中国农业大学生物化学--代谢途径的调控-1

1、蛋白质 核酸 碳水化合物 脂类 生物大分子氨基酸 核苷酸 葡萄糖 脂肪酸/甘油 构件分子 6-磷酸-葡萄糖 丙酮酸 共同降解物 乙酰COA 电子传递链 氧化磷酸化 代谢终产物含氮终产物 ADP ATP TCA循环 H + e-o2+H2OCO2尿素循环 代谢的基本策略代谢的基本目的在于形成ATP、还原力和构造单元以用于生物合成。 由ATP、还原力和构造单元可合成各类生物分子，并进而装配成生物不同层次的结构。生物合成和生物形态建成是一个耗能和增加有序结构的过程，需要由物质流、能量流和信息流来支持。脂肪脂肪葡萄糖、葡萄糖、其它单糖其它单糖三羧酸三羧酸循环循环电子传递电子传递（氧化）（氧化）蛋白质蛋

2、白质脂肪酸、甘油脂肪酸、甘油多糖多糖氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoAe-磷酸化磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰CoA等） 共同中间物进入三羧酸循环,氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O，释放出大量能量，其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。大分子降解成基本结构单位NADPH生物氧化的三个阶段代谢整体网络化糖糖类类脂脂类类氨氨基基酸酸和和核核苷苷酸酸之之间间的的代代谢谢联联系系PEP丙酮酸丙酮酸生酮氨基酸生酮氨基酸 -酮戊二酸酮戊二酸核糖核糖-5-磷酸磷酸 甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰氨谷氨酰氨丙氨酸丙氨酸 甘氨酸甘氨酸丝氨酰丝氨酰色氨酸色氨酸半胱氨酸半胱氨酸 氨基酸

3、氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮乙酰乙酰CoA甘油甘油脂肪酸脂肪酸胆固醇胆固醇亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸酪酰氨酪酰氨色氨酸色氨酸笨丙氨酸笨丙氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA脂肪脂肪核苷酸核苷酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰氨天冬酰氨苯丙酰氨苯丙酰氨酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫酰氨甲硫酰氨苏氨酸苏氨酸缬氨酸缬氨酸琥珀酰琥珀酰CoA苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸乙醛酸乙醛酸蛋白质蛋白质淀粉、糖原淀粉、糖原核酸核酸生糖氨基酸生糖氨基酸谷氨酰氨谷氨酰氨组氨酸组氨酸脯氨酸脯氨酸精氨酸精氨酸谷氨酸谷氨酸延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸

4、丙二单酰丙二单酰CoA1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖脂肪代谢和糖代谢的关系延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸3-磷酸甘油磷酸甘油三羧酸三羧酸循环循环乙醛酸乙醛酸循环循环甘油甘油乙酰乙酰 CoA三酰三酰甘油甘油脂肪酸脂肪酸 氧氧化化 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸丙酮酸合合成成植物或微植物或微生物生物糖代谢与蛋白质代谢的相互联系糖 -酮酸 氨基酸 蛋白质 转氨基作用 蛋白质 氨基酸 -酮酸 糖（生糖氨基酸）脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系脂肪甘油磷酸二羟丙酮脂肪酸乙酰CoA氨基酸碳架氨基酸蛋白质蛋白质氨

5、基酸酮酸或乙酰CoA脂肪酸脂肪（生酮氨基酸） 核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。 核酸是细胞内重要的遗传信息物质，控制着蛋白质的合成，影响细胞的成分和代谢类型 核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，而且需要酶和多种蛋白质因子。 各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸，如ATP是能量的“通货”，此外UTP参与多糖的合成，CTP参与磷脂合成，GTP参与蛋白质合成与糖异生作用。 由少数中间代谢物沟通各代谢途径；并使各个途径的相互转化成为可能。三个最关键的中间代谢产物：三个最关键的中间代谢产物： 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 丙酮酸丙酮

6、酸 乙酰乙酰 - CoA为什么为什么？为什么说6-磷酸葡萄糖是糖代谢的交叉点？1. 葡萄糖进入糖酵解途径的第一步，参与糖酵解。2. 糖异生作用的关键步骤之一。3. 单糖主要的活化供体UDPG合成的焦磷酸化酶催化途径中，6-磷酸-葡萄糖是主要的底物来源。4. 由其开始磷酸戊糖途径，参与磷酸戊糖途径。综上， 6-磷酸-葡萄糖参与了糖代谢（分解与合成）的主要途径，是典型的交叉点。为什么说乙酰为什么说乙酰- -CoACoA是代谢的重要中间物质？是代谢的重要中间物质？1.糖酵解产物进入三羧酸循环的连接点，而三羧酸循环是物质与能量代谢的枢纽。2.脂肪酸降解与合成的基本单元，是动物细胞碳水化合物供应不足时，

7、脂肪酸降解中酮体代谢的关键物质。3.氨基酸代谢碳骨架的连接点之一。4.是植物微生物中乙醛酸循环中的关键物质，而乙醛酸循环在这些生物体内完成了脂肪酸向碳水化合物的转化。综上，糖酵解和糖异生途径中糖酵解和糖异生途径中相对独立的单向反应相对独立的单向反应 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶果糖果糖激酶激酶二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸酯酶磷酸酯酶丙酮酸丙酮酸激酶激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2 草酰乙酸草酰乙酸PEP羧激酶羧激酶合成与降解途径的单向性合成与降解途径的单向性通过NADPH循环将还原力由分解代谢转移给生物合成反应NADPH+HNADPH+H+ +NADPNADP+ +分解代谢还原性有机物还原性生物合成反应氧化物还原性生物合成产物氧化前体代谢途径交叉形成网络 分解代谢和合成代谢的单向性 ATP是通用的能量货币 NADPH 以还原力形式携带能量直接用于还原性物质的合成 由少数不可逆反应决定代谢特点：方向、水平方向、水平。 （限速酶/关键酶） 酶水平的调控是代谢调控的基础： 合成水平的调控； 活性水平的调控。蛋