BiochemistryB12代谢总论.ppt

Chapter14 代代 谢谢 总总 论论一、什么是生物代谢？一、什么是生物代谢？ 生物代谢是指生物活体与外界环境不断生物代谢是指生物活体与外界环境不断进行的物质（包括气体、液体和固体）交换进行的物质（包括气体、液体和固体）交换过程其本质是过程其本质是活细胞中发生一系列化学变活细胞中发生一系列化学变化，每一变化均由酶催化化，每一变化均由酶催化二、物质代谢和能量代谢二、物质代谢和能量代谢新新陈陈代代谢谢同化作用：小分子合成大分子；需要能量同化作用：小分子合成大分子；需要能量异化作用：大分子分解为小分子：释放能量异化作用：大分子分解为小分子：释放能量 物质代谢物质代谢————————能量代谢能量代谢分解代谢的分解代谢的3个阶段个阶段•（（1）大分子）大分子 → 构件分子构件分子•（（2）构件分子）构件分子 → 丙酮酸丙酮酸/乙酰乙酰CoA•（（3）丙酮酸）丙酮酸/乙酰乙酰CoA → CO2+H2O•分解代谢的终产物：分解代谢的终产物： CO2、、H2O、、NH3• ATP 、、NADH 三羧酸循环三羧酸循环合成代谢合成代谢•（（1）简单的前体）简单的前体 → 生物大分子生物大分子•例如，例如， CO2+H2O+NH3 → 氨基酸氨基酸 → 蛋白质蛋白质•（（2）合成代谢是分解代谢的逆过程？？）合成代谢是分解代谢的逆过程？？•二者涉及众多反应都有联系，二者涉及众多反应都有联系，•但不是简单的逆过程！但不是简单的逆过程！Parallel pathways of catabolism and anabolism must differ in at least one metabolic step in order that they can be regulated independently.一种物质其分解代谢与合成代谢的途径一种物质其分解代谢与合成代谢的途径一般是不相同的一般是不相同的这使生物机体增加了体内化学反应的数量，并使代谢调控这使生物机体增加了体内化学反应的数量，并使代谢调控具有更大的具有更大的灵活性与应变性灵活性与应变性灵活性与应变性灵活性与应变性三、代谢途径的区室化三、代谢途径的区室化•生物机体的分解生物机体的分解代谢与合成代谢是代谢与合成代谢是同时发生的，但在同时发生的，但在细胞的不同部位进细胞的不同部位进行。

这称为区室化行这称为区室化-----compartmentation水池水池A A进水口，开关进水口，开关进水口，开关进水口，开关1 1出水口，开关出水口，开关出水口，开关出水口，开关2 2小学数学题水池水池A(A(大人用大人用) )水池水池B(B(小孩用小孩用) )进水口，开关进水口，开关进水口，开关进水口，开关1 1出水口，开关出水口，开关出水口，开关出水口，开关2 2开关开关开关开关3 3•将整个代谢途径完全分隔在特定的亚细胞区域将整个代谢途径完全分隔在特定的亚细胞区域•区室化通过几种方式影响代谢反应区室化通过几种方式影响代谢反应–真真核核生生物物中中，，区区室室化化将将整整个个代代谢谢途途径径完完全全分分隔隔在在特特定定的的亚亚细细胞胞区区域域将将降降解解和和合合成成途途径径分分开开有有许许多多优优越越性性，，最最主主要要的的是是可可以以避避免免两两个个方方向向相相反反的的反反应应彼彼此此会会部部分分或或完完全抵消 •区室化通过区室的通透性可以调节酶促反应区室化通过区室的通透性可以调节酶促反应–通通过过区区室室膜膜有有选选择择的的通通透透（（或或转转运运））可可以以调调控控底底物物进进入入区区室室和和从从区区室室输输出出产产物物，，因因为为区区室室内内底底物物和和产产物物的的相相对对浓度转而影响酶促反应。

