第17章 代谢总论.ppt

1、生物化学,动态部分,第十九章 代谢总论,什么是新陈代谢？ 新的来，旧的去 花开花落 “长江后浪推前浪，一代新人换旧人”,生化定义泛指生物与周围环境进行物质与能量交换的过程。是生物体物质代谢与能量代谢的有机统一,1、营养物质的摄取与吸收 利用光能的生物（植物、微生物） 食草动物 食腐动物（微生物） 食肉动物 （轮回）,新陈代谢的过程,2、将摄取的营养物质和细胞中原有的物质（结构物质或功能物质）分解为机体所需的结构元件或分解供能 3、将结构元件装配成大分子（结构物质、功能物质） 4、在物质代谢的同时进行能量代谢 主要涉及目前已经清楚的细胞内四大物质的合成与分解。,1、 不同生物的代谢大同小异 大同

2、 各类生物的物质的代谢途径十分相似,小异 也有偏向 低等的厌氧生物尚没有发展出好氧代谢途径，而高等生物包括好氧细菌都发展出了更为高效的好氧代谢，但同时保存了厌氧代谢途径。,为什么具有许多相同之处呢？ 共同的祖先！,新陈代谢的特点,2、 反应步骤繁多，具有严格的顺序性；,3、 与环境相适应，自动调节； 在整体水平进行调节 在细胞水平进行调节 通过酶活性调节来进行调节。（39章）,分解代谢：将从外界摄取或机体原有的物质物质通过一系列的反应步骤变为较小的、较简单的物质的过程。 合成代谢：生物利用小分子或大分子结构元件构建自身大分子的过程。,一、物质的分解代谢与合成代谢,二者相辅相成，研究物质代谢就是

3、研究能量代谢,二、能量代谢在新陈代谢中的作用,维持生命活动的能量来源,光能（太阳能）：植物和某些藻类，通过光合作用将光能转变成生物能。 化学能：动物和多数微生物，通过生物氧化作用将有机物质存储的化学能释放出来，并转变成生物能。,外界摄取的营养物质和机体内储存的物质如：糖、脂、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量、最终生成二氧化碳和水,ATP是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物,非储存能量的形式,是传递能量的形式,ATP的性质,ATP 分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。ATP水解时, 可以释放出大量自由能。 ATP 是生物体内最重要的能量转换中间体。ATP 水解释放出来的能量用于推动生物

4、体内各种需能的生化反应。,另外： GTP对G蛋白的活化、蛋白质的生物合成、蛋白质的寻靶作用以及蛋白质运转等过程提供自由能； UTP在糖原合成中起活化葡萄糖分子的作用； CTP在合成磷脂酰胆碱及纤维素等方面有作用。,能量源自,能源物质（糖、脂、偶尔是蛋白质）的分解,分解代谢 氧化产能,ADP,机械能（运动） 化学能（合成反应） 渗透能（分泌、吸收） 电能（生物电） 热能（体温维持） 光能（生物发光）,UTP、GTP、CTP、TTP 合成，供能,ATP,三、能量代谢中的其他重要物质,1、辅酶和辅酶 2、FMN和FAD 3、CoA-SH,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶I） NAD+,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸

5、磷酸 （辅酶）NADP+,烟酰胺,功能：脱氢酶辅酶 传递H,VB2,H,二甲基异咯嗪,？键相连,核苷键,黄素单核苷酸 FMN 黄素腺嘌呤二核苷酸 FAD,VB2,功能：脱氢酶辅酶 传递H,辅酶A（CoASH）,3.5-ADP,3,5,巯基乙胺,酰胺键,磷酸二酯键,泛酸,功能酰基转移酶辅酶，传递酰基 在脂类与糖类代谢中起重要的作用,四、代谢的研究方法,代谢的实质是物质在酶的作用下分解或合成，所以代谢的研究内容也即分为两个方面： 参与的酶 物质的变化过程 通过巧妙的实验设计、严密的逻辑推断与重复性的验证。,整体方法（in vivo),典型案例 脂肪酸的氧化,Knoop的标记化合物实验 脂肪酸的氧化 脂肪酸末端甲基接上苯基 偶数碳FA 苯乙酰-N-甘氨酸（苯乙尿酸） 奇数碳FA 苯甲酰-N-甘氨酸（马尿酸）,离体法(in vitro) 器官、组织或细胞,各类组织细胞,典型案例 糖代谢、生物氧化等等,1、利用酶的抑制剂 代谢途径受阻导致代谢中间产物的积累 碘乙酸3-磷酸甘油醛脱氢酶 氟化钠烯醇化酶 2、利用遗传缺陷症研究代谢途径,参与酶的确定,黑色素是吲哚醌