第11章代謝調(diào)節(jié)(藥學(xué)版)

1、目目 錄錄第第 十三十三 章章代謝和代謝調(diào)控總論代謝和代謝調(diào)控總論Metabolic Interrelationships and Metabolic Interrelationships and RegulationRegulation生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室 余波余波 目目 錄錄第一節(jié) 新陳代謝的概念和研究方法一、物質(zhì)代謝的概念（一）物質(zhì)代謝的含義（二）同化作用和異化作用（三）合成代謝與分解代謝（四）中間代謝目目 錄錄物質(zhì)代謝的特點(diǎn)物質(zhì)代謝的特點(diǎn) The Specialty of MetabolismThe Specialty of Metabolism目目 錄

2、錄一、整體性一、整體性糖類糖類 脂類脂類蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)水水 無機(jī)鹽無機(jī)鹽維生素維生素各種物質(zhì)代謝之間互有聯(lián)系，相互依存。各種物質(zhì)代謝之間互有聯(lián)系，相互依存。 消化吸收消化吸收中間代謝中間代謝廢物排泄廢物排泄目目 錄錄二、物質(zhì)代謝偶連能量代謝二、物質(zhì)代謝偶連能量代謝新陳代謝新陳代謝同化作用同化作用異化作用異化作用物質(zhì)合成物質(zhì)合成吸收能量吸收能量物質(zhì)分解物質(zhì)分解釋放能量釋放能量物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝能量代謝能量代謝目目 錄錄三、代謝途徑的多樣性三、代謝途徑的多樣性1.直線反應(yīng)直線反應(yīng)2.分支反應(yīng)分支反應(yīng)3.循環(huán)反應(yīng)循環(huán)反應(yīng)目目 錄錄復(fù)復(fù)制制過過程程簡簡圖圖目目 錄錄目目 錄錄丙酮酸代謝分支反應(yīng)丙酮酸代謝分

3、支反應(yīng)糖糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸丙氨酸丙氨酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA目目 錄錄線線粒粒體體膜膜胞液胞液 線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì) 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 蘋果酸蘋果酸 草酰乙酸草酰乙酸 檸檬酸檸檬酸 檸檬酸檸檬酸 乙酰乙酰CoA NADPH+H+ NADP+ 蘋果酸酶蘋果酸酶 CoA ATP AMP PPi ATP檸檬酸裂解酶檸檬酸裂解酶 CoA 草酰乙酸草酰乙酸 H2O 檸檬酸合酶檸檬酸合酶 蘋果酸蘋果酸 CO2CO2目目 錄錄四、代謝調(diào)節(jié)四、代謝調(diào)節(jié)機(jī)體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制，調(diào)節(jié)代謝的機(jī)制，調(diào)節(jié)代謝的強(qiáng)度、方向和速度強(qiáng)度、方向和速度內(nèi)外環(huán)境內(nèi)外環(huán)境不斷變化不斷變化影響機(jī)體代

4、謝影響機(jī)體代謝適應(yīng)環(huán)境適應(yīng)環(huán)境的變化的變化目目 錄錄五、物質(zhì)代謝的組織、器官特異性五、物質(zhì)代謝的組織、器官特異性結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)不同酶系的種類、酶系的種類、含量不同含量不同不同的組不同的組織、器官織、器官代謝途徑不同、代謝途徑不同、功能各異功能各異目目 錄錄六、各種代謝物均具有共同的代謝池六、各種代謝物均具有共同的代謝池例如例如各各種種組組織織 消化吸收的糖消化吸收的糖 肝糖原分解肝糖原分解糖異生糖異生血血糖糖目目 錄錄七、七、ATP是機(jī)體能量利用的共同形式是機(jī)體能量利用的共同形式營養(yǎng)物分解營養(yǎng)物分解釋放釋放能量能量ADP+PiATP直直接接供供能能目目 錄錄八、八、NADPH是合成代謝所需的還原