浓度转而影响酶促反应•另另外外区区室室化化与与影影响响代代谢谢物物跨跨细细胞胞膜膜或或亚亚细细胞胞膜转运的激素的作用紧密相连膜转运的激素的作用紧密相连–在在哺哺乳乳动动物物中中，，不不同同的的区区室室之之间间都都是是通通过过复复杂杂的的方方式式联联系在一起的系在一起的分解代谢与合成代谢分解代谢与合成代谢区室化的实验验证区室化的实验验证分解代谢与合成代谢Compartmentalization of glycolysis, the citric acid cycle, and oxidative phosphorylation三、代谢途径的区室化三、代谢途径的区室化•（（1）区室化：代谢途径局限于细胞内的特定区域区室化：代谢途径局限于细胞内的特定区域•（（2）表明：代谢物、酶、代谢途径或其他生物分子或系）表明：代谢物、酶、代谢途径或其他生物分子或系统在细胞内或细胞器内的分布是不同的统在细胞内或细胞器内的分布是不同的——将整个代谢途将整个代谢途径完全分隔在特定的亚细胞区域径完全分隔在特定的亚细胞区域•（（3））优越性：优越性：避免两个方向相反的反应抵消；避免两个方向相反的反应抵消；• 通过区室的通透特性调节酶促反应；通过区室的通透特性调节酶促反应；• 区室化和激素作用紧密相连；区室化和激素作用紧密相连；四、代谢调控四、代谢调控•整体水平调节整体水平调节多细胞生物的调节。

主要有激素调节、神经调节多细胞生物的调节主要有激素调节、神经调节•细胞水平调节细胞水平调节细胞的分隔作用细胞的分隔作用( Compartmentation)•分子水平调节分子水平调节p反应物和产物的调节反应物和产物的调节Ø反应物反应物/产物浓度产物浓度p酶的调节酶的调节Ø酶浓度（慢）酶浓度（慢）u酶合成的速率酶合成的速率u酶降解的速率酶降解的速率Ø酶活性调节（快）酶活性调节（快）u变构调节变构调节u共价修饰调节共价修饰调节•基因表达调控基因表达调控五、中间代谢、代谢途径、代谢物和五、中间代谢、代谢途径、代谢物和 中间代谢物中间代谢物•中间代谢中间代谢 新陈代谢途径中的个别环节、个别步骤新陈代谢途径中的个别环节、个别步骤•主要代谢途径主要代谢途径代谢网络中一些具有共同规律的途径代谢网络中一些具有共同规律的途径•中间代谢产物中间代谢产物代谢过程中连续转变的酶促产物代谢过程中连续转变的酶促产物 代谢途径•线性途径线性途径线性途径线性途径– –酮体酮体酮体酮体β-β-羟丁酸氧化羟丁酸氧化羟丁酸氧化羟丁酸氧化– –EMPEMP途径途径途径途径•环形途径环形途径环形途径环形途径– –TCATCA循环循环循环循环– –尿素循环尿素循环尿素循环尿素循环•螺旋形途径螺旋形途径螺旋形途径螺旋形途径– –脂肪酸的分解脂肪酸的分解脂肪酸的分解脂肪酸的分解– –脂肪酸的合成脂肪酸的合成脂肪酸的合成脂肪酸的合成The metabolic map as a set of dots and lines,By B. Alberts六、代谢的研究方法六、代谢的研究方法•1 1、活体内与活体外实验、活体内与活体外实验•活体内（活体内（in vivoin vivo）：生物整体，整体器官，微生物细胞群）：生物整体，整体器官，微生物细胞群•活体外活体外(in vitro)(in vitro)：生物体分离出来的组织切片、组织匀浆或体：生物体分离出来的组织切片、组织匀浆或体外培养的细胞、细胞器及细胞抽提物等外培养的细胞、细胞器及细胞抽提物等•2 2、苯环化合物示踪法、苯环化合物示踪法•3 3、同位素示踪法、同位素示踪法•稳定同位素：稳定同位素：2H2H、、15N15N、、13C13C、、18O18O；；•放射性同位素：放射性同位素：3H3H、、32P32P、、14C14C•4 4、代谢途径阻断法、代谢途径阻断法六、代谢的研究方法六、代谢的研究方法•5 5、气体测量法、气体测量法•6 6、核磁共振波谱法、核磁共振波谱法•7 7、遗传缺欠症研究法、遗传缺欠症研究法代谢的研究方法3. 同位素示踪法同位素示踪法代谢的研究方法4. 使用酶的抑制剂（胞内使用酶的抑制剂（胞内 or 胞外）胞外）代谢的研究方法6. NMR6. NMR法法代谢的研究方法7. 利用基因突变研究代谢利用基因突变研究代谢通过研究与某个不正常的酶有关系的基因的突变通过研究与某个不正常的酶有关系的基因的突变也可以提供有价值的信息，某些突变是致死的，也可以提供有价值的信息，某些突变是致死的，不能传给下一代，而有些突变是后代容忍的。

