1、生物化学（2） 复习课,2,Chapter 1. 代谢和生物能学 Chapter 2. 糖酵解，葡糖异生，戊糖磷酸途径 Chapter 3. 糖原的降解和生物合成 Chapter 4. 柠檬酸循环 Chapter 5. 电子传递和氧化磷酸化 Chapter 6. 脂肪酸的分解代谢 Chapter 7. 脂类的生物合成 Chapter 8. 氨基酸的分解代谢 Chapter 9. 氨基酸和核苷酸的生物合成 Chapter 10 基因和染色体 Chapter 11. DNA的代谢 Chapter 12. RNA的代谢 Chapter 13. 蛋白质的生物合成,3,第一章 代谢和生物能学,代谢 生物
2、能学和热力学 磷酸基团转移和 ATP 生物氧化还原反应,4,1. Metabolism (代谢),C, H, O, N在生物圈中的循环 自养生物和异养生物 分解代谢和合成代谢,分解代谢,合成代谢,氧化反应,还原反应,放能反应,吸能反应,5,2. 生物能学和热力学,G, H, S 热力学定律：G = H TS 标准状态 G及其与反应平衡常数之间的关系：,A + B,C + D,Go = RT ln Keq,Keq,G = Go + RT ln,CD,AB,A B G1, Keq1 B C G2, Keq2,A C G = G1 + G2Keq = Keq1Keq2,标准状态： 化学反应: Go
3、= RT ln Keq298K, 1 atm, Reactant = Product = 1M 生化反应: Go = RT ln KeqpH = 7.0, H2O = 55.5 M, Mg2+ = 1 mMH2O, H+, Mg2+ are incorporated into Go and Keq,6,3. 磷酸基团转移和ATP,ATP的作用：提供能量、提供磷酸基团 影响ATP水解的因素： ATP, ADP, Pi, pH, Mg2+, etc. ATP在水里的稳定性：热力学上不稳定，动力学上稳定 其它高能化合物：,ATP,ATP as the universal energy currenc
4、y,7,4. 氧化还原反应,基本电化学的概念 氧化反应 (-e)，还原反应 (+e) 电子流向：电势低 电势高 标准状态 Go = n F Eo 参与细胞内电子转移的辅酶 NAD+/NADH, NADP+/NADPH FAD/FADH2, FMN/FMNH2,8,Two important transfers: Transfer of phosphoryl groups: ATP ADP + Pi Transfer of electrons: NAD(P)+ + 2H+ + 2e- NAD(P)HFAD + 2H+ + 2e- FADH2FMN + 2H+ + 2e- FMNH2Quinone
5、sFe-S proteinsCytochromes Two important types of energy carriers: ATP NAD(P)H, FADH2, FMNH2,9,Chapter 2. 糖酵解，葡糖异生，戊糖磷酸途径,糖酵解 丙酮酸的去路 Feeder pathways for glycolysis 葡糖异生 糖酵解和糖异生的调节 戊糖磷酸途径,10,1. 糖酵解,糖酵解的总结果： 总反应：Glucose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 pyruvate + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O 碳骨架：1 glucose 2 pyruvat
6、e 磷酸基团： 2 ADP + 2 Pi 2 ATP 电子： 2 NAD+ + 2 :H 2 NADH 能量： Go = -85 kJ/mol (Glucose + O2 CO2 + H2O, G1o = 2840 kJ/mol) 糖酵解的两个阶段 准备阶段：glucose + 2 ATP 2 甘油醛-3-磷酸 放能阶段：2 甘油醛-3-磷酸 + 2NAD+ 2 丙酮酸 + 4ATP + 2NADH 糖酵解用到的酶 糖酵解的调控,11,1. Hexokinase,2. Phosphohexose isomerase,3. Phosphofructokinase-1 (PFK-1),4. Ald
7、olase,5. Triose phosphate isomerase,6. Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase,7. Phosphoglycerate kinase,8. Phosphoglycerate mutase,9. Enolase,10. Pyruvate kinase,12,糖酵解用到的酶,各催化什么类型的反应？受什么调节？,13,糖酵解的调控,Pasteur effect 如何解释厌氧条件下葡萄糖的消耗量和消耗速度均比有氧条件下高很多倍？ 30-32 ATP/glucose（有氧） 2 ATP/glucose（厌氧） 糖酵解的调控用
