细胞代谢基础课件

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(3) 初级代谢则自始至终存在于一切生活的机体之中，它同机体 的生长过程基本呈平行关系。次级代谢通常是生长期末期或稳 定期才出现，它与机体的生长不呈现平行关系，而是明显地分 为机体的生长期和次级代谢产物形成期两个不同时期。
(4) 次级代谢产物虽然也是从少数几种初级代谢过程中产生的中
间体或代谢产物衍生而来，但它的骨架碳原子的数量与排列上
用，而且它们中有许多对人类健康和国民经济的发展具有重大
影响。而初级代谢产物的性质与类型在各类生物里相同或基本
相同。
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(5) 机体内两种代谢类型对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性 上明显不同。次级代谢对环境条件变化很敏感，其产物的合成 往往会因环境条件变化而受到明显影响。而初级代谢对环境条 件变化的相对敏感性小，相对较为稳定。
(6) 催化次级代谢产物合成的某些酶专一性较弱。因此在某种次 级代谢产物合成的培养基里加进不同的前体物时，往往可以导致 机体合成不同种类的次级代谢产物，这或许是某些次级代谢产物 为什么是由许多混合物组成的原因之一。
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初级代谢途径
分解代谢
糖代谢途径
(1) 恩伯顿-迈耶霍夫-伯纳斯途径(Embden-Meyerhof-Parnos pathway，EMP)
(2) 次级代谢产物对于机体生存不是必需的物质，即使在次级代 谢过程的某个环节上发生障碍，不会导致机体生长的停止和死 亡，一般只是影响机体合成某种次级代谢产物的能力。而初级 代谢产物如单糖或单糖衍生物、核苷酸、脂肪酸等单体以及由 它们组成的各种大分子聚合物如核酸、蛋白质、多糖、脂类等 通常都是机体生存必不可少的物质，只要这些物质合成过程的 某个环节上发生障碍，轻则表现为生长缓慢，重则导致生长停 止、机体发生突变甚至死亡等。
细 胞 代
谢 途 径
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生物生命活动的中心问题是新陈代谢，新陈代谢是所 有有生命的生物的基本规律。
生命的代谢活动是通过活细胞和细胞群的代谢网络进 行的，而这代谢活动是由一系列酶催化的级联化学反 应以及特异性的膜转移系统构成的。
生物合成药物学就是研究利用有生理活性的代谢产物 来治疗疾病和应用生物大写来合成药物或者药物中间 体；分离代谢过程中酶和抑制该酶的活性物质以及研 究该酶合成基因和抑制该酶活性物质的合成基因来调 控新陈代谢的健康运转达到治疗目的。
次级代谢（secondary metabolism ）
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初级代谢、中间代谢和次级代谢关系
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区别
(1) 次级代谢只存在于某些生物当中，而且代谢途径和代谢产物 因生物不同而异，就是同种生物也会因营养和环境条件等不同 而产生不同的次级代谢产物。但是初级代谢却不同，它是一类 普遍存在于各类生物中的基本代谢类型，代谢途径与产物基本 类同。
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(4) 磷酸解酮酶途径(Phosphoketolase pathway, PK)
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脂肪酸代谢途径
（1）β-氧化
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（2）α-氧化
发生在某些因β-碳被封闭（如连有甲基）而无法进行β-氧化的脂肪酸中。氧 化过程是首先使α-碳原子氧化成羟基，再氧化成酮基，最后脱酸成为少一 个碳的脂肪酸。在这个氧化系统中，仅以游离脂肪酸能作为底物，而且直 接涉及到分子氧，产物既可以是D-α-羟基脂肪酸，也可以是含少一个碳原 子的脂肪酸。
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代谢是细胞内生化反应的总汇，包括各种各样的分子 转换。大多数的反应可归并到代谢途径中，代谢途径 的化学反应按一定的顺序发生，每个反应都受到某种 特定的酶的催化，上一个反应的产物将成为下一个反 应的底物。在代谢途径中出现的酶常定位于细胞的特 定区域。
细胞的代谢途径可在不同的点上发生交汇，使一条代 谢途径产生的化合物能够按照细胞在某个时刻的需要 进入到不同的代谢途径中。
α-氧化作用对于生物体内奇数碳脂肪酸的形成；含甲基的支链脂肪酸的降解； 过长的脂肪酸(如C22、C24)的降解起着重要的作用。
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（2）ω-氧化
生物体内一些中长链(如癸酸、十二碳酸等)以及少量长链脂肪酸，能首先从烃 基末端碳原子即ω-碳子上被氧化生成α，ω-二羧酸，称为ω-氧化。
的微小变化，或氧、氮、氯、硫等元素的加入，或在产物氧化
水平上的微小变化都可以导致产生的次级代谢产物各种各样，
并且每种类型的次级代谢产物往往是一群化学结构非常相似而
成分不同的混合物。这些次级代谢产物通常被机体分泌到胞外，
它们虽然不是机体生长与繁殖所必需的物质，但它们与机体的
分化有一定的关系，并在同其他生物的生存竞争中起着重要作
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根据参与细胞内生化代谢系统的反应特点，可将生物 体内名目繁多的各类反应过程分成下列四大类： 装配反应（Assembly Reaction） 聚合反应（Polymerization Reaction）
生物合成反应（Biosynthesis Reaction） 产能反应（Fueling Reaction）
⑤在有氧条件下，EMP途径与TCA循环(三羧酸循环)连接，
并通过后者把丙酮酸彻底氧细化胞代成谢基二础氧化碳和水。
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(2)磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway，PP）
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(3) 恩特纳-道格洛夫途径 (Entner-Dondroff pathway, ED)
EMP途径的几个特点：
①通过EMP途径1 mol 葡萄糖产生2 mol ATP。
②EMP途径不产生芳香族氨基酸、DNA和RNA的前提物。
③EMP途径在哺乳动物肌肉里最终的产物为乳酸，但在大多
数微生物来说最终的产物是丙酮酸。
④过程基本在细胞质中完成，是机体在缺氧或无氧状态获得
能量的有效措施；是某些组织细胞获得能量的方式。
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初级代谢与次级代谢
初级代谢(primary metabolism)
生物体特性虽然存在着巨大的差异，但除较少的改变外，它们 修饰和合成糖类、蛋白质、脂类以及核酸物质的途径基本相同。 因为多糖、蛋白、脂肪和核酸等是生命物质的基础材料，是生 命体自身生长和繁殖所必须的物质，是基础代谢的产物。基础 代谢的过程阐明了所有生物的最基本得共性过程 。