页数：127页文件大小：3.63 MB来源： 食品化学ppt课件
本课件讲解新陈代谢与生物氧化，介绍呼吸链、氧化磷酸化与ATP生成，系统梳理糖酵解、三羧酸循环、糖原合成与异生、脂肪酸β-氧化与从头合成、氨基酸脱氨基脱羧基及蛋白质生物合成的翻译过程，并分析果蔬采后与畜禽宰后的代谢变化。
第九章食品中营养成分的代谢
基本概念新陈代谢：生物体与外界环境不断进行物质和能量交换的过程。同化作用：通过物质合成，将外部物质转化成机体的物，称同化作用。异化作用：通过分解，自身的物质又转化为外部物质，称不异化作用
生物小分子合成为
1、生物氧化的概念生物氧化：主要是指糖、脂肪、蛋白质等有机物在生物体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程。生物氧化的主要生理意义是为生物体提供能量
2、生物氧化的过程多糖脂
3、生物氧化的特点体内：加氧、脱氢、失电子（2）物质氧化时消耗的氧量、得到的产物和能量相同。1、相同点
2、不同点体内氧化体外氧化（1）：温和剧烈（2）反应过程：分步反应一步反应能量逐步释放能量突然释放（3）产物生成：间接生成直接生成（4）能量形式：热能、ATP热能、光能
生物氧化的特点
5.生物氧化是一个分步进行的过程：每一步都由特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用率。6.生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能ATP
呼吸链的组成：1). Intracellular site
呼吸链组成（续）
1.本质生物氧化的本质是电子的得失：失电子者为还原剂，是电子供体，得电子者为氧化剂，是电子受体在生物体内，它有三种方式： 加氧氧化 电子转移生物氧化的本质及过程O2苯丙氨酸酪氨酸
脱氢氧化
无氧条件下：兼性生物或厌气生物能利用细胞中的氧化型物质作为电子受体，将燃料分子氧化分解，这称为无氧氧化。这些生物有的以有机物分子作为最终的氢受体(如厌氧发酵)，有的则以无机物分子作为氢受体(如微生物中的化能自养菌对NO3-、SO42-的利用)。无氧氧化
有氧氧化：在有氧条件下，好气生物或兼性生物吸收空气中的氧作为电子受体，可将燃料分子完全氧化分解，这称为有氧氧化。因为有氧氧化燃烧完全，产能多，所以，只要有氧气存在，细胞都优先进行有氧氧化
生物能及其存在形式①
氧化磷酸化作用：在生物氧化过程中，氧化放能反应常常有吸能的磷酸化反应偶联发生。偶联反应将氧化释放的一部分自由能用于无机磷参加的高能磷酸键生成反应。这种氧化放能反应与磷酸化吸能反应的偶联，称为氧化磷酸化作用。根据生物氧化方式，可将氧化磷酸化分为底物水平磷酸化及电子传递体系磷酸化
ATP的生成
ATP产生的数量：研究氧化磷酸化最常用的方法是测定线粒体或其制剂的P/O比值和电化学实验。P/O比值是指每消耗一摩尔氧所消耗无机磷酸的摩尔数。根据所消耗的无机磷酸摩尔数，可间接测出ATP生成量。实验指明NADH呼吸链的P/O值是3，即每消耗一摩尔氧原子就可形成3摩尔ATP，FADH2呼吸链的P/O值是2，即消耗一摩尔氧原子可形成2摩尔ATP。
ATP产生的部位：ATP产生的部位都是有大的电位差变化的地方，例如，NADH呼吸链生成ATP的三个部位是：E0‘值在此三个部位有大的“跳动”，都在0.2伏以上
ATP产生的机理
P/O比值与ATP生成数：所消耗的无机磷摩尔数一对电子通过呼吸链P/O比值：一对电子通过呼吸链时生成ATP的个数1个氧原子2e+O O2-ADP+Pi ATP无机磷个数生成ATP的个数
1、α-磷酸甘油穿梭：NADH＋H＋内膜线粒体内线粒体外NAD＋磷酸二羟丙酮α-磷酸甘油EFADFADH2ENADH的转运机制
2、苹果酸－天冬氨酸穿梭：苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸NADH＋H＋内膜线粒体内线粒体外α-酮戊二酸NAD＋E1NAD＋NADH＋H＋E1E2E2谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸P1P2
高能磷酸化合物
9.2糖代谢
糖酵解过程ab1234
三羧酸循环草酰乙酸柠檬酸