5、當(dāng)量是合成代謝所需的還原當(dāng)量例如例如乙酰乙酰CoACoANADPH + H+脂酸、膽固醇脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑目目 錄錄物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系Metabolic InterrelationshipsMetabolic Interrelationships第第 二二 節(jié)節(jié)目目 錄錄糖原糖原 脂肪脂肪 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 葡萄糖葡萄糖 脂肪酸脂肪酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙酰乙酰CoA 呼吸鏈呼吸鏈 ADP+Pi ATP 一、在能量代謝上的相互聯(lián)系一、在能量代謝上的相互聯(lián)系目目 錄錄從能量供應(yīng)的角度看，三大營養(yǎng)素可以從能量供應(yīng)的角度看，三大營養(yǎng)素可以互相代替，并互相制約?；?/p>

6、相代替，并互相制約。一般情況下，供能以糖、脂為主，并盡一般情況下，供能以糖、脂為主，并盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。目目 錄錄脂肪分解脂肪分解增強(qiáng)增強(qiáng)ATP 增多增多ATP/ADP 比值增高比值增高 任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約 其他物質(zhì)的降解。其他物質(zhì)的降解。糖分解被抑制糖分解被抑制 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1被抑制被抑制（糖分解代謝限速酶之一）（糖分解代謝限速酶之一）例如例如目目 錄錄饑餓時饑餓時 肝糖原分解肝糖原分解 ，肌糖原分解肌糖原分解 肝糖異生肝糖異生 ，蛋白質(zhì)分解蛋白質(zhì)分解 以脂肪酸、酮體分解供能以脂肪酸、酮體

7、分解供能為主為主蛋白質(zhì)分解明顯降低蛋白質(zhì)分解明顯降低1 2 天天3 4 周周目目 錄錄（一）糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系（一）糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系1. 糖可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹咎强梢赞D(zhuǎn)變?yōu)橹径?、糖、脂肪、蛋白質(zhì)及核苷酸二、糖、脂肪、蛋白質(zhì)及核苷酸之間的之間的相互聯(lián)系相互聯(lián)系葡葡萄萄糖糖乙酰乙酰CoA合成脂肪合成脂肪（脂肪組織）（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）合成糖原儲存（肝、肌肉）目目 錄錄2. 脂肪的甘油部分能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵镜母视筒糠帜茉隗w內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵嶂嵋阴Ｒ阴oA葡萄糖葡萄糖脂脂肪肪甘油甘油甘油激酶甘油激酶肝、腎、腸肝、腎、腸- -磷酸甘油磷酸甘油葡葡萄萄糖糖目目 錄錄3.3.糖可

8、以轉(zhuǎn)變?yōu)槟懝檀?，也能為磷脂合成提供糖可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟懝檀迹材転榱字铣商峁┰显?.4.膽固醇不能轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，磷酸甘油磷脂中的甘膽固醇不能轉(zhuǎn)變?yōu)樘牵姿岣视土字械母视筒糠挚赊D(zhuǎn)變?yōu)樘怯筒糠挚赊D(zhuǎn)變?yōu)樘悄磕?錄錄5. 糖代謝正常進(jìn)行是脂肪分解代謝順利進(jìn)行的前提糖代謝正常進(jìn)行是脂肪分解代謝順利進(jìn)行的前提饑餓、糖供應(yīng)不足或糖代謝障礙時饑餓、糖供應(yīng)不足或糖代謝障礙時高酮血癥高酮血癥草酰乙酸草酰乙酸相對不足相對不足糖不足糖不足脂肪大量動員脂肪大量動員酮體生成增加酮體生成增加氧化氧化受阻受阻目目 錄錄1. 糖代謝的中間產(chǎn)物可生成某些糖代謝的中間產(chǎn)物可生成某些非必需非必需氨基酸氨基酸糖糖丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰

9、乙酸乙酰乙酰CoA檸檬酸檸檬酸- -酮戊二酸酮戊二酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸（二）糖與氨基酸代謝的相互聯(lián)系（二）糖與氨基酸代謝的相互聯(lián)系目目 錄錄例如例如丙氨酸丙氨酸丙酮酸丙酮酸脫氨基脫氨基糖異生糖異生葡萄糖葡萄糖2. 大部分氨基酸脫氨基后，生成相應(yīng)的大部分氨基酸脫氨基后，生成相應(yīng)的-酮酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰＃ǔ?，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。（除Leu和和Lys）目目 錄錄氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪 1. 蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹镜鞍踪|(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?2. 氨基酸可作為合成磷脂的原料氨基酸可作為合成磷脂的原料絲氨酸絲氨酸磷脂酰絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺膽胺腦磷脂腦磷脂膽堿膽堿卵磷脂卵磷脂（三）脂