8、于维持ATP水平的恒定。 For a shorter time scale: regulation by a complex interplay among ATP的消耗 NADH的再生 对各种酶和代谢物的别构调节 For a longer time scale: regulation by 激素调节：glucagon, epinephrine, and insulin Changes in the expression of the genes for glycolytic enzymes,14,2. 丙酮酸的去处,乳酸发酵,乙醇发酵,厌氧条件,厌氧条件,NAD+,NADH,NAD+,NAD
9、H,NAD+,NADH,15,乳酸发酵：,乙醇发酵：,丙酮脱羧酶,乙醇脱氢酶,16,3. 葡糖异生,糖酵解与葡糖异生 是两个相反的过程，但不完全可逆。 均为不可逆的放能过程。 均在细胞质发生。 葡糖异生的三个bypass reactionsBypass 1: pyruvate phosphoenolpyruvate (PEP)由哪个酶催化：pyruvate kinase?Bypass 2: Fructose 1,6-bisphosphate fructose 6-phosphate由哪个酶催化：PFK-1? FBPase-1?Bypass 3: Glucose 6-phosphate gluc
10、ose由哪个酶催化：hexokinase? Glucose 6-phosphatase? 糖酵解与葡糖异生的协同调节,Glucose,Pyruvate,糖酵解,葡糖异生,多数在动物肝脏（或肾脏）进行，因为bypass 3用到的葡萄糖-6-磷酸酶在肌肉和脑组织不存在。,17,18,糖酵解与葡糖异生的协同调节,调控机制： 同工酶 别构调节，反馈抑制 激素调节 糖酵解的调节： hexokinase PFK-1 pyruvate kinase 葡糖异生的调节 激素对PFK-1/FBPase-1的调控,19,己糖激酶,磷酸果糖激酶-1,丙酮酸激酶,Isozymes (同工酶),Allosteric re
11、gulation (别构调节),Hormonal regulation (激素调节),Glucagon,20,激素对PFK-1/FBPase-1的调控,Glucose too high,胰岛素 ,F26BP ,糖酵解,Glucose too low,胰高血糖素 ,F26BP ,葡糖异生,PFK-2 ,FBPase-2 ,PFK-1 ,FBPase-1 ,21,胰高血糖素,A protein phosphatase,A kinase,激素对肝脏的丙酮酸激酶的调控,激素调节,Glucose too low,丙酮酸激酶在肝脏（而不是肌肉）的同工酶受胰高血糖素调控,22,4. 戊糖磷酸途径,两个阶段：
12、 氧化阶段核糖-6-磷酸 + CO2 + 2 NADPH 非氧化阶段葡萄糖-6-磷酸 主要产物： Ribose 5-phosphate NADPH 葡萄糖-6-磷酸参加戊糖磷酸途径或糖酵解很大程度上取决于NADP+/NADPH的水平,Glucose 6-phosphate,6-Phosphogluconate,Ribulose 5-phosphate,Ribose 5-phosphate,Nucleotides, coenzymes, DNA, RNA,NADP+,NADPH,NADP+,NADPH,氧化阶段,CO2,Pyruvate,糖酵解,非氧化阶段,23,第三章 糖原的分解和生物合成,糖
13、原的分解 糖原的生物合成 糖原代谢的调控,Glycogen,Pyruvate,Glucose-6-phosphate,Glucose,糖酵解,糖异生,糖原降解,糖原合成,24,1. 糖原分解（在肌肉、肝脏发生）,Glycogen,Glucose 1-P,Glucose 6-P,Glucose,糖原磷酸化酶 糖原脱支酶,磷酸葡萄糖变位酶,葡萄糖-6-磷酸酶 (in liver),Glycogen phosphorylase (糖原磷酸化酶) Glycogen debranching enzyme (糖原脱支酶) Phosphoglucomutase (磷酸葡萄糖变位酶),Pi,25,2. 糖原合
14、成 在动物各组织中都能发生，但在肌肉和肝脏中最显著,Glucose,Glucose 6-phosphate,Glucose 1-phosphate,UDP-glucose,Glycogen,Hexokinase,Phosphoglucomutase,UDP-glucose pyrophosphorylase,Glycogenin Glycogen synthase Glycogen branching enzyme,UTP,PPi,Starting point,(Glycolysis),A donor of glucose,26,3. 糖原代谢的调控,酶的调控 别构调节 激素引起的共价修饰：磷
