《酶与能量代谢复习之》课件

《酶与能量代谢复习之》课程目标深入理解酶的结构、功能和催化作用机制。掌握糖代谢、脂肪酸代谢、蛋白质代谢等主要能量代谢途径。了解能量代谢的整合与调节机制，并能分析代谢性疾病的原因和治疗方法。什么是酶？生物催化剂酶是生物体内催化化学反应的蛋白质，能加速反应速度，但不改变反应平衡。高度专一性每种酶只能催化一种或一类特定的反应，具有高度的专一性。活性中心酶分子中具有催化活性的部位称为活性中心，通常由特定氨基酸残基组成。酶的结构和功能一级结构氨基酸序列决定酶的初级结构，是酶活性的基础。二级结构多肽链的局部空间结构，例如α-螺旋和β-折叠。三级结构整个蛋白质分子的三维空间结构，决定酶的活性中心和结合位点。四级结构由多个亚基组成的蛋白质的结构，亚基之间通过非共价键连接。酶的催化作用机理1降低活化能酶通过降低反应的活化能来加速反应速度。2提供反应中间体酶与底物结合形成酶-底物复合物，提供反应中间体。3改变反应途径酶通过改变反应途径，使反应更容易进行。影响酶活性的因素温度温度过低或过高都会影响酶活性，最佳温度下酶活性最高。pH值不同的酶对pH值的要求不同，最佳pH值下酶活性最高。底物浓度底物浓度增加会使酶活性提高，但当底物浓度过高时，酶活性不再增加。同酶和异酶同酶催化相同反应，但结构和性质不同的酶，通常由不同基因编码。异酶催化不同反应，但结构和性质相似的酶，通常由同一基因编码。酶的命名和分类命名法根据酶催化的反应类型或底物命名，例如乳酸脱氢酶。分类法根据酶催化的反应类型分为六大类，每类又分为若干亚类。常见的代谢酶糖代谢酶参与糖类代谢的酶，例如己糖激酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶。脂肪代谢酶参与脂肪酸代谢的酶，例如脂肪酶、酰基辅酶A合成酶。蛋白质代谢酶参与蛋白质代谢的酶，例如蛋白酶、肽酶。糖代谢的主要途径1糖酵解葡萄糖在无氧条件下分解成丙酮酸，产生少量ATP。2三羧酸循环丙酮酸在有氧条件下被氧化分解成二氧化碳和水，产生大量ATP。3磷酸戊糖途径产生NADPH和核糖-5-磷酸，用于核酸合成。糖异生作用非糖物质转化为葡萄糖在饥饿或低血糖状态下，非糖物质如乳酸、丙氨酸和甘油可以转化为葡萄糖。维持血糖浓度糖异生作用是维持血糖浓度的重要途径。糖代谢的调节机制1激素调节胰岛素促进糖的利用，胰高血糖素促进糖的生成。2酶活性调节酶活性受底物浓度、产物浓度、温度、pH值等因素影响。3基因表达调节基因表达水平的变化可以影响酶的合成速率，进而调节代谢途径。脂肪酸代谢1脂肪分解脂肪在脂肪酶的作用下分解成甘油和脂肪酸。2脂肪合成由糖类、氨基酸等物质合成脂肪酸，储存在脂肪组织中。β-氧化过程1脂肪酸活化脂肪酸被活化为酰基辅酶A。2重复氧化酰基辅酶A在β位发生氧化，产生乙酰辅酶A和NADH。3能量生成乙酰辅酶A进入三羧酸循环，产生大量ATP。三羧酸循环乙酰辅酶A的氧化乙酰辅酶A与草酰乙酸结合，进入三羧酸循环。能量生成循环中产生NADH、FADH2，进入电子传递链，生成ATP。电子传递链和氧化磷酸化1电子传递电子传递链中电子传递，释放能量。2质子梯度质子通过膜，形成质子梯度。3ATP合成质子梯度推动ATP合成酶，合成ATP。ATP的合成氧化磷酸化电子传递链产生的能量驱动ATP合成酶，合成ATP。底物水平磷酸化在某些代谢反应中，直接利用底物能量合成ATP。糖代谢与能量供给脑组织脑组织主要依靠葡萄糖供能，需要持续的糖供应。肌肉组织肌肉组织在剧烈运动时，主要依靠糖酵解供能。脂肪代谢与能量供给长期供能脂肪是机体主要的储能物质，可以提供长时间的能量供应。酮体生成在饥饿或低血糖状态下，脂肪酸可以分解成酮体，为脑组织提供能量。蛋白质代谢与能量供给氨基酸分解蛋白质被分解成氨基酸，氨基酸可以转化成糖或脂肪酸。能量生成氨基酸分解产生的中间产物进入三羧酸循环，产生能量。能量代谢的整合与调节激素调节胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等激素调节能量代谢。酶活性调节代谢酶活性受底物浓度、产物浓度、温度、pH值等因素影响。基因表达调节基因表达水平的变化可以影响酶的合成速率，进而调节能量代谢。代谢性疾病1糖尿病血糖代谢紊乱，导致血糖升高。2肥胖症能量摄入超过能量消耗，导致体内脂肪过度堆积。3高脂血症血脂代谢异常，导致血脂水平升高。能量代谢失衡的临床表现体重变化能量代谢失衡会导致体重增加或减轻。疲劳乏力能量供应不足会导致疲劳乏力。心血管疾病能量代谢失衡与心血管疾病密切相关。亚健康状态与能量代谢免疫力下降能量代谢失衡会导致免疫力下降，更容易患病。睡眠障碍能量代谢失衡会导致睡眠障碍，影响身体恢复。保健建议均衡饮食摄入充足的蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素和矿物质。适量运动坚持适量运动，提高能量代谢率，增强体质。规律作息保持规律的作息时间，保证充足的睡眠。注意事项