10、類與氨基酸代謝的相互聯(lián)系（三）脂類與氨基酸代謝的相互聯(lián)系目目 錄錄 但不能說，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。但不能說，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。糖酵解途徑糖酵解途?其他其他-酮酸酮酸脂肪脂肪甘油甘油磷酸甘油醛磷酸甘油醛丙酮酸丙酮酸某些非必需氨基酸某些非必需氨基酸3. 脂肪的甘油部分可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被嶂镜母视筒糠挚赊D(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被崮磕?錄錄（四）核酸與糖、蛋白質(zhì)（四）核酸與糖、蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系代謝的相互聯(lián)系 1. 氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳單位一碳單位合成嘌呤合成嘌呤合成嘧啶合成嘧啶2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供磷酸

11、核糖由磷酸戊糖途徑提供葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪Leu、Lys草酰乙酸草酰乙酸- - 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸TyrProVal, Ile,Met, ThrAspGluArgHisPro膽固醇、酮體膽固醇、酮體AlaTrpSerGlyThrCys甘油甘油脂酸脂酸目目 錄錄目目 錄錄組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系Metabolic Specialty and Interrelationships of Tissues and Apparatus第第 三三 節(jié)節(jié)目目 錄錄是機(jī)體物質(zhì)代謝的樞紐。是機(jī)體物質(zhì)代謝的樞紐。在糖、脂、

12、蛋白質(zhì)、水、鹽及維生素代謝中均具在糖、脂、蛋白質(zhì)、水、鹽及維生素代謝中均具有獨(dú)特而重要的作用。有獨(dú)特而重要的作用。肝肝合成、儲存糖原合成、儲存糖原分解糖原生成葡萄糖，釋放入血分解糖原生成葡萄糖，釋放入血是糖異生的主要器官是糖異生的主要器官肝在糖代謝中的作用肝在糖代謝中的作用如如肝在維持血糖穩(wěn)定中起重要作用。肝在維持血糖穩(wěn)定中起重要作用。目目 錄錄酮體酮體乳酸乳酸 游離脂酸游離脂酸葡萄糖葡萄糖以葡萄糖有氧氧化供能為主。以葡萄糖有氧氧化供能為主。心臟心臟目目 錄錄耗能大，耗氧多。耗能大，耗氧多。葡萄糖為主要能源。葡萄糖為主要能源。不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時，利用酮體。不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不

13、足時，利用酮體。 腦腦目目 錄錄合成、儲存糖原；合成、儲存糖原；通常以脂酸氧化為主要供能方式；通常以脂酸氧化為主要供能方式； 劇烈運(yùn)劇烈運(yùn)動時，以糖酵解為主。動時，以糖酵解為主。肌肌 肉肉目目 錄錄能量主要來自糖酵解。能量主要來自糖酵解。紅紅細(xì)細(xì)胞胞目目 錄錄合成及儲存脂肪的重要組織；合成及儲存脂肪的重要組織；將脂肪分解成脂酸、甘油，供機(jī)體其他組織利用。將脂肪分解成脂酸、甘油，供機(jī)體其他組織利用。 脂肪組織脂肪組織目目 錄錄是肝外唯一能進(jìn)行糖異生和生成酮體的器官；是肝外唯一能進(jìn)行糖異生和生成酮體的器官；腎髓質(zhì)由于沒有線粒體，主要由糖酵解供能；腎腎髓質(zhì)由于沒有線粒體，主要由糖酵解供能；腎皮質(zhì)主要

14、由脂酸、酮體有氧氧化供能。皮質(zhì)主要由脂酸、酮體有氧氧化供能。腎臟腎臟目目 錄錄代代 謝謝 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)The Regulation of The Regulation of MetabolismMetabolism第第 四四 節(jié)節(jié)目目 錄錄 代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。物的重要特征。主要通過細(xì)胞內(nèi)代謝物濃主要通過細(xì)胞內(nèi)代謝物濃度的變化，對酶的活性及含量度的變化，對酶的活性及含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為原始原始調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)或或細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)。單細(xì)胞生物單細(xì)胞生物目目 錄錄高等生物高等生物 三級水平代謝調(diào)節(jié)三級水平代謝調(diào)