15、酸化/去磷酸化是其中一种主要类型 糖原磷酸化酶的调节 糖原合酶的调节 饥饱对肝脏糖代谢的调控 糖尿病,磷酸酶,激酶,酶的磷酸化/去磷酸化,27,糖原磷酸化酶的调节,(肾上腺素),(胰高血糖素),激酶,磷酸酶,28,糖原合酶的调节,GSK3 = Glycogen synthase kinase 3 CKII = Casein kinase II PP1 = Phosphoprotein phosphatase 1,29,Glucose ,Insulin ,Dephosphorylation of,Glycogen phosphorylase,Glycogen synthase,Glycogen
16、phosphorylase ,Glycogen synthase ,Glycogen breakdown,Glycogen synthesis,30,In liver, glucagon stimulates glycogen breakdown and gluconeogenesis while blocking glycolysis, thereby sparing glucose for export to the brain and other tissues. In muscle, epinephrine stimulates glycogen breakdown and glyco
17、lysis, providing ATP to support contraction.,胰高血糖素,肾上腺素,Different from the muscle, the liver has the enzymatic machinery for producing glucose (gluconeogenesis) and for exporting glucose (glucose-6-phosphatase).,31,第四章 柠檬酸循环,细胞呼吸 丙酮酸 乙酰-CoA 柠檬酸循环的反应 柠檬酸循环的调控 乙醛酸循环,32,1. 细胞呼吸,Cellular respiration ref
18、ers to the molecular processes by which cells consume O2 and produce CO2 葡萄糖、脂肪酸、部分氨基酸 乙酰-CoA 乙酰-CoA通过柠檬酸循环被氧化，生成ATP, NADH和FADH2 NADH和FADH2进入电子传递链，使O2还原成H2O，并生成ATP。 均在线粒体中进行。,33,2.丙酮酸 乙酰-CoA,3 Enzymes: E1 pyruvate dehydrogenase E2 dihydrolipoyl transacetylase E3 dihydrolipoyl dehydrogenase,5 Cofacto
19、rs: TPP FAD CoA NAD Lipoate,Reactions: 脱羧反应 脱氢反应,Enzyme regulation: 共价修饰 别构调节,An oxidative decarboxylation reaction (氧化脱羧反应),The PDH complex 丙酮酸脱氢酶系,34,3. 柠檬酸循环,总共8步反应： 4步氧化反应 (Steps 3, 4, 6, 8) 3步放能反应 (Steps 1, 3, 4) 以上反应所涉及到的酶 每1 acetyl-CoA生成：2 CO2 3 NADH1 FADH21 ATP 只在有氧条件下进行 柠檬酸循环的作用 柠檬酸循环所涉及到的中
20、间产物和酶,柠檬酸, C6,顺乌头酸, C6,异柠檬酸, C6,琥珀酰-CoA, C4,-酮戊二酸, C5,琥珀酸, C4,延胡索酸, C4,苹果酸, C4,草酰乙酸, C4,乙酰-CoA, C2,35,36,4. 柠檬酸循环的调控,控制柠檬酸循环的关键酶: The PDH complex: pyruvate acetyl-CoA Citrate synthase (Step 1) Isocitrate dehydrogenase (Step 3) -ketoglutarate dehydrogenase (Step 4) 对PDH complex的调控 别构调节 取决于 共价修饰 磷酸化,A
