第9章食品中营养成分的代谢(编辑修改稿)

第9章食品中营养成分的代谢(编辑修改稿)内容摘要：

三羧酸循环的生物学意义    、蛋白质、脂肪三大物质转化的枢纽   柠檬酸、谷氨酸 葡萄糖分解代谢过程中能量的产生  葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式：直接产生 ATP；生成高能分子 NADH或 FADH2，后者在线粒体呼吸链氧化并产生 ATP。  (1)糖酵解： 1分子葡萄糖  2分子丙酮酸，共消耗了 2个 ATP，产生了 4 个 ATP，实际上净生成了 2个 ATP，同时产生 2个 NADH。  (2)有氧分解（丙酮酸生成乙酰 CoA及三羧酸循环）产生的 ATP、 NADH和 FADH2  丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸  乙酰 CoA，生成 1个NADH。 三羧酸循环：乙酰 CoA  CO2和 H2O，产生一个 GTP（即 ATP）、 3个 NADH和 1个 FADH2。 葡萄糖分解代谢过程中产生的总能量  糖酵解、丙酮酸氧化脱羧及三羧酸循环生成的 NADH和FADH2 ，进入线粒体呼吸链氧化并生成 ATP。 线粒体呼吸链是葡萄糖分解代谢产生 ATP的最主要途径。  葡萄糖分解代谢总反应式  C6H6O6 + 6 H2O + 10 NAD+ + 2 FAD + 4 ADP + 4Pi  6 CO2 + 10 NADH + 10 H+ + 2 FADH2 + 4 ATP  按照一个 NADH能够产生 3个 ATP， 1个 FADH2能够产生 2个ATP计算， 1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生 38个ATP：  4 ATP +（ 10  3） ATP + （ 2  2） ATP = 38 ATP Ｃ . 丙酮酸羧化支路（回补途径）  三羧酸循环不仅是产生 ATP的途径，它产生的中间产物也是生物合成的前体。 例如卟啉的主要碳原子来自琥珀酰 CoA，谷氨酸、天冬氨酸是从 α 酮戊二酸、草酰乙酸衍生而成。 ＴＣＡ的中间产物随时都有被移作他用的可能，一旦草酰乙酸浓度下降，势必影响三羧酸循环的进行。 要保证整个循环正常进行，必须补充移作他用的中间产物，这类反应称为ＴＣＡ的回补反应。  由丙酮酸羧化为苹果酸、草酰乙酸，由磷酸烯醇式丙酮酸羧化为草酰乙酸为重要的回补途经，称丙酮酸羧化支路 由丙酮酸羧化为苹果酸、草酰乙酸， 由磷酸烯醇式丙酮酸羧化为草酰乙酸。 ３）磷酸 戊 糖途径（ＨＭＳ途径） 糖酵解和三羧酸循环是机体内糖分解代谢的主要径，但不是唯一途径。 实验研究也表明：在组织中添加酵解抑制剂如碘乙酸或氟化物等，葡萄糖仍可以被消耗，这说明葡萄糖还有其它的代谢途径。 许多组织细胞中都存在有另一种葡萄糖降解途径，即磷酸戊糖途径（ pentose phosphate pathway, PPP），也称为磷酸己糖旁路（ hexose monophosphate pathway/shunt,HMP）。 参与磷酸戊糖途径的酶类都分布在动物细胞浆中，动物体中约有 30%的葡萄糖通过此途径分解。 Ａ . 磷酸戊糖途径的反应过程 ① G6P脱氢脱羧转化成 5磷酸核酮糖。 ② 磷酸戊糖的异构化 ③ 磷酸戊糖通过转酮及转醛反应生成酵解途径的中间产物 6磷酸果糖和 3磷酸甘油醛。 Ｂ . 磷酸戊糖途径的调节  肝脏中的各种戊糖途径的酶中以 6磷酸葡萄糖脱氢酶的活性最低，所以它是戊糖途径的限速酶，催化不可逆反应步骤。 其活性受 NADP+/NADPH比值的调节， NADPH竞争性抑制 6磷酸葡萄糖脱氢酶和 6磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性。 机体内 NAD+/NADH比NADP+/NADPH的比值要高几个数量级，前者为 700，后者为 ，这使 NADHP可以进行有效的反馈抑制调控。 只有 NADPH在脂肪的生物合成中被消耗时才能解除抑制，再通过 6磷酸葡萄糖脱氢酶产生出 NADPH。  