葡萄糖、脂肪和氨基酸之间相互转变的途径和枢纽最新版本

.,葡萄糖、脂肪和氨基酸之间相互转变的途径和枢纽,临床二班周攀,.,三大营养物相互转变的枢纽,（一）葡萄糖与脂肪代谢的联系（二）葡萄糖与氨基酸代谢的联系（三）脂肪与氨基酸代谢的联系,三大营养物质代谢,从能量供应的角度看，糖、脂肪、蛋白质作为能源物质在供应能量上可互相代替，互相制约，但不能完全互相转变。糖、脂肪、蛋白质在体内分解氧化的代谢途径随各不相同，但乙酰辅酶A是他们共同的中间代谢物，三羧酸循环和氧化磷酸化成为三大营养物最后分解的共同代谢途径，释放出的能量均需转化为ATP的化学能。,.,葡萄糖,糖代谢的概况,.,E2,E1,E3,胞浆,.,TAC循环,糖有氧氧化的反应过程包括四个阶段,第一阶段：糖酵解途径,第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸脱氢酶复合体（限速酶）,第三阶段：三羧酸循环,G（Gn）,第四阶段：氧化磷酸化,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,氧化磷酸化,ATP,ADP,胞液,线粒体,.,丙酮酸脱氢酶复合体的组成,.,糖原的合成与分解（胞浆）总图,.,BACK,.,（一）TCA循环由8步代谢反应组成,乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸异柠檬酸氧化脱羧转变为-酮戊二酸-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA琥珀酰CoA经底物水平磷酸化生成琥珀酸琥珀酸脱氢生成延胡索酸延胡索酸加水生成苹果酸苹果酸脱氢生成草酰乙酸,（二）三羧酸循环的要点：,经过一次三羧酸循环：消耗一分子乙酰CoA；二次脱羧，四次脱氢，一次底物水平磷酸化；生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2，1分子GTP（相当于ATP）；限速酶：柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶（关键酶）-酮戊二酸脱氢酶复合体,（三）TCA循环在3大营养物质代谢中具有重要生理意义,TCA循环是3大营养素的最终代谢通路，其作用在于通过4次脱氢，为氧化磷酸化反应生成ATP提供还原当量(H+e)。TCA循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽，为生物合成提供小分子前体。,三羧酸循环,.,TAC的反应部位：线粒体。TAC在有氧条件下运转。整个循环反应为不可逆反应。TAC是体内产生CO2的主要途径,BACK,.,甘油三酯,游离脂酸,甘油,乙酰CoA,脂肪动员,-氧化,酮体,TCA循环,氧化分解,糖酵解途径,裂解,乙酰CoA,TCA循环,氧化分解,脂肪代谢概况,.,12,脂肪动员过程：,HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶,.,13,脂肪动员生成的甘油，主要经血循环转运至肝进行代谢。1甘油磷酸化为3-磷酸甘油（-磷酸甘油）,甘油经糖代谢途径代谢,23-磷酸甘油氧化为磷酸二羟丙酮,23-磷酸甘油氧化为磷酸二羟丙酮,.,脂酸经-氧化分解供能,1.脂酸的活化形式为脂酰CoA（胞液）,脂酰CoA合成酶存在于内质网及线粒体外膜上。,其中，肉碱脂肪酰转移酶是脂肪酸-氧化的关键酶。,2.脂酰CoA经肉碱转运进入线粒体，是脂酸-氧化的主要限速步骤,氧化方式：-氧化循环每一轮-氧化由四个连续的酶促反应组成：脱氢、水化、再脱氢、硫解,3.脂酰基-氧化的最终产物主要是乙酰CoA,脂酸-氧化的前三步反应和TAC的后三步反应类似：羧酸(脱氢)烯酸(加水)羟基酸(再脱氢)酮酸,.,活化：消耗2个高能磷酸键,-氧化：,每轮循环四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解产物：1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH2,脂酸氧化是体内能量的重要来源,以16碳软脂酸的氧化为例,15,7轮循环产物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2,能量计算：生成ATP810+7（2.5+1.5）=108净生成ATP1082=106,循环轮次数=N/2-1,.,2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酸,HMGCoA,D(-)-羟丁酸,丙酮,乙酰乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酸,2乙酰CoA,酮体的生成和利用的总示意图（乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮三者总称为酮体。）,.,线粒体膜,胞液,线粒体基质,柠檬酸,柠檬酸,乙酰CoA,柠檬酸-丙酮酸循环,.,甘油二酯途径,BACK,.,氨基酸代谢概况,.,丙氨酸氨基转移酶（ALT），又称为谷丙转氨酶（GPT）：ALT催化丙氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。,重要的转氨酶,ALT在肝中活性较高，在肝的疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。,天冬氨酸氨基转移酶（AST），又称为谷草转氨酶（GOT）：AST催化天冬氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。,AST在心肌中活性较高，故在心肌疾患时，血清中AST活性明显升高。