21、TP,ADP,NADH,NAD+,Acetyl-CoA,CoA,E1,E1-P,Kinase,Phosphatase,Allosterically activated by ATP,Inactive,Active,37,5. 乙醛酸循环,什么是乙醛酸循环? 乙醛酸循环与柠檬酸循环的区别?作用，反应，产物，发生的场所 乙醛酸循环与柠檬酸循环之间的调控,乙醛酸,Two specific enzymes which vertebrates do not have,2 acetyl-CoA + 2 NAD+ + 2 H2O,succinate + 2 CoA + NADH + H+,38,Lipids
22、 fatty acids acetyl-CoA succinate malate oxaloacetate PEP glucose,Fatty acid degradation,Glyoxylate cycle,Citric acid cycle,Gluconeogenesis,In germinating seeds,In glyoxysomes,In mitochondria,In cytosol,Glyoxylate cycle,Citric acid cycle,39,第五章 电子传递和氧化磷酸化,一些概念 生物氧化 电子传递链 氧化磷酸化 线粒体中的电子传递反应 ATP的合成 氧化磷
23、酸化的调控 细胞的能量需求 生成ATP的各个过程协同调控,有机物的分解代谢 电子传递，最后由O2接收 ADP ATP,在线粒体中进行,40,2. 线粒体中的电子传递反应,电子载体 NAD-linked dehydrogenases: NAD(P)+ + 2e NAD(P)H 黄素蛋白：FMN + 2e FMNH2, FAD + 2e FADH2 辅酶Q：Q QH QH2 细胞色素：Fe3+ + e Fe2+ 铁-硫蛋白：Fe3+ + e Fe2+ 电子传递链上电子载体的顺序NADH Q cyt b cyt c1 cyt c cyt a cyt a3 O2 电子传递链上的四个复合体 能量,41,
24、电子传递链上的四个复合体,42,For each 2 electrons transferred, 4 H+ are pumped out by Complex I, 4 by Complex III, and 2 by Complex IV - totally 10 HN+ 10HP+,Redox reactions:,NADH NAD+ + H+ + 2e 2H+ + O2 + 2e H2O,Proton pumping:,10 HN+ 10HP+,Total reaction:,NADH + O2 + 11 HN+ NAD+ + H2O + 10 HP+,The ratio of 10H
25、+/2e- for electron transport from NADH to O2 represents only a consensus.,A mobile carrier of e and H+,43,Go from electron transfer:,Go from proton pumping:,Go = nFEo = 220 kJ/mol (of NADH),G = RT ln (C2/C1) + ZF +20 kJ/mol (of H+),Go = 10 G +200 kJ/mol (of NADH) (1 NADH10 H+),电子转移所得到的能量大部分用来把质子从线粒体
26、的基质泵到膜间隙，从而形成跨线粒体内膜的质子梯度。这个梯度的电化学电势驱动ATP的合成。,Chemical potential energy Electrical potential energy,44,3. ATP的合成,(1) 化学渗透假说 (The chemiosmotic model) (2) ATP合酶 (3) ATP合成机制 (4) 一个葡萄糖分子完全氧化所能产生的ATP,45,(1). 化学渗透假说,线粒体内电子转移和ATP合成相偶联 两个过程的底物（O2 and NADH/succinate for electron transfer, ADP and Pi for ATP s
27、ynthesis）缺一不可。 两个过程的抑制物互相抑制。,电子传递：被氧化的底物 + O2 ATP合成：ADP + Pi ATP,46,Step 1: pH 9.0, 0.1 M KCl Step 2: pH 7.0, valinomycin,缬氨霉素 一种离子载体，可让K+通过，使H+更加从膜间隙向基质回流。,此实验进一步证明了ATP合成的先决条件是产生质子梯度。对于正常的氧化磷酸化，质子梯度通过电子传递产生。本实验证明, 人为设置的质子梯度可以使线粒体在没有电子供体的情况下合成ATP。,47,(2). ATP合酶,The FoF1 structure 功能：Fo: HP+ HN+F1: A
