生物化学 第九章代谢总论.ppt

生物化学生物化学的特点21世纪发展最快的学科（Science、Nature、PNAS中生命学科文章占大多数，其中大部分与生物化学有关）以化学（尤其是有机化学）理论为基础生物分子间的作用力体系离子键氢键范德华力疏水相互作用第九章代谢总论

第一节新陈代谢的概念一、什么是新陈代谢新陈代谢是指生物体内所发生的一切分解和合成作用，是生物最基本的特征之一。一方面：从环境中摄取养料，通过体内系列化学变化，同化为组成生物的种种物质（合成代谢或同化作用）；另一方面：生物组成物质不断分解（分解代谢或异化作用）。二、新陈代谢的功能1、从周围环境中获得营养物质2、将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件3、将结构元件装配成自身的大分子4、形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子5、提供机体生命活动所需的一切能量三、新陈代谢内容（一）物质代谢：指生物将无机化合物、CO2和水转变为有机化合物（同化作用）或将有机化合物又分解成无机化合物、CO2和水的相反过程（异化作用）。强调的是物质之间的转换过程。（二）能量代谢：指生物将光能转变为化学能或在物质代谢过程中进行能量转移及释放的反应。强调的是能量转换过程。四、物质代谢和能量代谢密切联系在一起1、叶绿素的光合作用：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2（光）光能在叶绿素作用下合成NADPH和ATP（光能→化学能），CO2转化为己糖，H2O→O2和H+（为NADP+接受）2、酒精发酵：葡萄糖→乙醇+CO2+H+释放的H+转交给NAD+，最终形成ATP（化学能转变）葡萄糖分解产生乙醇和CO2（物质转换）五、新陈代谢的反应机制

（与酶的分类相对应）1、氧化反应和还原反应NAD++2H++2e-NADH+H+2、碳-碳键的形成与断裂反应亲核的负碳离子向亲电子的正碳原子攻击C:+C=OCCOH1、羟醛缩合反应2、克莱森酯缩合反应3、?-酮酸的氧化脱羧反应3、消除、异构化及重排反应1、消除反应（双键的形成）：从底物上消除掉H2O、NH3、R-OH、或R-NH22、异构化反应：在底物分子内质子的转移，即质子从一个碳原子脱离，转移到另一个碳原子上，由此发生了双键位置的改变。3、分子重排：底物分子内部C—C键的断裂，并重新形成新的C—C键。4、基团转移反应Y：+A-XY-A+X：亲电基团（A）从一个亲核体（X:）转移到另一个亲核体（Y:）1、酰基转移：酰基为亲电子基团2、磷酰基转移：磷酰基为亲电子基团3、葡萄糖基转移：葡萄糖基为亲电子基团第二节新陈代谢的调控及研究方法一、新陈代谢的调控1、分子水平——酶水平的调控（1）酶浓度的调节（2）酶活性的调节：磷酸化VS去磷酸化；别构调节（3）多酶复合物（4）相反途径酶的协同调节（5）同工酶的互补调节2、细胞水平的调控一种酶可以被分解代谢和合成代谢所公用；一种代谢产物也可以被分解代谢和合成代谢所公用。细胞内膜将细胞分隔成不同的区域，如线粒体、内质网、细胞核等。细胞水平的区域化将相反途径分隔在细胞的不同区域，防止两条途径对相同酶和代谢物的竞争；也保证同一种酶、同一种代谢物和别构分子在不同区域维持不同的水平上。3、整体水平的调控激素和神经介质对生物体的整体调控二、新陈代谢的研究方法体内研究（invivo）对生物整体、器官、组织、细胞水平上进行研究体外研究（invitro）分子水平上研究两者之间的结果要相互印证1、同位素示踪法体内研究：C14标记的葡萄糖喂老鼠来研究糖原的合成。体外研究SDS放射自显影2、抗代谢物、酶抑制剂的应用（一）抗代谢物：5-溴尿嘧啶干扰尿嘧啶参与的生物合成（二）酶抑制剂：1,6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛1,3二磷酸甘油酸碘乙酸是3-磷酸甘油醛脱氢酶的抑制剂，从而造成果糖-1,6-二磷酸的累积。醛缩酶3-磷酸甘油醛脱氢酶3、基因型（g