效率最低
需要构成一条代谢途径所有的酶或者某些步骤的酶结合在一起,形成有序的复合物
在某些多酶复合体和多功能酶的各个活性中心之间让中间代谢物转移的特殊通道
减少反应中间物的运输时间
防止反应中间物因扩散作用造成的损失
使不稳定的中间物接触不到溶剂
隔离对细胞有毒性的反应中间物
克服不利的反应平衡
阻止中间物流入到其他竞争性代谢途径
防止过量的反应中间物堆积
有利于协调对整条代谢途径的调节
可以提高反应的速率
有利于调控
参与代谢途径的酶按照一定的方向和次序整合在膜上
呼吸链
光合链
哺乳动物脂肪酸合酶由两条相同的肽链组成,每条肽链具有7个不同的酶活性
提高了催化效率
有利于对各个酶活性的调控
增加了基因的编码能力
方便了对酶基因表达的调控
线状
分枝状
环状
一般没有ATP的合成
第一阶段形成的小分子组成单位进一步降解成更小的分子
一般有少量ATP的合成
三羧酸循环
呼吸链
氧化磷酸化
代谢物被彻底氧化为H2O和CO2
生成大量ATP或其等价物
厌氧生物没有这一阶段
通常产生能量
ATP或其等价物
以NADPH形式存在的高能电子
即可用于分解代谢,又可用于合成代谢
如三羧酸循环
反应条件一般较为温和
高度调控
不可逆反应是因为该反应的自由能变化是一个很大的负值
一般是代谢途径中的不可逆反应
各种生物的基本代谢途径都极为相似
将不同的代谢途径限定在不同的区域
有利于调控
能够防止一个反应在错误的时间发生在错误的地点
一边合成一边分解
三羧酸循环、氧化磷酸化、脂肪酸氧化、氨基酸分解
糖酵解、脂肪酸合成、磷酸戊糖途径
DNA复制、转录、转录后加工
膜蛋白和分泌蛋白的合成
脂肪和磷脂合成
胆固醇合成
翻译后加工(糖基化)
尿素循环
肝细胞和肾细胞的线粒体、细胞质基质和内质网(高等动物)
糖异生
酮体合成
光呼吸
多细胞生物特别是高等生物由于细胞的分化,有的代谢途径只存在于某种或者某些类型的细胞中
一组对应的分解代谢途径和合成代谢途径至少有一步不同
便于调控
确定参与每一个代谢反应的酶与辅因子的结构与功能
确定一条代谢途径之中的底物、中间代谢物和终产物的结构、名称和反应的类型
确定一个酶促反应的调节机制
选择合适的研究对象
同位素示踪
较老
荧光标记
如果一条代谢途径上某一步反应被抑制,必然导致这一步反应的底物及其前面所有的代谢物在细胞内的堆积
综合不同抑制剂的作用结果,可以将一条完整的代谢途径大致勾画出来
与使用酶抑制剂的效果一样
转基因技术
基因敲除
基因敲减
基因在某些组织中的定向表达
生物信息学
分解代谢通常被认为是氧化性的
在生物合成反应中,NADPH作为还原剂提供生物还原能力
从进化角度来说,无氧代谢途径的出现应该先于有氧代谢途径
并不包括各种生物大分子
也称小分子清单
包括所有代谢过程的总和以及相关的细胞过程
不同细胞的基因组相同,转录组不同,蛋白质组不同,代谢组不同
环境因素的变化可直接改变胞内的基因表达
细胞的病变和衰老会导致胞内代谢组发生改变
研究单个细胞或组织内所有小分子成分及其变化规律的学科
毛细管电泳(CE)
气相色谱(GC)
高效液相层析
质谱
核磁共振