28、DP + Pi ATP,Fo: a1b2c9-12,F1: 33,Matrix,Intermembrane space,48,(3). ATP的合成机制,ATP合成的主要能量障碍不是ATP的合成，而是ATP从酶表面的释放。 旋转催化机制：F1每旋转一周，合成出3 ATP，转移了9 H+ P/O ratio: 2.5 for NADH, 1.5 for succinate. （什么意思？怎么得来的？） 细胞质中产生的NADH需要通过特殊的穿梭途径进入线粒体，从而进行氧化磷酸化。,49,(4). 一个葡萄糖分子完全氧化所能产生的ATP,If taking the malate-aspartate
29、shuttle, P/O = 2.5 2 NADH x 2.5 = 5 ATP If taking the glycerol 3-phosphate shuttle, P/O = 1.5 2 NADH x 1.5 = 3 ATP,P.141,50,1 glucose,2 pyruvate,2 acetyl-CoA,6 CO2 + 6 H2O,6 NADH 2 FADH2 2 ATP,Glycolysis 2 ATP + 2 NADH, 2 NADH,Citric acid cycle,Oxidative phosphorylation (氧化磷酸化),Total: 10 NADH + 2 FA
30、DH2 + 4 ATP= 10 x 2.5 ATP + 2 x 1.5 ATP + 4 ATP= 32 ATP,1 NADH 2.5 ATP 1 FADH2 1.5 ATP,Entry from Complex I: 10/4 = 2.5,Entry from QH2Complex III: 6/4 = 1.5,51,第六章 脂肪酸的分解代谢,脂质的消化、吸收和传送 脂肪酸的氧化 酮体,52,1. 脂质的消化、吸收和传送,三酰甘油的特殊性质使其成为很好的能量贮存方式，但不是好的燃料。高度还原性，水不溶性，化学惰性 完全氧化放出的能量（38 kJ/mol）比糖和蛋白质多。 如何消化？如何吸收？如
31、何传送？,53,Glycerol takes up only 5% of the total energy in the TG.,Entry of glycerol into glycolysis,54,2. 脂肪酸的氧化,脂肪酸的彻底氧化 脂肪酸从细胞质进入线粒体 含偶数C的饱和脂肪酸的氧化 不饱和脂肪酸的氧化 含奇数C的脂肪酸的氧化 在过氧物酶体和乙醛酸循环体中的氧化,氧化 -C上有支链的脂肪酸在过氧物酶体进行 氧化 氧化 含偶数C的饱和脂肪酸的最常用的氧化方式 氧化 长链脂肪酸通过末端甲基(-C)的氧化转变成二烷基酸,55,(1) 脂肪酸的彻底氧化,Prestage: 脂肪酸进入线粒体
32、Stage 1: 氧化 Stage 2: 柠檬酸循环 Stage 3: 氧化磷酸化,56,(2) 脂肪酸从细胞质进入线粒体,是脂肪酸整个氧化过程的速度决定步骤 取决于是长链还是短链： 短链脂肪酸 ( 12C) 直接进入 长链脂肪酸 ( 12C) carnitine shuttle Carnitine shuttle（三步反应）,Fatty acid,Fatty acyl-CoA,Fatty acyl-CoA synthetase (脂酰-CoA合成酶),Fatty acyl-CoA,Fatty acyl-carnitine,Carnitine acyltransferase I (肉碱-脂酰转
33、移酶I),Fatty acyl-carnitine,Fatty acyl-CoA,Carnitine acyltransferase II (肉碱-脂酰转移酶II),1. 脂肪酸的活化：,2. 从细胞质到膜内空间：,3. 从膜内空间到基质：,ATP,AMP + 2Pi,57,(3) 含偶数C的饱和脂肪酸的氧化,一个氧化需要四步反应 四种酶： 乙酰-CoA脱氢酶 烯酰-CoA水合酶 羟脂酰-CoA脱氢酶 乙酰-CoA乙酰基转移酶 生成1 FADH2 + 1 NADH + 1 acetyl-CoA 彻底氧化一分子棕榈酸所能产生的ATP分子数 能推算出其它含偶数C的饱和脂肪酸彻底氧化所能产生的ATP
34、分子数,58,彻底氧化一分子棕榈酸所能产生的ATP,Prestage: Activation1 palmitic acid + CoA + ATP palmitoyl-CoA + AMP + 2Pi(相当于需要2ATP，因为ATP的两个高能键被打断) Stage 1: -Oxidation1 Palmitoyl-CoA 8 acetyl-CoA + 7 NADH + 7 FADH2 Stage 2: Citric acid cycle1 acetyl-CoA 3 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP Stage 3: Oxidative phosphorylation1 NADH 2.