糖原的合成：葡萄糖先在葡萄糖激酶作用下磷酸化成为6-磷酸葡萄糖，后者再转变成1-磷酸葡萄糖。1-磷酸葡萄糖与尿苷三磷酸（UTP）反应生成尿苷二磷酸葡萄糖及焦磷酸，反应可逆，由UDPG焦磷酸化酶催化。UDPG可看成是"活性葡萄糖"。UDPG的葡萄糖基转移给糖原引物的糖链末端，形成α-1，4糖苷键
糖原合成过程的概括
糖原的异生作用
糖原异生作用
脂类代谢•
一、脂类概述：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。
脂类的分类
脂类的功能：它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用。 提供给机体必需脂成分（1）必需脂肪酸亚油酸18碳脂肪酸，含两个不饱和键；亚麻酸18碳脂肪酸，含三个不饱和键；花生四烯酸20碳脂肪酸，含四个不饱和键；（2）生物活性物质激素、胆固醇、维生素等。3. 脂类的功能
生物体结构物质（1）作：中，是生物膜结构的基本组成成分。（2）保护作用脂肪组织较为柔软，存在于各重要的器官组织之间，使器官之间减少摩擦，对器官起保护作用。 用作药物卵磷脂、脑磷脂可用于肝病、神经衰弱及动脉粥样硬化的治疗等
甘油三酯的结构
脂肪的分解代谢
1.脂肪的水解：乳化脂肪的消化主要在肠中进行，胰液和胆汁经胰管和胆管分泌到十二指肠，胰液中含有胰脂肪酶，能水解部分脂肪成为甘油及游离脂肪酸，但大部分脂肪仅局部水解成甘油一酯，甘油一酯进一步由另一种脂酶水解成甘油和脂肪酸。
甘油的分解
甘油的代谢
2.脂肪酸的β-氧化作用（1）：然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。在脂酰CoA合成酶(硫激酶)催化下，由ATP提供能量，将脂肪酸转变成脂酰CoA：脂酰CoA合成酶R-COOHAMP + PPiHSCoA+ ATPR-CO～SCoA
脂酰CoA合成酶
脂酰CoA转运入线粒体：此过程必须要由肉碱（肉毒碱, carnitine）来携带脂酰基。（2）脂酰CoA转运入线粒体HOOC-CH2-CH-CH2-N+-CH3OHCH3CH3β-羟基-r-三甲基铵基丁酸
借助于两种肉碱脂酰转移酶同工酶：其中，肉碱脂酰转移酶Ⅰ(carnitine acyl transferase Ⅰ)是脂肪酸β-氧化的关键酶
关键酶：2.脂酰CoA进入线粒体
脂酰CoA进入线粒体的过程
脂肪酸的β-氧化：的，每次氧化断去二碳单位的乙酰CoA，再经TCA循环完全氧化成二氧化碳和水，并释放大量能量。偶数碳原子的脂肪酸β氧化最终全部生成乙酰CoA
β-氧化过程由四个连续的酶促反应组成：①脱氢②水化③再脱氢④硫解(3)脂肪酸的β-氧化
（1）脱氢脂酰CoA经：在其α和β碳原子上脱氢，生成△2反烯脂酰CoA，该脱氢反应的辅基为FAD。（2）加水（水合反应）△2反烯脂酰CoA在△2反烯脂酰CoA水合酶催化下，在双键上加水生成L-β-羟脂酰CoA
β-氧化的再脱氢步骤：脱去β碳原子与羟基上的氢原子生成β-酮脂酰CoA，该反应的辅酶为NAD+。（4）硫解在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，β-酮脂酰CoA与CoA作用，硫解产生1分子乙酰CoA和比原来少两个碳原子的脂酰CoA
β-氧化反应过程
β-氧化的酶系与辅因子
①β-氧化循环过程在线粒体基质内进行：②β-氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆；③需要FAD，NAD+，CoA为辅助因子；④每循环一次，生成一分子FADH2，一分子NADH，一分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。脂肪酸β-氧化循环的特点
乙酰CoA的彻底氧化
脂肪酸氧化分解的能量释放：1分子NADH可生成3分子ATP，故一次β-氧化循环可生成5分子ATP。 1分子乙酰CoA经彻底氧化分解可生成12分子ATP。脂肪酸氧化分解时的能量释放
活化：消耗2个高能磷酸键β氧化：每轮循环四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解产物：1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH2 脂肪酸氧化的能量生成——以16碳饱和软脂酸的氧化为例