非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物浓度。 5磷酸核糖过多时，可转化成 6磷酸果糖和 3磷酸甘油醇进行酵解。 3．糖的合成代谢 （１）糖异生的证据及其生理意义： 糖异生是指从非糖物质合成葡萄糖的过程。 非糖物质包括丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等均可以在哺乳动物的肝脏中转变为葡萄糖或糖原。 这一过程基本上是糖酵解途径的逆过程，但具体过程并不是完全相同，因为在酵解过程中有三步是不可逆的反应，而在糖异生中要通过其它的旁路途径来绕过这三步不可逆反应，完成糖的异生过程。 １）糖异生作用  用整体动物做实验，禁食 24小时，大鼠肝脏中的糖原由 7%降低到 1%，饲喂乳酸、丙酮酸或三羧酸循环代谢的中间物后可以使大鼠肝糖原增加。  根皮苷是一种从梨树茎皮中提取的有毒的糖苷，它能抑制肾小管将葡萄糖重吸收进入血液中，这样血液中的葡萄糖就不断的由尿中排出。 当给用根皮苷处理过的动物饲喂三羧酸循环中间代谢物或生糖氨基酸后，这些动物尿中的糖含量增加。  糖尿病人或切除胰岛的动物，他们从氨基酸转化成糖的过程十分活跃。 当摄入生糖氨基酸时，尿中糖含量增加。 Ａ . 糖异生的证据如下：  糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。 红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料的，成人每天约需要 160克葡萄糖，其中 120克用于脑代谢，而糖原的贮存量是很有限的，所以需要糖异生来补充糖的不足。  在饥饿或剧烈运动造成糖原下降后，糖异生能使酵解产生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖。 这对维持血糖浓度，满足组织对糖的需要是十分重要的。  糖异生可以促进脂肪氧化分解供应能量，当体内糖供应不足时，机体会大量动员脂肪分解，此时会产生过多的酮体（乙酰乙酸、 β 羟丁酸、丙酮），而酮体则必须经过三羧酸循环才能彻底氧化，此时糖异生对维持三羧酸循环的正常进行起主要作用。 Ｂ、糖异生的生理意义  糖异生作用的总反应式如下： 2丙酮酸 +4ATP+2GTP+2NADH+2H++4H2O → 葡萄糖+2NAD+ +4ADP +2GDP +6Pi （２）糖异生的途径 Ａ、丙酮酸羧化生成磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 + ATP + GTP → 磷酸烯醇式丙酮酸 + ADP + GDP + CO2 Ｂ、磷酸烯醇式丙酮酸沿酵解途径逆向反应生成 1,6二磷酸果糖。 这个过程也要逾越一个能障，即从 3磷酸甘油酸转变成 1,3二磷酸甘油酸的过程中需要消耗一个 ATP。 Ｃ、 1,6二磷酸果糖转化成 6磷酸果糖。 这是糖异生作用中的关键反应，由果糖二磷酸酶催化。 该酶是一个别构酶，被其负效应物 AMP、 2,6二磷酸果糖强烈抑制，但 ATP、柠檬酸和 3磷酸甘油酸可激活此酶的活性。 Ｄ、 6磷酸果糖转化为葡萄糖，由葡萄糖 6磷酸酶催化。 该酶只在肝脏中存在，在肌肉或脑组织中没有此酶存在，因此糖异生作用只能在肝脏中进行。 ２）糖原的合成  糖原是动物体内的多糖，由葡萄糖聚合而成，其结构类似于支链淀粉。 一般有肝糖原、肌糖原两种。 代谢过程中体内多余的葡萄糖可以糖原的形式贮存起来。 在机体需要时，糖原可分解产生能量。 (1) 概念 脂类是脂肪和类脂的总称，它是有脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物，统称为脂质或脂类，是动物和植物体的重要组成成分。 脂类是广泛存在与自然界的一大类物质，它们的化学组成、结构理化性质以及生物功能存在着很大的差异，但它们都有一个共同的特性，即可用非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。 脂类代谢 (2) 分类 脂肪 真脂或中性脂肪（。