35、5 ATP1 FADH2 1.5 ATP,Sum: 1 palmitic acid 31 NADH + 15 FADH2 + 8 ATP 2 ATP(31x2.5) ATP + (15x1.5) ATP + 6 ATP 106 ATP,(16: 0),59,(4) 不饱和脂肪酸的氧化,氧化含偶数C的不饱和脂肪酸需要多两个辅助酶： An isomerase (异构酶) 改变C=C双键的位置 A reductase (还原酶) 给C=C双键加氢 单不饱和脂肪酸 Enoyl-CoA isomerase 多不饱和脂肪酸 Dienoyl-CoA reductase Enoyl-CoA isomerase
36、,(5) 含奇数C的脂肪酸的氧化：产物与含偶数C的脂肪酸的氧化有何不同？,60,(6) 在过氧物酶体和乙醛酸循环体中的氧化 与在线粒体中的氧化有何主要区别？,过氧物酶体,乙醛酸循环体,线粒体,heat,Animals,Plants,Energy,Biosynthetic precursor,catalase,61,3. 酮体,酮体在肝脏合成：acetyl-CoA ketone bodies 在肝外组织：ketone bodies acetyl-CoA 酮体的作用：在肝脏生成，运输到肝外，在肝外组织转化成乙酰-CoA，进入citric acid cycle，所以能为肝外组织（如脑部）提供能量。
37、糖尿病病人或饥饿状态下酮体水平升高的原因,乙酰乙酸,D-羟丁酸,丙酮,62,肝细胞,酮体在肝脏的合成及其向肝外的输出,饥饿状态下：glucose oxaloacetate glucose 柠檬酸循环被中断，促进了酮体的生成。,草酰乙酸,63,Glucose glycolysis + gluconeogenesis + glucagon fatty acid synthesis malonyl-CoA fatty acid oxidation acetyl-CoA accumulation of acetyl-CoA overproduction of ketone bodies,糖尿病病人胰岛
38、素水平低，不能从血液中摄取足够的葡萄糖来充当燃料或生成乙酰-CoA用于合成脂肪酸。在肝脏脂肪酸合成受抑制，脂肪酸进入线粒体被氧化使acetyl-CoA。因柠檬酸循环受阻，使酮体合成过量，超出了肝外组织能接受的程度。,64,Accumulation of acetyl-CoA,Overproduction of ketone bodies,High ketone bodies in blood,High ketone bodies in urine,Low blood pH,Ketonemia,Ketosis,Ketonuria,Acidosis,Ketoacidosis,Diabetes me
39、llitus,酮症,酮血症,酮尿,酸毒症,Ketone bodies (酮体),酮酸中毒,糖尿病,65,第七章 脂类的生物合成,脂肪酸的生物合成 三酰甘油的生物合成,66,1. 脂肪酸的生物合成,脂肪酸合成与降解的主要区别 丙二酸单酰-CoA (malonyl-CoA)的生成 脂肪酸合成的反应 不饱和脂肪酸的生物合成 脂肪酸合成的调控,67,(1) 脂肪酸合成与降解的主要区别,采取不同的途径 被不同的酶催化 在细胞的不同部位进行,68,(2) 丙二酸单酰-CoA的生成,乙酰-CoA羧化酶 (ACC),Acetyl-CoA (乙酰-CoA),Malonyl-CoA (丙二酸单酰-CoA),69,
40、(3) 脂肪酸合成的反应,脂肪酸合酶 脂肪酸合酶催化的四步反应：缩合，还原，脱水，还原 棕榈酸合成的总过程 脂肪酸合成的两个重要物质,70,The repeating 4-step sequence of fatty acid synthesis,+2e,+2e,缩合,还原,脱水,还原,ACP,71,棕榈酸合成的总过程,第一个acetyl-CoA,最后一个丙二酸单酰-CoA,2NADPH,2NADPH,2NADPH,2x4=8NADPH,Acetyl-CoA,ATP,8 Acetyl-CoA + 7 ATP + 14 NADPH + 14 H+ palmitate + 8CoA + 7ADP
41、+ 7Pi + 14NADP+ + 6H2O,7 Acetyl-CoA added are in the form of malonyl-CoA.,72,1st round:,E + Acetyl-CoA + malonyl-CoA + 2NADPH + 2H+ C4-E + 2CoA + 2NADP+ +H2O + CO2,2nd round (repeated another 5 times):,C4-E + malonyl-CoA + 2NADPH + 2H+ C6-E + CoA + 2NADP+ +H2O + CO2,8 Acetyl-CoA + 7 ATP + 14 NADPH +