对不能传给下一代，而有些突变是后代容忍的对这些突变的生物体的研究有助于鉴别出代谢途径这些突变的生物体的研究有助于鉴别出代谢途径中的酶和中间代谢物中的酶和中间代谢物七、七、ATPATP是能量代谢的是能量代谢的““货币货币””ATP ADP AMPPi Pi高能化合物在新陈代谢中的重要作用l腺嘌呤核苷三磷酸腺嘌呤核苷三磷酸或腺苷三磷酸或腺苷三磷酸l在分解代谢中起捕在分解代谢中起捕获、携带和传递能获、携带和传递能量的是量的是ATP lATP中有二个高能中有二个高能磷酸键磷酸键七、能量代谢中辅酶的递能作用七、能量代谢中辅酶的递能作用1 1、辅酶、辅酶I I和辅酶和辅酶IIII的递能的递能作用作用 NADNAD+ + ( (烟酰胺烟酰胺- -腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I) NADPI) NADP+ +( (烟酰胺烟酰胺- -腺嘌呤磷酸二核苷酸腺嘌呤磷酸二核苷酸, ,又称为辅酶又称为辅酶II )II )2 2、、FMNFMN和和FADFAD递能作用递能作用FAD(FAD(黄素黄素- -腺嘌呤二核苷酸腺嘌呤二核苷酸) )和和FMN(FMN(黄素单核苷酸黄素单核苷酸) )3 3、、CoACoA在在能量代谢中的作用能量代谢中的作用 辅酶辅酶A A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶， 它的前体是维生素它的前体是维生素(B3)(B3)泛酸，乙酰泛酸，乙酰- -CoACoA水解水解释放出大量能量。

释放出大量能量•辅酶辅酶I（（NAD））和辅酶和辅酶II（（NADP））以氢原子和电以氢原子和电子的形式将自由能转移给生子的形式将自由能转移给生物合成需能反应物合成需能反应•在标准条件下，在标准条件下，NADHNADH氧化氧化所释放出的能量是所释放出的能量是-220 KJ/mol-220 KJ/mol，，足可以驱足可以驱动几个动几个ATPATP分子的形成分子的形成尼克酰胺腺嘌呤核苷高能化合物在新陈代谢中的重要作用高能化合物在新陈代谢中的重要作用•FMN（（黄素腺嘌呤单黄素腺嘌呤单核苷酸）和核苷酸）和FAD（（黄素腺黄素腺嘌呤二核苷酸）在呼吸链嘌呤二核苷酸）在呼吸链中起传递中起传递H和电子的作用和电子的作用FAD高能化合物在新陈代谢中的重要作用FAD + -CH2-CH2- FADH2 + -CH=CH-高能化合物在新陈代谢中的重要作用•辅酶辅酶A（（coenzyme A））它由腺嘌呤、它由腺嘌呤、D-核糖、核糖、磷酸、焦磷酸、泛酸和磷酸、焦磷酸、泛酸和巯基乙胺组成巯基是巯基乙胺组成巯基是CoA的活性基团它在的活性基团它在酶促反应中主要起接受酶促反应中主要起接受乙酰基的作用，生成乙乙酰基的作用，生成乙酰辅酶酰辅酶A（（CH3COSCoA））CH3COSCoA是一高能化合物高能化合物在新陈代谢中的重要作用物质代谢的特点物质代谢的特点•1、整体性：体内各种物质代谢彼此不孤立，同时进行，、整体性：体内各种物质代谢彼此不孤立，同时进行，彼此互相联系，相互转变，相互依存，构成统一的整体。