15、節(jié)細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)高等生物在進(jìn)化過程中，出現(xiàn)了專司調(diào)節(jié)功能的內(nèi)高等生物在進(jìn)化過程中，出現(xiàn)了專司調(diào)節(jié)功能的內(nèi)分泌細(xì)胞及內(nèi)分泌器官，其分泌的激素可對其他細(xì)胞發(fā)分泌細(xì)胞及內(nèi)分泌器官，其分泌的激素可對其他細(xì)胞發(fā)揮代謝調(diào)節(jié)作用。揮代謝調(diào)節(jié)作用。整體水平代謝調(diào)節(jié)整體水平代謝調(diào)節(jié)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制下，或通過神經(jīng)纖維及神經(jīng)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制下，或通過神經(jīng)纖維及神經(jīng)遞質(zhì)對靶細(xì)胞直接發(fā)生影響，或通過某些激素的分泌來遞質(zhì)對靶細(xì)胞直接發(fā)生影響，或通過某些激素的分泌來調(diào)節(jié)某些細(xì)胞的代謝及功能，并通過各種激素的互相協(xié)調(diào)節(jié)某些細(xì)胞的代謝及功能，并通過各種激素的互相協(xié)調(diào)而對

16、機(jī)體代謝進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。調(diào)而對機(jī)體代謝進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。目目 錄錄代謝調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平細(xì)胞水平激素水平激素水平整體水平整體水平酶活性改變酶活性改變酶含量調(diào)節(jié)酶含量調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)化學(xué)修飾化學(xué)修飾快速調(diào)節(jié)快速調(diào)節(jié)酶蛋白合成酶蛋白合成酶蛋白降解酶蛋白降解誘導(dǎo)合成誘導(dǎo)合成阻遏合成阻遏合成遲緩調(diào)遲緩調(diào)節(jié)節(jié)目目 錄錄 一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié) 細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是酶水平的調(diào)節(jié)。細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是酶水平的調(diào)節(jié)。 細(xì)胞內(nèi)酶呈隔離分布。細(xì)胞內(nèi)酶呈隔離分布。 代謝途徑的速度、方向由其中的代謝途徑的速度、方向由其中的關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶(key (key enzyme)enzyme)的活性

17、決定。的活性決定。 代謝調(diào)節(jié)主要是通過對關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)代謝調(diào)節(jié)主要是通過對關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。的。目目 錄錄（一）細(xì)胞內(nèi)酶的區(qū)域化分布（一）細(xì)胞內(nèi)酶的區(qū)域化分布代謝途徑有關(guān)酶類常常組成多酶體系，分布于代謝途徑有關(guān)酶類常常組成多酶體系，分布于細(xì)胞的某一區(qū)域細(xì)胞的某一區(qū)域 。目目 錄錄多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布多酶體系分布多酶體系分布三羧酸循環(huán)線粒體三羧酸循環(huán)線粒體氧化磷酸化線粒體氧化磷酸化線粒體糖酵解胞液糖酵解胞液磷酸戊糖旁路胞液磷酸戊糖旁路胞液糖異生胞液糖異生胞液糖原合成胞液糖原合成胞液目目 錄錄多酶體系分布多酶體系分布脂酸脂酸氧化線粒體氧化線粒體脂酸合成胞液脂

18、酸合成胞液膽固醇合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、胞液膽固醇合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、胞液磷脂合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)磷脂合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)DNADNA、RNARNA合成細(xì)胞核合成細(xì)胞核目目 錄錄 酶的隔離分布的意義酶的隔離分布的意義 避免了各種代謝途徑互相干擾。避免了各種代謝途徑互相干擾。多酶體系分布多酶體系分布蛋白質(zhì)合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、胞液蛋白質(zhì)合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、胞液多種水解酶溶酶體多種水解酶溶酶體尿素合成線粒體、胞液尿素合成線粒體、胞液血紅素合成線粒體、胞液血紅素合成線粒體、胞液目目 錄錄 速度最慢，速度最慢，它的速度決定整個代謝途徑的總速度，它的速度決定整個代謝途徑的總速度，故又稱其為故又稱其為限速酶限速酶(limiting velocity enzyme

