食品生物化学第6章新陈代谢总论与生物氧化

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1、第六章新陈代谢总论与生物氧化7.1新陈代谢总论营养物质在生物体内所经历的一切化学变化总称为新陈代谢。分解代谢则是将复杂的大分子物质转变成小分子物质的过程；合成代谢一般是指将简单的小分子物质转变成复杂的大分子物质的过程。分解代谢与合成代谢采取不同的途径，甚至同一种物质的两种过程在细胞的不同部位进行。ATP的合成是在线粒体内进行，而ATP的供能（分解）在细胞溶胶中进行；脂肪酸分解成乙酰辅酶A是在线粒体内进行，乙酰辅酶A合成脂肪酸却是在细胞溶胶中进行。糖、脂肪、蛋白质CO2+H2O+能量生物氧化ATP1、高能合物的概

2、念一般将水解时能够释放21kJ/mol（5Kcal/mol)以上自由能的化合物称为高能化合物。在高能化合物分子中，释放出大量自由能时水解断裂的活泼共价键称为高能键*。高能磷酸化合物：水解每摩尔磷酸基能释放5Kcal/mol或以上能量的磷酸化合物7.2生物能学按其分子结构特点及所含高能键的特征分：磷氧键型磷氮键型硫酯键型甲硫键型2、高能化合物的类型(1)磷氧键型(—O-P)(A)酰基磷酸化合物1,3-二磷酸甘油酸乙酰磷酸(A)酰基磷酸化合物氨甲酰磷酸酰基腺苷酸氨酰基腺苷酸（B）焦磷酸化合物ATP（三磷酸腺苷）焦磷

3、酸ADP（二磷酸腺苷）（C）烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）磷氧键型：酰基磷酸化合物、焦磷酸化合物、烯醇式磷酸化合物（2）磷氮键型（如胍基磷酸化合物）磷酸肌酸磷酸精氨酸磷酸肌酸是易兴奋组织（如肌肉、脑、神经）唯一的能起暂时储能作用的物质。磷酸精氨酸是无脊椎动物肌肉中的储能物质（3）硫酯键型3-磷酸腺苷-5-磷酰硫酸酰基辅酶A(4)甲硫键型S-腺苷甲硫氨酸2、最重要的高能磷酸化合物—ATP（1）ATP的分子结构特点与水解自由能的关系ΔG°′=-30.5千焦/摩尔αβγ三个磷酸基团A、ATP是生物体通

4、用的能量货币（是产能反应和需能反应的重要能量介质）。B、ATP是磷酸基团转移反应的中间载体（ATP在传递能量方面起着转运站的作用，它是能量的携带者和转运者，但不是能量的贮存者)。（2）ATP在能量转化中的作用ATP是通用的能量货币ATP将分解代谢的产能反应和合成代谢的需能反应偶联在一起，被生物界普遍用作“能量货币”。有机物氧化分解产生的能量并不直接用于活细胞的生理活动，而是将ADP磷酸化生成ATP。ATP＋H2O→ADP+Pi时，释放出的自由能，为生命活动提供能量；即构成了ATP/ADP循环。磷酸基团转移势能（

5、kcal/mol)246810121416ATPPEP1，3-二P甘油酸6-P-葡萄糖3-P-甘油ATP是磷酸基团转移反应的中间载体ATP的ΔG0’处于磷酸化合物的中间化合物磷酸基团转移势能G（千卡/摩尔）磷酸烯醇式丙酮酸14.81，3-二磷酸甘油酸11.8氨甲酰磷酸12.3磷酸肌酸10.3乙酰磷酸10.1磷酸精氨酸7.7ATP（ATP→ADP+Pi）7.3ADP（ADP→AMP+Pi）7.3AMP（AMP→腺苷+Pi）3.41-磷酸葡萄糖5.06-磷酸葡萄糖3.36-磷酸果糖3.81-磷酸甘油酸2.2某

6、些磷酸化合物磷酸基团的转移势能（3）ATP的其他功能ATP可以转变为其他核苷三磷酸如：CTP（参与磷脂合成）；UTP（多糖的合成）；GTP（蛋白质的合成）ATP是某些酶和代谢途径的调节因子ATP断裂形成AMP和焦磷酸的特殊作用（4）能荷(energycharge)ATP是生命活动中能量的主要直接供体，因此ATP不断产生又不断消耗，ATP、ADP和AMP的转换率非常高。但他们在机体内总能保持相应的平衡状态，以适应细胞对能量的需求。例如：一个静卧的人24小时内消耗约40公斤ATP。细胞所处的能量状态用ATP、ADP

7、和AMP之间的关系式来表示，称为能荷，公式如下：能荷=[ATP]+1/2[ADP][ATP]+[ADP]+[AMP]腺苷酸库能荷是细胞所处能量状态的一个指标，当细胞内的ATP全部转变为AMP时能荷值为0，当AMP全部转变为ATP时，能荷值为1。高能荷抑制ATP的生成，促进ATP的应用，即促进机体内的合成代谢。大多数细胞的能荷处于0.8-0.95之间。进一步说明细胞内ATP的产生和利用都处于一个相对稳定的状态。[ATP]+1/2[ADP][ATP]+[ADP]+[AMP]能荷=按其分子结构特点及所含高能键的特征分

8、高能化合物的类型高能磷酸化合物高能非磷酸化合物磷氧型磷氮型硫酯键化合物甲硫键化合物烯醇式磷酸化合物酰基磷酸化合物焦磷酸化合物胍基磷酸化合物A、ATP是生物体通用的能量货币。B、ATP是磷酸基团转移反应的中间载体。ATP在传递能量方面起着转运站的作用，它是能量的携带者和转运者，但不是能量的贮存者。ATP的其他功能：ATP可以转变为其他核苷三磷酸如：CTP（参与磷脂合成）；UTP（多糖的合