彼此互相联系，相互转变，相互依存，构成统一的整体•2、代谢调节：正常情况下各种物质代谢存在精细的调节、代谢调节：正常情况下各种物质代谢存在精细的调节机制，不断调节各种物质代谢的强度、方向和速度，以适机制，不断调节各种物质代谢的强度、方向和速度，以适应内外环境的变化应内外环境的变化•3、各组织、器官物质代谢各具特色：各组织、器官的结、各组织、器官物质代谢各具特色：各组织、器官的结构不同，所含有的酶系的种类和含量各不相同，代谢途径构不同，所含有的酶系的种类和含量各不相同，代谢途径及功能各异，各具特色及功能各异，各具特色•4、各种代谢物均具有各自共同的代谢池各种代谢物均具有各自共同的代谢池–5、、ATP是机体能量利用的共同形式是机体能量利用的共同形式–6、、NADPH是合成代谢所需的还原当量是合成代谢所需的还原当量 组织、器官的代谢特点组织、器官的代谢特点•1.肝：物质代谢的枢纽，人体的中心生化工厂耗氧量肝：物质代谢的枢纽，人体的中心生化工厂耗氧量占全身耗氧量的占全身耗氧量的20％，在糖、脂、蛋白质、水、盐及维％，在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢中均具有独特的重要作用生素代谢中均具有独特的重要作用。

•2.心脏：以酮体、乳酸、自由脂酸及葡萄糖为能量物质，心脏：以酮体、乳酸、自由脂酸及葡萄糖为能量物质，以有氧氧化途径为主以有氧氧化途径为主•3.脑：是机体耗能最大的主要器官，耗氧量占全身脑：是机体耗能最大的主要器官，耗氧量占全身耗氧量的耗氧量的20％％~25％几乎以葡萄糖为唯一供能物％几乎以葡萄糖为唯一供能物质由于脑组织无糖原储存，其耗用的葡萄糖主质由于脑组织无糖原储存，其耗用的葡萄糖主要由血糖供应血糖供应不足时，可由肝产生的要由血糖供应血糖供应不足时，可由肝产生的酮体作为能源物质酮体作为能源物质组织、器官的代谢特点组织、器官的代谢特点•4.肌肉组织：以氧化脂酸为主，剧烈运动时则以糖的肌肉组织：以氧化脂酸为主，剧烈运动时则以糖的无氧酵解产生的乳酸为主由于肌肉缺乏葡萄糖无氧酵解产生的乳酸为主由于肌肉缺乏葡萄糖-6-磷磷酸酶，因此肌糖原不能直接分解葡萄糖提供血糖酸酶，因此肌糖原不能直接分解葡萄糖提供血糖•5.红细胞：能量主要来自葡萄糖的酵解途径由于红红细胞：能量主要来自葡萄糖的酵解途径由于红细胞没有线粒体，因此不能进行糖的有氧氧化，也不细胞没有线粒体，因此不能进行糖的有氧氧化，也不能利用脂酸及其非糖物质。