7轮循环产物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2能量计算：生成ATP8×12 + 7×3 + 7×2 = 131净生成ATP131 –2 = 129公式总结:[(n/2)-1] ×(2+3)+ [(n/2) ×12-2n为碳原子的数目
饱和脂肪酸的α-氧化作用1.概念：脂肪酸在一些酶的催化下，其α-C原子发生氧化，结果生成一分子CO2和较原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为α-氧化。RCH2CH2 COOH RCH2COOH+CO2
α-氧化的可能反应历程：NADPH+H+单加氧酶Fe2+，抗坏血酸R-CH-COOHOH-（L-α-羟脂肪酸）NAD+NADH+H+脱氢酶R-C-COOHO=（α-酮脂酸）ATP，NAD+，抗坏血酸脱羧酶RCOOH+CO2（少一个C原子）α-氧化的可能反应历程
不饱和脂肪酸的氧化
奇数碳脂肪酸的氧化：-脱氧腺苷钴胺素琥珀酰CoA奇数碳脂肪酸CH3CH2CO~CoAβ-氧化丙酰CoA羧化酶（生物素）ADP+PiD-甲基丙二酸单酰CoA ATP+CO2经三羧酸循环途径→丙酮酸羧化支路→糖有氧氧化途径彻底氧化分解奇数碳脂肪酸的氧化
脂肪酸的生物合成
来源
乙酰CoA转运出线粒体
丙二酸单酰CoA的合成：将乙酰CoA羧化为丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶（生物素）*CH3CO~SCoAADP + PiHCO3-+ H++ATPHOOC-CH2-CO~SCoA长链脂酰CoA-柠檬酸异柠檬酸+丙二酸单酰CoA的合成
脂肪酸合成时碳链的缩合延：每经过一次循环反应，延长两个碳原子。合成反应由脂肪酸合成酶系催化。 在低等生物中，脂肪酸合成酶系是一种由1分子脂酰基载体蛋白（acyl carrier protein, ACP）和7种酶单体所构成的多酶复合体。脂肪酸合成循环
乙酰基转移反应
脂肪酸合成的缩合反应
脂肪酸合成的脱水反应：,巴豆酰-ACP） 再还原反应-C==CO-CH3HH～SACPC-=-3 2+NADPH+H+β-烯脂酰-ACP还原酶CH3-CH2-CH-C～SACPO=+NADP+（丁酰-ACP） 丁酰-ACP与丙二酸单酰-ACP重复缩合、还原、脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰-ACP
缩合反应与链长专一性：中，β-酮脂酰-ACP合酶是对链长有专一性的酶，仅对14C及以下脂酰-ACP有催化活性，故从头合成只能合成16C及以下饱和脂酰-ACP。软脂酰-ACP硫酯酶水解ACP+软脂酸（棕榈酸）释放H2O
软脂酸合成的总反应式：原料（乙酰辅酶A）来源羧化反应中消耗的ATP可由EMP途径提供还原力NADPH从哪来？总反应式
甘油三酯的消化与吸收
糖和脂肪等物质充分供应的条件下：为维持氮的总平衡，至少必需摄入的蛋白质的量，称为蛋白质的最低生理需要量。成人每日最低蛋白质需要量为30—50g我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。9.4蛋白质的代谢 蛋白质的最低生理需要量
真核细胞的蛋白质降解途径：1. 不依赖ATP的降解途径： 在溶酶体内进行，主要降解外源性蛋白质、膜蛋白和长寿命的胞内蛋白质。一、体内蛋白质的降解
蛋白质水解酶：肽链内切酶）形成各种短肽（2）端肽酶（肽酶）羧肽酶氨肽酶二肽酶（三）蛋白质酶促降解需内肽酶、羧肽酶、氨肽酶和二肽酶的共同作用蛋白质多肽AA合成新蛋白质
二、氨基酸代谢库：食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。
氨基酸代谢库食物蛋白质消
特殊分解代谢→
氨基酸的脱氨基作用
㈠氧化脱氨基作用定义：α-AA在酶的作用下，氧化生成α-酮酸，同时消耗氧并产生氨的过程。 氧化脱氨基的反应过程包括脱氢和水解两步，脱氢反应需酶催化，而水解反应则不需酶的催化。R-CH-COOHNH22HR-C-COOH + NH3OH2OR-C-COOHNH酶
