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生物化学代谢途径图解分析

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生物化学代谢途径图解分析

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大纲/内容

代谢途径概述

定义与重要性

代谢途径是细胞内一系列酶催化的化学反应

维持生命活动，提供能量和构建细胞结构

分类

分解代谢（catabolism）

将复杂分子分解为简单分子，释放能量

合成代谢（anabolism）

利用能量合成复杂分子

能量代谢

ATP的生成与利用

ATP是细胞能量的通用货币

通过氧化磷酸化和底物水平磷酸化生成

糖酵解

在细胞质中进行

将葡萄糖分解为丙酮酸，产生少量ATP和NADH

三羧酸循环（TCA循环或克雷布斯循环）

发生在线粒体基质中

将乙酰辅酶A彻底氧化，产生大量ATP、NADH和FADH2

电子传递链与氧化磷酸化

发生在线粒体内膜

利用NADH和FADH2产生ATP

碳水化合物代谢

糖异生作用

从非碳水化合物合成葡萄糖

维持血糖水平

糖原合成与分解

储存与释放葡萄糖

调节血糖水平

脂肪代谢

脂肪酸的β-氧化

在线粒体中进行

将脂肪酸分解为乙酰辅酶A

脂肪酸的合成

在细胞质中进行

合成脂肪酸和甘油三酯

胆固醇代谢

合成与分解胆固醇

形成细胞膜和激素

氨基酸代谢

脱氨作用

移除氨基生成α-酮酸

产生尿素排出体外

氨基酸的合成

通过转氨作用和特定途径合成

构建蛋白质和其他生物分子

核苷酸代谢

嘌呤与嘧啶的合成

构建DNA和RNA的基本单位

通过一系列酶促反应合成

核苷酸的降解

分解为嘌呤和嘧啶碱基

产生能量或用于其他代谢途径

信号传导途径

第一信使与第二信使

细胞外信号通过第一信使（如激素）激活细胞内信号

第二信使（如cAMP）传递信号至细胞内部

信号转导通路

如MAPK通路、PI3K/Akt通路等

调节细胞生长、分化和代谢

调控机制

酶活性的调节

通过底物浓度、产物抑制、酶的磷酸化等调节

维持代谢途径的平衡

基因表达的调控

通过转录因子和表观遗传机制调控

影响代谢酶的合成

激素与代谢途径的相互作用

胰岛素和胰高血糖素调节糖代谢

肾上腺素和甲状腺激素影响能量代谢

代谢途径的整合与协调

跨途径的代谢物交换

代谢物在不同途径间转换

保持细胞内环境稳定

细胞器间的代谢协调

线粒体、内质网、高尔基体等细胞器功能协调

确保代谢途径高效运行

组织间的代谢协同

不同组织器官间代谢物的交换与利用

维持整体生理功能平衡

代谢途径的异常

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