能利用脂酸及其非糖物质组织、器官的代谢特点组织、器官的代谢特点•6.脂肪组织：是合成及储存脂肪的重要组织脂肪细脂肪组织：是合成及储存脂肪的重要组织脂肪细胞含有胞含有TG脂肪酶，能使储存的脂肪分解成脂酸和甘油脂肪酶，能使储存的脂肪分解成脂酸和甘油释入血液循环以供机体其他组织能源的需要释入血液循环以供机体其他组织能源的需要•7.肾：能进行糖异生和生成酮体肾：能进行糖异生和生成酮体–肾髓质：无线粒体，主要由糖酵解供能肾髓质：无线粒体，主要由糖酵解供能–肾皮质：有线粒体，主要由脂酸及酮体的有肾皮质：有线粒体，主要由脂酸及酮体的有氧氧化供能氧氧化供能 生生 物物 能能 学学Bioenergetics一、有关热力学和能的基本概念一、有关热力学和能的基本概念（一）体系的概念、性质和状态（一）体系的概念、性质和状态 ●开放体系开放体系、封闭体系、隔离体系、封闭体系、隔离体系 ●一个体系的性质：压力、体积、温度、比热、一个体系的性质：压力、体积、温度、比热、 表面张力等表面张力等（二）能的两种形式（二）能的两种形式——热与功热与功（三）内能（（三）内能（U U））和焓（和焓（H H））的概念：的概念：H=U+PVH=U+PV（四）（四）热力学第一定律热力学第一定律 在一个孤立体系中的在一个孤立体系中的能量可以变换其形式，但能量可以变换其形式，但其总能量不变。

其总能量不变（五）化学能的转化：（五）化学能的转化：光能、光能、化学能化学能和热能等的和热能等的转化转化n维持生命活动的能量，主要有两个来源：维持生命活动的能量，主要有两个来源：n光光能能（（太太阳阳能能））：：植植物物和和某某些些藻藻类类，，通通过过光光合合作作用用将光能转变成生物能将光能转变成生物能n化化学学能能：：动动物物和和大大多多数数的的微微生生物物，，通通过过生生物物氧氧化化作作用用将将有有机机物物质质（（主主要要是是各各种种光光合合作作用用产产物物））存存储储的的化学能释放出来，并转变成生物能化学能释放出来，并转变成生物能（六）热力学第二定律（（六）热力学第二定律（25页）和熵的概念页）和熵的概念（七）自由能的概念：（七）自由能的概念： ⊿⊿ G= ⊿⊿ H–T⊿⊿ S 热热的的传导只能由高温物体传至低温物体热的自发地传导只能由高温物体传至低温物体热的自发地逆向传导是不可能的逆向传导是不可能的 代表体系能量分散程度的状态函数，统称为熵（代表体系能量分散程度的状态函数，统称为熵（S）凡是能够用于做功的能量称之为自由能（凡是能够用于做功的能量称之为自由能（G）。

二、二、化学反应中自由能的变化和意义化学反应中自由能的变化和意义（一）化学反应的自由能变化公式（一）化学反应的自由能变化公式 A+B==C+D+⊿⊿H⊿⊿ G = ⊿⊿ H–T⊿⊿ S自发进行的化学反应自发进行的化学反应⊿⊿ G＜＜0（二）标准自由能变化与平衡常数的关系（二）标准自由能变化与平衡常数的关系 A+B==C+D+⊿⊿H（三）自由能变化的可加性及其在生化反应中的（三）自由能变化的可加性及其在生化反应中的意义意义（四）能量学在生物化学应用中的一些规定（（四）能量学在生物化学应用中的一些规定（286286页）页）（三）自由能变化的可加性及其在生化反应中的（三）自由能变化的可加性及其在生化反应中的意义意义 在在偶联偶联的的几个反应中，自由能的总变化等于每一步反应几个反应中，自由能的总变化等于每一步反应自由能变化的总和自由能变化的总和意义：意义：一个热力学上不能进行的反应，可以由与一个热力学上不能进行的反应，可以由与它相偶联的，热力学上容易进行的反应驱动它相偶联的，热力学上容易进行的反应驱动5-8-3 ＜＜ 0自发进行的化学反应自发进行的化学反应⊿⊿ G＜＜0三、三、高能磷酸化合物高能磷酸化合物（一）高能化合物的概念（一）高能化合物的概念 ●一般将水解时释放一般将水解时释放50005000卡以上自由能的化合物卡以上自由能的化合物称为高能化合物，如称为高能化合物，如ATP、、ADP、、GTP等。