19、s)。 催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)，它的活性決定催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)，它的活性決定整個代謝途徑的方向。整個代謝途徑的方向。 這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)。效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：代謝途徑是一系列酶促反應(yīng)組成的，其速度及代謝途徑是一系列酶促反應(yīng)組成的，其速度及方向由其中的關(guān)鍵酶決定方向由其中的關(guān)鍵酶決定 。目目 錄錄例：糖代謝的關(guān)鍵酶例：糖代謝的關(guān)鍵酶代謝途徑關(guān)鍵酶代謝途徑關(guān)鍵酶糖原分解磷酸化酶糖原合成糖原合酶糖的有氧氧化已糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶丙酮酸脫氫酶復(fù)

20、合體檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體糖異生丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖1，6-二磷酸酶目目 錄錄 快速調(diào)節(jié)快速調(diào)節(jié) 遲緩調(diào)節(jié)遲緩調(diào)節(jié)數(shù)秒、數(shù)分鐘數(shù)秒、數(shù)分鐘通過改變酶的活性通過改變酶的活性數(shù)小時、幾天數(shù)小時、幾天通過改變酶的含量通過改變酶的含量 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)(chemical modification) 代謝調(diào)節(jié)主要是通過對關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。代謝調(diào)節(jié)主要是通過對關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。目目 錄錄1. 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)的概念的概念小分子化合物與酶分子活性中心以外小分子化合物與酶分子活性中心以

21、外的某一部位特異結(jié)合，引起酶蛋白分子構(gòu)的某一部位特異結(jié)合，引起酶蛋白分子構(gòu)象變化，從而改變酶的活性，這種調(diào)節(jié)稱象變化，從而改變酶的活性，這種調(diào)節(jié)稱為酶的為酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)或或別構(gòu)別構(gòu)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)(allosteric regulation) 。（二）變構(gòu)調(diào)節(jié)（二）變構(gòu)調(diào)節(jié)目目 錄錄被調(diào)節(jié)的酶稱為被調(diào)節(jié)的酶稱為變構(gòu)酶變構(gòu)酶或或別構(gòu)酶別構(gòu)酶使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱為使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱為變構(gòu)效應(yīng)劑變構(gòu)效應(yīng)劑 變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑 引起酶活性引起酶活性增加增加的變構(gòu)效應(yīng)劑。的變構(gòu)效應(yīng)劑。 變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑 引起酶活性引起酶活性降低降低的變構(gòu)效應(yīng)劑。的變構(gòu)效應(yīng)劑。目目 錄錄 6-磷酸果糖激

22、酶磷酸果糖激酶-1(PFK-1) * * 變構(gòu)酶變構(gòu)酶 變構(gòu)激活劑：變構(gòu)激活劑：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P變構(gòu)抑制劑：變構(gòu)抑制劑： 檸檬酸檸檬酸; ; ATP（高濃度）（高濃度） 此酶有二個結(jié)合此酶有二個結(jié)合ATP的部位：的部位： 活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時）活性中心底物結(jié)合部位（低濃度時） 活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時）活性中心外別構(gòu)調(diào)節(jié)部位（高濃度時） F-1,6-2P 正反饋調(diào)節(jié)該酶正反饋調(diào)節(jié)該酶 目目 錄錄2. 變構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制變構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制變構(gòu)酶變構(gòu)酶催化亞基催化亞基調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基變構(gòu)效應(yīng)劑：變構(gòu)效應(yīng)劑： 底物、終產(chǎn)物底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物