,.,各种转氨酶都具有相同的辅酶和作用机制,转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛,氨基酸,磷酸吡哆醛,-酮酸,磷酸吡哆胺,转氨酶,转氨酶的辅酶及其作用机制,转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。,通过此种方式并未产生游离的氨。,.,此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、肾和脑组织进行。,转氨基偶联氧化脱氨基作用,氨基酸通过氨基酸氧化酶脱去氨基,.,腺苷酸代琥珀酸,AMP,苹果酸,转氨酶,AST,腺苷酸代琥珀酸合成酶,腺苷酸代琥珀酸裂解酶,腺苷酸脱氨酶,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基,此种方式主要在骨骼肌和心肌中进行。腺苷酸脱氨酶的活性较强。7种酶参与催化。,连续转氨基,嘌呤核苷酸循环,TAC,鸟氨酸循环也有类似反应,.,氨基酸碳链骨架可进行转换或分解,氨基酸脱氨基后生成的-酮酸(-ketoacid）主要有三条代谢去路。,（一）-酮酸可彻底氧化分解并提供能量,（三）-酮酸可转变成糖及脂类化合物,（二）-酮酸经还原氨基化生成非必需氨基酸,甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、,天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,氨基酸生糖及生酮性质的分类,甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、,天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、,丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、,天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,氨基酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,类别,BACK,.,糖与脂肪的转化,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,ATP,ADP,己糖激酶,6-磷酸果糖,磷酸己糖异构酶,1，6磷酸果糖,ATP,ADP,6-磷酸果糖激酶-1,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,醛缩酶,磷酸丙糖异构酶,1，3磷酸甘油醛,Pi,NAD+,NADH+H+,3-磷酸甘油醛脱氢酶,3-磷酸甘油酸,ATP,ADP,磷酸甘油酸激酶,2-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸变位酶,PEP,H2O,烯醇化酶,丙酮酸,ATP,ADP,丙酮酸激酶,乙酰COA,脂肪,甘油,FFA,脂酰COA,线粒体,Mg+,ATP,磷酸甘油脱氢酶,线粒体基质中,1脱氢,2加水,3再脱氢,4硫解,脂肪动员,.,糖与氨基酸的转化,柠檬酸,-酮戊二酸,琥珀酸,延胡索酸,草酰乙酸,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,乙酰COA,磷酸二羟丙酮,PEP,丙酮酸,3-磷酸甘油醛,磷酸戊糖途径,CO2,CO2,亮氨酸、赖氨酸,天冬氨酸天冬酰胺,酪氨酸、苯丙氨酸,缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、苏氨酸,谷氨酸,精氨酸、组氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺,丙氨酸、色氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸、半胱氨酸,TAC,.,脂肪与氨基酸的转化,柠檬酸,-酮戊二酸,琥珀酸,延胡索酸,草酰乙酸,乙酰COA,丙酮酸,CO2,CO2,亮氨酸、赖氨酸,天冬氨酸天冬酰胺,酪氨酸、苯丙氨酸,谷氨酸,精氨酸、组氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺,TAC,缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、苏氨酸,丙氨酸、色氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸、半胱氨酸,脂肪,PEP,磷酸二羟丙酮,甘油,3-磷酸甘油,NAD+,NADH+H+,磷酸甘油脱氢酶,FFA,脂酰COA,线粒体中,ATP、Mg2+、COASH,.,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸,-酮戊二酸,柠檬酸,乙酰CoA,丙酮酸,PEP,磷酸丙糖,葡萄糖或糖原,糖,-磷酸甘油,脂肪酸,脂肪,甘油三酯,乙酰乙酰CoA,酮体,CO2,CO2,糖、脂肪及氨基酸代谢的联系,TAC,.,总结,1、三大营养物质代谢的相同点（1）来源相同三大营养物质的来源都有三条途径：食物中消化吸收、其他物质转化、自身物质的分解。（2）都可以作为能源物质三大营养物质在体内都可以进行氧化分解，作为能源物质使用。但它们供能有着先后顺序，它们按照糖类、脂质、蛋白质的顺序供能。（3）在动物体内可以转化糖类可以直接转化成蛋白质和脂肪，蛋白质也可以直接转化成糖类和脂肪，但脂肪不能直接转化成蛋白质。（4）代谢终产物和是三大营养物质相同的代谢终产物。,2、三大营养物质代