生物化学-代谢与生物能

IntroductiontometabolismMetabolismBioenergetics1Toteachisnottofillavasebuttolightafire一、分解代谢与合成代谢

代谢(metabolism)又称新陈代谢，是生物体内所有化学变化的总称。代谢是生命的基本特征。代谢包括合成代谢和分解代谢，前者又称同化作用，是指机体从环境中摄取营养物质，把它们转化为自身物质；后者又称异化作用，是指机体将自身物质转化为代谢产物，排出体外。二者是相辅相成的，它们的平衡使生物体既保持自身的稳定，又能不断更新，以适应环境。1.

分解代谢和合成代谢没有完全可逆的代谢途径。2.

代谢途径的形式是多样的，有直线型的，有分支型的，也有环形的。3.

代谢途径有确定的细胞定位。4.代谢途径是相互沟通的。各个代谢途径之间，可通过共同的中间代谢物而相互交叉，也可通过过渡步骤相互衔接。5.

代谢途径之间有能量关联。通常合成代谢消耗能量，分解代谢释放能量，二者通过ATP等高能化合物作为能量载体而连接起来。6.

代谢途径的流量可调控。机体在不同的情况下需要不同的代谢速度，以提供适量的能量或代谢物。代谢是酶促过程，所以可通过控制酶的活力与数量来实现。特点二、能量代谢在新陈代谢中的重要地位

小分子大分子合成代谢(同化作用)

需要能量

释放能量分解代谢(异化作用)

大分子小分子物质代谢能量代谢新陈代谢信息交换生物界能量传递及转化总过程太阳电子传递合成分解电子传递光合作用呼吸作用生命现象自养细胞异养细胞ATPADP(CH2O)＋O2(CO2)＋H2OATPADP（光能）（电能）（化学能）（化学能）（电能）（化学能）生物合成机械功主动运输生物发光生物发电生物发热三、辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的递能作用CatabolicMetabolismreducesNAD＋

toNADH(CitricAcidCycle;FattyAcidOxidation)OxidationofNADHtoNAD+releasesenergyforATPsynthesis(Oxidativephosphorylation)HowmuchchemicalenergyisstoredinNADH(Eo’＝－0.32V)(Eo’＝＋0.82V)SincetheNAD+half-reactionhasthemorenegativestandardreductionpotential,NADHistheelectrondonorandoxygenistheelectronacceptor.Thenetreactionisand△Eo'forthereactionis四、FMN和FAD的递能作用(Eo’＝－0.22V)(Eo’＝－0.22V)(Eo’＝＋0.82V)and△Eo'forthereactionis五、辅酶A在能量代谢中的作用

辅酶A是酰基的载体，乙酰基与辅酶A形成的硫脂键和ATP的高能磷酸键相似，都在水解时释放出大量的自由能。乙酰辅酶A具有高的乙酰基转移势能。ATP的酸酐键水解断裂时释放30.54kj·mol-1，而乙酰辅酶A的硫脂键水解断裂时释放出的自由能为31.38kj·mol-1。乙酰辅酶A所携带的乙酰基已不是一般的乙酰基，而是活泼的乙酰基团，正像ATP所携带的活泼磷酸集团一样。六、新陈代谢的调节分子水平细胞水平整体水平

生物机体的新陈代谢是一个完整的整体，机体代谢的协调配合，关键在于它存在有精密的调节机制。代谢的调节使生物机体能适应其内、外复杂的变化环境，从而得以生存。这种精密的调节机制是生物在长期演化中获得的。代谢调节可分为三个不同水平：代谢途径的分室化代谢途径发生区域三羧酸循环、氧化磷酸化，脂肪酸氧化，氨基酸分解线粒体糖酵解、脂肪酸合成、磷酸戊糖途径、细胞液DNA复制、转录、转录后加工细胞核、线粒体、叶绿体膜蛋白和分泌蛋白的合成粗面内质网脂和胆固醇的合成光面内质网翻译后加工（糖基化）高尔基体尿素循环肝细胞线粒体和细胞液七、代谢中常见的有机化学反应机制

基团转移反应

氧化-还原反应

消除、异构化和重排反应

碳-碳键的形成与断裂反应待后结合课文有关内容讲解。一、同位素示踪法

3H，14C，32P，35S，125I（12.1年）（5568年）（14天）（87天）（60天）二、酶抑制剂的应用三、气体测量法四、核磁共振波谱法五、利用遗传缺陷症研究代谢途径八、新陈代谢研究方法使用代谢抑制剂确定代谢途径