合成。 CTP为蛋白质合成所必需。
• 此外，许多辅酶均为核苷酸的衍生物。例如，
辅酶A、烟酰胺核苷酸和异咯嗪核苷酸等，都 是腺嘌呤核苷酸的衍生物，腺嘌呤核苷酸还可 以作为合成组氨酸的原料。
• 可以看出，核酸(及其衍生物)与其他各
料，如甘氨酸、甲酸盐、谷氨酰胺、天冬氨酸和 氨等；核苷酸合成需要酶和多种蛋白因子的参与。 （但酶和蛋白因子的合成本身又是由基因所控制 的。可见核酸起着决定性的作用。）
• ⑶糖类能产生二羧基氨基酸的前身酮酸，并且又
是戊糖的来源。
• ⑷一般来说，核酸不是重要的碳源、氮源和能
源，但许多游离核苷酸在代谢中起着重要的作 用。
二 代谢的调节
• 代谢调节（metabolic regulation），是生
物在长期进化过程中，为适应环境需要而 形成的一种生理机能。进化程度愈高的生 物，其调节系统就愈复杂。总之，就整个 生物界来说，代谢的调节是在酶、细胞、 激素和神经这四个不同水平上进行的。
三大营养物质代谢之间的 相互联系
三大营养物质代谢之间的相互联系
三大营养物质：糖 脂类 蛋白质
维持人体正常生理功能的物质：
糖 Carbohydrates 矿物质 Mineral
脂类 Lipids
维生素 Vitamin
蛋白质 Protein 水 Water
三大营养物质代谢之间的相互联系
糖代谢
糖
分解
糖酵解 糖有氧氧化 磷酸戊糖途径
• 其他如精氨酸、组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜
氨酸均可通过谷氨酸转变成α-酮戊二酸，再转 变成糖原。
• 苯丙氨酸、酪氨酸可以先转变成延胡索酸、
沿三羧酸循环变成草酰乙酸，再转变成糖 原。
• 丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸、色氨酸、胱氨
酸、缬氨酸、半胱氨酸等均可先转变成丙 酮酸，再变成糖原。
• 另外，异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸可转
代谢过程中都是彼此影响，相互转化和密切相 关的。
• 糖代谢是各类物质代谢网络的“总枢纽”，通
过它将各类物质代谢相互沟通，紧密联系在一 起，而磷酸已糖、丙酮酸、乙酰辅酶A在代谢 网络中是各类物质转化的重要中间产物。糖代 谢中产生的ATP、GTP和NADPH等可直接用于 其它代谢途径。
• 脂类是生物能量的主要储存形式，脂类的氧化
• 油料作物种子萌发时动用所贮存的大量脂肪并转
化为糖类。
（二）糖代谢与蛋白质代谢的关系
糖可以转变为非必需氨基酸。 蛋白质可以转变为糖。 1.糖生成氨基酸:
糖是生物体重要的能源和碳源。糖可用于 合成各种碳链结构，经氨基化和转氨基作 用后，即生成相应的氨基酸。
• 糖在代谢过程中可产生丙酮酸，丙酮酸
经三羧酸循环可转变成α-酮戊二酸和草 酰乙酸。这三种酮酸经氨基化作用或转 氨作用分别变成丙氨酸、谷氨酸及天冬 氨酸。
三大营养物质代谢之间的相互联系
三大营养物质代谢相互关系联系图
中心物质：乙酰辅酶 A 代谢共同途径：三羧酸循环
三大营养物质代谢之间的相互联系
总结：
1、糖代谢与脂代谢的相互联系
甘油
糖
脂肪
脂肪酸
胆固醇 酮体
三大营养物质代谢之间的相互联系
2、糖代谢与氨基酸代谢的相互联系
18种氨基酸 （亮赖除外）
糖
12种非必需氨基酸
• 糖还可以转变成其他非必需氨基酸，但
糖不能在体内合成必需氨基酸。
丙酮酸
三羧酸循环
草酰乙酸
氨基酸
α-酮戊二酸
NH3 + NADH+H+
转氨酶
L-谷氨酸脱氢酶
α-酮酸
谷氨酸
NAD+ +H2O
• 2.蛋白质转变成糖
• ⑴实验：①用蛋白质饲养人工糖尿病的
狗，则50%以上的食物蛋白质可以转变 为葡萄糖，并随尿排出。②改用丙氨酸、 天冬氨酸、谷氨酸等饲养这种患人工糖 尿病的狗，随尿排出的葡萄糖就大为增 加。③用氨基酸饲养饥饿动物，根据其 肝中糖原贮存量的增加，也可证明多种 氨基酸在体内转变成肝糖原。
• ⑵生酮氨基酸和生糖兼生酮氨基酸（如酪氨酸、
苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、赖氨 酸）在代谢过程中生成乙酰辅酶A；乙酰辅酶A 循脂肪酸合成途径，即可合成脂肪酸。