42、 14 H+ palmitate + 8CoA + 7ADP + 7Pi + 14NADP+ + 6H2O,Final step release of the product:,C16-E + H2O C15-COO- + E + H+,Initial step formation of malonyl-CoA:,Acetyl-CoA + CO2 + ATP malonyl-CoA + ADP + Pi,Overall:,Electron donor,Energy supply,73,脂肪酸合成的两个重要物质,乙酰-CoA (Acetyl-CoA) 作为最主要的底物 第一个acetyl-CoA
43、不需要转变成malonyl-CoA，但以后每个加入的acetyl-CoA都需要转变成malonyl-CoA。 在真核细胞内脂肪酸合成用到的乙酰-CoA几乎都是由丙酮酸和氨基酸的氧化在线粒体内生成的。 在线粒体内生成的乙酰-CoA通过柠檬酸输出到细胞质供脂肪酸合成用。,NADPH 作为电子供体 在细胞质生成 在动物细胞的胞液和植物细胞的叶绿体NADPH/NADP+值很高，有利于脂肪酸的合成。,74,(4) 不饱和脂肪酸的生物合成,不饱和脂肪酸合成的前体是饱和脂肪酸： 棕榈酸(16:0) 棕榈油酸 (16:19) 硬脂酸 (18:0) 油酸 (18:19) 被相应的脂酰-CoA去饱和酶催化 氧化反
44、应在光面内质网进行 哺乳动物不能合成亚油酸 (18:29,12) 和亚麻酸 (19:39,12,15),75,(5) 脂肪酸合成的调控,激素调节,反馈抑制,脂肪酸合成的速度决定步骤 Important site of regulation,别构调节,76,脂肪酸合成和降解的协同调控,ACC = acetyl-CoA carboxylase,Cytosol,77,2. 三酰甘油的生物合成,从相同的前体合成三酰甘油和甘油磷脂：,Glucose (葡萄糖),Phosphatidic acid (磷脂酸),Triacylglycerols (三酰甘油),Glycerophospholipids (甘油
45、磷脂),脂肪酸,78,三酰甘油生物合成的调控,激素调控：胰岛素刺激三酰甘油的合成 三酰甘油循环,Triacylglycerols (TGs),Fatty acids (FAs),Lipolysis,Esterification,Energy,O,79,第八章 氨基酸的分解代谢,氨基的代谢 尿素循环 氨基酸的降解途径,脊椎动物的氨基酸代谢多在肝脏进行。,80,Pyruvate,Glu,NH4+,NH4+,把其它肝外组织中产生的多余的氨运送进肝脏。,Gln和Ala在血液中浓度比其它氨基酸高。,转氨反应： 作用 反应方程式 酶,1. 氨基的代谢,81,在肝脏中氨基集中到Glu并从Glu释放,-Ami
46、no acid,转氨酶,谷氨酸脱氢酶,In cytosol,In mitochondria,转氨作用,氧化脱氨基,Excreted,Used in the citric acid cycle and for glucose synthesis,联合脱氨基作用,Glu,转氨反应的作用是把各种氨基酸的氨基集中到Glu,82,肝外组织中多余的氨通过Glu运送进肝脏排出,肝外组织中多余的氨：,Glu,Gln,NH4+,谷氨酰胺合成酶,Gln进入肝脏后释放出氨：,Gln,Glu,谷氨酰胺酶,-ketoglutarate,谷氨酸脱氢酶,NH4+,NH4+,83,肌肉组织中多余的氨通过Ala运送进肝脏排出,
47、The glucose-alanine cycle,84,氨的毒性,Symptoms: onset of a comatose state (昏睡状态) accompanied by cerebral enema (an increase in the brains water content) and increased cranial (头盖的) pressure. Removal of ammonia:,-ketoglutarate,glutamate,glutamine,Glutamate dehydrogenase,Glutamine synthetase,Neurotransmit
48、ter (神经传递物质),Osmolyte (产生渗透压),NH4+,NH4+,The sensitivity of the brain to ammonia may reflect a depletion of neurotransmitters as well as changes in cellular osmotic balance.,85,2. 氮的排泄和尿素循环,不同动物的氮的排泄方式 尿素的形成及尿素循环 柠檬酸循环和尿素循环的联系,86,(2) 尿素的形成,尿素在哪里生成？ 尿素在哪里排出？ 尿素各元素的来源？ 尿素如何生成？ 氨甲酰磷酸的生成 尿素循环的四步反应 尿素循环的调控 受食物中蛋白含量的影响 尿素合成中5个关键酶受别构调节,