等 注意：跟键能的区别注意：跟键能的区别高能磷酸化合物 p287-288•一般将大于等于ATP水解标准自由能的磷酸化合物称为高能磷酸化合物高能磷酸化合物–磷酸烯醇式丙酮酸–1,3-二磷酸甘油酸–磷酸肌酸l低能磷酸化合物低能磷酸化合物━葡糖-1-磷酸━葡糖-6-磷酸━甘油-3-磷酸•1、磷氧键型、磷氧键型(-O(-O~ ~P)P)•2 2、氮磷键型、氮磷键型•3 3、硫酯键型、硫酯键型•4 4、甲硫键型、甲硫键型（二）高能化合物（二）高能化合物 34页页1、磷氧键型、磷氧键型(-O~P)•（（1）酰基磷酸化合物）酰基磷酸化合物•（（2）焦磷酸化合物）焦磷酸化合物•（（3）烯醇式磷酸化合物）烯醇式磷酸化合物 1、、磷氧键型磷氧键型(—O~P)3-磷酸甘油酸磷酸磷酸甘油酸磷酸11.8千卡千卡/摩尔摩尔乙酰磷酸乙酰磷酸10.1千卡千卡/摩尔摩尔(1)(1)酰基磷酸化合物酰基磷酸化合物氨氨甲酰磷酸甲酰磷酸酰基腺苷酸酰基腺苷酸氨氨酰基腺苷酸酰基腺苷酸（（1）酰基磷酸化合物）酰基磷酸化合物 1、、磷氧键型磷氧键型（（—O~P)（（2）焦磷酸化合物）焦磷酸化合物ATP（（三磷酸腺苷）三磷酸腺苷）焦磷酸焦磷酸7.3千卡千卡/摩尔摩尔 1、、磷氧键型磷氧键型（（—O~P)（（3 3）烯醇式磷酸化合物）烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸14.8千卡千卡/摩尔摩尔 1、、磷氧键型磷氧键型（（—O~P)2 2、氮磷键型、氮磷键型- -活性硫酸基活性硫酸基磷酸肌酸磷酸肌酸磷酸精氨酸磷酸精氨酸10.3千卡千卡/摩尔摩尔7.7千卡千卡/摩尔摩尔这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用。

这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用4 4、甲硫键型、甲硫键型S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸（三）（三）ATP是生物体内的能量是生物体内的能量“货币货币” 37页页ADP——ATP——ADP ——AMP能量转换途径能量转换途径萤火虫发光物质萤火虫发光物质“虫荧光酰腺苷酸虫荧光酰腺苷酸”ATP → AMP7.3千卡千卡/摩尔摩尔萤火虫是怎样发光的？萤火虫是怎样发光的？萤光素+ATP ------------->萤光素腺苷酸+焦磷酸(PPi) 萤光素腺苷酸+O2------------->氧化萤光素+AMP+光 萤光素酶萤光素酶 萤光素酶萤光素酶 发光细胞发光细胞 萤光素萤光素 萤光素酶萤光素酶 总反应式总反应式 （四）（四） 磷酸肌酸、磷酸精氨酸的贮能作用磷酸肌酸、磷酸精氨酸的贮能作用●磷酸精氨酸磷酸精氨酸磷酸精氨酸磷酸精氨酸是无脊椎动物肌肉中的贮能物质；是无脊椎动物肌肉中的贮能物质；●磷酸肌酸磷酸肌酸磷酸肌酸磷酸肌酸主要是脊椎动物肌肉、脑和神经的贮能物质；主要是脊椎动物肌肉、脑和神经的贮能物质； ●磷酸肌酸磷酸肌酸磷酸肌酸磷酸肌酸（（cp）和）和磷酸精氨酸磷酸精氨酸磷酸精氨酸磷酸精氨酸（（ap）通过磷酸基团的）通过磷酸基团的转移作为贮能物质统称为转移作为贮能物质统称为磷酸原磷酸原磷酸原磷酸原。