• 生糖氨基酸可以直接或间接生成丙酮酸，丙酮
酸可以变成甘油，也可以在氧化脱羧变成乙酰 辅酶A后生成脂肪酸。
（四）核酸与其他物质代谢的相互关系
分解最终进入三羧酸循环，并为机体提供更多 的能量。磷脂和鞘脂是构成生物膜的成分，而 且它们的某些中间代谢物具有信息传递的作用。
• 蛋白质是机体中所有原生质结构的基础，而且
作为酶的主要组成成分，决定着各种物质代谢 反应的速度、方向及相互关系。如糖代谢中的 磷酸果糖激酶、柠檬酸合酶，脂代谢中的乙酰 CoA羧化酶等都是代谢中的限速酶。
及糖异生的共同中间代谢产物，脂肪分 解产生的甘油通过甘油激酶催化也可形 成 3-磷酸甘油醛，另外，生糖氨基酸脱 氨以后可转变为3-磷酸甘油醛。所以， 3-磷酸甘油醛可以联系糖、脂质及氨基 酸代谢。
③丙酮酸
• 丙酮酸是糖酵解，糖有氧氧化和生糖氨
基酸氧化分解代谢得共同中间产物。糖 酵解时丙酮酸还原为乳酸，有氧氧化时 则生成乙酰coA。另外，丙酮酸在丙酮酸 羧化酶作用下形成草酰乙酸。生糖氨基 酸异生为糖也需经过丙酮酸的形成及转 变。
• 在植物和微生物，由于存在乙醛酸循环，可通
过此条途径来合成氨基酸。例如：某些微生物 利用醋酸或石油烃类物质发酵产生氨基酸，可 能也是通过这条途径。
• ２．蛋白质转变为脂肪
• ⑴实验：用只含蛋白质的膳食饲养动物，动物
能在体内存积脂肪——证明蛋白质可在动物体 内转变成脂肪，不过这种转变可能是间接的。
葡萄糖
5-磷酸核酮糖
UTP PPi
引物
(G)m m≥4
1-Pi-葡萄糖 nUDPG
nUDP 糖原
6-Pi-葡萄糖
磷酸戊糖 途径
6-磷酸果糖
3-磷酸甘油醛
丙酮酸
②3-磷酸甘油醛
脂肪
甘油
葡萄糖
5-磷酸核酮糖
6-Pi-葡萄糖 磷酸戊糖 途径
6-磷酸果糖
3-磷酸甘油醛
生糖氨基酸
丙酮酸
• 3-磷酸甘油醛是糖酵解，磷酸戊糖途径
１．核酸是细胞内的重要遗传物质，核酸 在机体的遗传和变异及蛋白质合成中， 起着决定性的作用。可通过控制蛋白质 的合成影响细胞的组成成分和代谢类型。
２．核酸及其衍生物和多种物质代谢有关。
• 其他各类代谢物为核酸及其衍生物的合成
提供原料
• ⑴脂类代谢除供应CO2外，和核酸代谢并无明显
的关系。
• ⑵蛋白质代谢能为嘌呤和嘧啶的合成提供许多原
三大营养物质代谢之间的相互联系
脂类
脂肪：甘油三酯
类脂：胆固醇、胆固醇酯、磷脂 糖脂、游离脂肪酸
脂肪
甘油
CO2+H2O+ATP
糖
三羧酸循环
脂肪酸 乙酰CoA 酮体 胆固醇
三大营养物质代谢之间的相互联系
脂代谢问题： 1、脂肪水解的概念，过程，酶，产物？ 2、甘油的代谢，脂肪酸的β氧化(重点)部位， 过程，产物，生成ATP数量？ 3、脂肪合成的原料、途径，甘油的来源，脂 肪酸的合成原料，过程(难点)，关键酶，调节？ 4 、酮体的概念，合成部位、原料、过程，分 解利用的部位、酶？ 5、胆固醇合成原料、过程，胆固醇可转变为 哪些物质？
类代谢物之间存在着一种交互作用的关 系。
• 其他各类代谢物为核酸及其衍生物的合
成提供原料，而核酸及其衍生物又反过 来对其他物质的代谢方式和反应速度发 生影响。
乙酰COA，3-磷酸
甘油醛，NADPH
糖
动物内困难
脂质
氨基化
脱氨基 作用
乙酰COA
动物体内 数量极为 有限
核苷酸
氨基酸
• 总的来说，糖、脂肪、蛋白质和核酸等物质在
• ⑵蛋白质转变成糖的步骤： • 现已了解除亮氨酸、赖氨酸外，其他组
成蛋白质的天然氨基酸均可转变为糖。
氨基酸经脱氨基作用可变为α-酮酸，α-酮酸再经过一系 列变化转化成糖。
• 丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸
丙氨酸转变成丙酮酸、天冬氨酸转变成草酰乙 酸、谷氨酸转变成α-酮戊二酸。 α-酮戊二酸经三羧酸循环变成草酰乙酸。草酰 乙酸经烯醇丙酮酸磷酸羧激酶作用变成烯醇丙 酮酸磷酸。烯醇丙酮酸磷酸沿酵解作用逆行， 即可生成糖原。
三大营养物质代谢之间的相互联系
氨基酸分解代谢
三大营养物质代谢之间的相互联系
氨基酸代谢问题： 1、氨基酸脱氨基方式(重点) ？氨的去 路？α酮酸的代谢(重点)？ 2、个别氨基酸脱羧的产物？产物的作用？ 一碳单位的概念、生成过程(难点) 、载 体、生理功用？ 3、含硫氨基酸代谢过程？芳香族氨基酸 代谢产物？