原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基：（在微生物中个别AA进行,但不普遍）L-丝氨酸CH2COO-C-NH3+=-CH3COO-C=NH2+--COOHCH2OHNH2-C-H--COOHCH3C=O--丝氨酸脱水酶+NH3丙酮酸-H2O+H2Oα-氨基丙烯酸亚氨基丙酸㈡非氧化脱氨例：脱水脱氨基（只适于含一个羟基的AA)
指α-AA和酮酸之间氨基的转移作用：α-AA的α-氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮基上，结果原来的AA生成相应的酮酸，而原来的酮酸则形成相应的氨基酸。R’-CH-COOHR”-C-COOHNH2 OR’-C-COOHR”-CH-COOH O NH2转氨酶（四）转氨基作用
转氨基作用：除Lys，Pro外，均可参加转氨基作用。 各种转氨酶(transaminase)均以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶
（五）联合脱氨基：氧化脱氨中只有谷氨酸脱氢酶活力高，转氨基作用与氧化脱氨基作用联合在一起才能迅速脱氨，这种作用就称为联合脱氨作用
二、脱羧基作用•脱羧基作用：辅酶为磷酸吡哆醛，产物为CO2和胺。所产生的胺可由胺氧化酶氧化为醛、酸，酸可由尿液排出，也可再氧化为CO2和水
四、氨基酸分解产物的代谢：1.以尿酸排出：将NH3转变为溶解度较小的尿酸排出。通过消耗大量能量而保存体内水分。（陆生爬虫及鸟类）2.排氨生物：NH3转变成酰胺（Gln），运到排泄部位后再分解。（原生动物、线虫和鱼类）3.以尿素排出：经尿素循环（肝脏）将NH3转变为尿素而排出。（哺乳动物）4.重新利用合成AA：5.合成酰胺（高等植物中）6.嘧啶环的合成（核酸代谢）（一）氨的去路
蛋白质生物合成过程第二节
原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式：:A位：氨基酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位(peptidyl site)E位：排出位(exit site)
翻译的起始、延长与终止
一、原核生物的翻译过程
原核、真核生物各种起始因子的生物功能
核蛋白体大小亚基分离
mRNA与小亚基结合
S-D序列
起始氨基酰tRNA的结合
核蛋白体大亚基结合：起始复合物形成AUG5'3'
（二）延长阶段肽链：又称为核蛋白体循环，每次循环增加一个氨基酸，包括以下三步：1.进位(entrance)2.成肽(peptide bond formation)3.转位(translocation)
延伸过程所需蛋白因子称为延长因子：, EF)原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts)EF-G真核生物：EF-1 、EF-2
原核与真核延长因子：结合分解GTPEF-1-αEF-Ts调节亚基EF-1-βγEFG有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促进卸载tRNA释放EF-2肽链合成的延长因子
进位又称注册：使相应氨基酰-tRNA进入核蛋白体A位
进位过程中的GTP循环
2.成肽是由转肽酶
3.转位延长因子EF-G有转位酶：可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA的3'侧移动
进位转位成肽
（三）终止阶段：, RF) 原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3
•识别终止密码：如RF-1特异识别UAA、UAG；而RF-2可识别UAA、UGA。•诱导转肽酶改变为酯酶活性，使肽链从核蛋白体上释放。释放因子的功能
原核肽链合成终止过程
多聚核蛋白体
二、真核生物的翻译过程
（二）延长阶段延长因子为EF：（三）终止阶段仅需一种释放因子，有GTP酶活性。
蛋白质合成后加工和输送第三节
主要包括
肽键生成与移位作用
tRNA与核糖体的氨基酸转运
新鲜天然食物组织的代谢特点
影响水果、蔬菜组织呼吸的因素
水果、蔬菜成熟过程中的生物化学变化
水果、蔬菜成熟过程中的生（续）
动物屠宰后组织中的代谢活动
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