体内体内ATP浓度高：浓度高： ATP+肌酸肌酸 → 磷酸肌酸磷酸肌酸+ADP体内体内ATP浓度低浓度低 ：：ADP+磷酸肌酸磷酸肌酸 → 肌酸肌酸+ATP•　磷酸肌酸(PHOSPHAGENHP)是力量型和速度型运动员首选的运动补剂 （五）（五）ATP系统的动态平衡系统的动态平衡ATP======ADP ======AMPPiPi能荷能荷水平水平 磷酸化势能磷酸化势能=[ATP][ADP] • PiA metabolic map,By D.E. Nicholson, University of Leeds, U.K. 新陈代谢图示新陈代谢图示代谢中常见的有机反应机制•基团转移反应基团转移反应•氧化氧化-还原反应还原反应•消除、异构化和重排反应消除、异构化和重排反应•碳碳-碳键的形成或断裂反应碳键的形成或断裂反应代谢中常见的有机反应机制代谢中常见的有机反应机制代谢中常见的有机反应机制•基团转移反应基团转移反应 亲电子基团从一个亲核体转移到另一亲电子基团从一个亲核体转移到另一处亲核体上，如酰基、磷酸基、葡糖基处亲核体上，如酰基、磷酸基、葡糖基的转移等。

的转移等酰基化合物-X四面体中间产物酰基化合物-Y胰蛋白酶水解肽键就是一个典型例子代谢中常见的有机反应机制磷酰基转移反应在代谢中具有特殊意义：活化代谢中间物代谢中常见的有机反应机制•氧化氧化-还原反应还原反应 即电子的得失反应，在代谢中非常多，即电子的得失反应，在代谢中非常多，如如NAD+形成形成NADH，，FAD形成形成FADH2电子受体电子供体代谢中常见的有机反应机制多数生物氧化中，化合物失去2个质子和2个电子，这些反应统称为脱氢反应，对应的酶称为脱氢酶代谢中常见的有机反应机制•消除、异构化和重排反应消除、异构化和重排反应1.消除反应如消除反应如C=C的形成；的形成；2.异构化反应如醛糖与酮糖的异构反应；异构化反应如醛糖与酮糖的异构反应；3.分子重排反应如分子重排反应如L-甲基丙二酰单酰辅甲基丙二酰单酰辅酶酶A经甲基丙二酰单酰辅酶经甲基丙二酰单酰辅酶A变位酶变位酶作作用变成琥珀酰辅酶用变成琥珀酰辅酶A代谢中常见的有机反应机制•消除、异构化和重排反应消除、异构化和重排反应1.消除反应如消除反应如C=C的形成；的形成； 三种可能的机制：协同机制、正碳离三种可能的机制：协同机制、正碳离子机制、负碳离子机制。

子机制、负碳离子机制经过碳正离子的机制的醇消除反应代谢中常见的有机反应机制•消除、异构化和重排反应消除、异构化和重排反应2.异构化反应如醛糖与酮糖的异构反应；异构化反应如醛糖与酮糖的异构反应；代谢中常见的有机反应机制• 消除、异构化和重排反应消除、异构化和重排反应3. 分子重排反应如分子重排反应如L-甲基丙二酰单酰辅酶甲基丙二酰单酰辅酶A经甲基丙二酰单酰辅酶经甲基丙二酰单酰辅酶A变位酶变位酶作用变成作用变成琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A代谢中常见的有机反应机制•碳碳-碳键的形成或断裂反应碳键的形成或断裂反应 这类反应主要有羟醛缩合反应（糖这类反应主要有羟醛缩合反应（糖代谢中）、克莱森酯缩合反应（合成代谢中）、克莱森酯缩合反应（合成柠檬酸反应）、柠檬酸反应）、 -酮酸的氧化脱羧酮酸的氧化脱羧（异柠檬酸脱氢酶催化的脱羧）反应（异柠檬酸脱氢酶催化的脱羧）反应代谢中常见的有机反应机制克莱森酯缩合反应克莱森酯缩合反应——合成柠檬酸反应合成柠檬酸反应+ E-His烯醇式负碳离子草酰乙酸SiS-柠檬酰CoA柠檬酸。