23、其他小分子代謝物目目 錄錄變構(gòu)效應(yīng)劑變構(gòu)效應(yīng)劑 + + 酶的調(diào)節(jié)亞基酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構(gòu)象改變酶的構(gòu)象改變酶的活性改變酶的活性改變（激活或抑制（激活或抑制 ）疏松疏松亞基聚合亞基聚合緊密緊密亞基解聚亞基解聚酶分子多聚化酶分子多聚化目目 錄錄3. 變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義 代謝終產(chǎn)物反饋抑制代謝終產(chǎn)物反饋抑制 (feedback inhibition) 反應(yīng)途徑中的酶，使代謝物不致生成過多反應(yīng)途徑中的酶，使代謝物不致生成過多,避避免原材料的不必要的浪費(fèi)。免原材料的不必要的浪費(fèi)。乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶丙二酰丙二酰CoA長鏈脂酰長鏈脂酰CoA目目 錄錄 變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得

24、以有效利用，不致浪費(fèi)。變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)。G-6-P+ +糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶抑制糖原分解抑制糖原分解糖原合酶糖原合酶促進(jìn)糖原的儲存促進(jìn)糖原的儲存目目 錄錄變構(gòu)調(diào)節(jié)維持代謝物的動態(tài)平衡。變構(gòu)調(diào)節(jié)維持代謝物的動態(tài)平衡。ATP+ +6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化分解抑制糖的氧化分解 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶果糖果糖-1,6-1,6-雙磷酸酶雙磷酸酶-1-1 促進(jìn)糖異生促進(jìn)糖異生目目 錄錄（三）化學(xué)修飾調(diào)節(jié)（三）化學(xué)修飾調(diào)節(jié)1. 1. 化學(xué)修飾化學(xué)修飾的概念的概念酶蛋白肽鏈上某些氨基酸殘基上的功能酶蛋白肽鏈上某些氨基酸殘基上的功能基團(tuán)在不同酶的催化下發(fā)生可逆的共價

25、修飾基團(tuán)在不同酶的催化下發(fā)生可逆的共價修飾(covalent modification)，從而引起酶活性改從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學(xué)修飾化學(xué)修飾(chemical modification)。目目 錄錄2. 化學(xué)修飾的主要方式化學(xué)修飾的主要方式磷酸化磷酸化 - - - - - - 去磷酸去磷酸乙酰化乙?；?- - - - - - 脫乙酰脫乙酰甲基化甲基化 - - - - - - 去甲基去甲基腺苷化腺苷化 - - - - - - 脫腺苷脫腺苷 SH 與與 S S 互變互變目目 錄錄酶的磷酸化與脫磷酸化酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2O

26、Pi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的磷酸化的酶蛋白酶蛋白目目 錄錄3. 3. 化學(xué)修飾的特點(diǎn)化學(xué)修飾的特點(diǎn)絕大多數(shù)化學(xué)修飾的酶都具有無活性（低絕大多數(shù)化學(xué)修飾的酶都具有無活性（低活性）與有活性（高活性）兩種形式，它活性）與有活性（高活性）兩種形式，它們之間的互變由不同的酶催化，催化互變們之間的互變由不同的酶催化，催化互變的酶又受其他因素如激素調(diào)節(jié)。的酶又受其他因素如激素調(diào)節(jié)。效率較變構(gòu)調(diào)節(jié)高，并且具有效率較變構(gòu)調(diào)節(jié)高，并且具有放大效應(yīng)放大效應(yīng)。磷酸化與脫磷酸是最常見的方式。磷酸化與脫磷酸是最常見的方式。同一個酶可以同時受變構(gòu)調(diào)節(jié)和

27、化學(xué)修飾同一個酶可以同時受變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾的雙重調(diào)節(jié)。的雙重調(diào)節(jié)。目目 錄錄腺苷環(huán)化酶腺苷環(huán)化酶 （無活性）（無活性）腺苷環(huán)化酶（有活性）腺苷環(huán)化酶（有活性） 激素（胰高血糖素、腎上腺素等）激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+ 受體受體 ATP cAMP PKA(無活性無活性) 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 糖原合酶糖原合酶a 糖原合酶糖原合酶b-P PKA(有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b 磷酸化酶磷酸化酶a-P 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶抑制劑磷蛋白磷酸酶抑制劑-P

28、磷蛋白磷酸酶抑制劑磷蛋白磷酸酶抑制劑 PKA（有活性）（有活性） 目目 錄錄 級聯(lián)放大效應(yīng)級聯(lián)放大效應(yīng): : 1分子胰高血糖素可誘導(dǎo)生成10分子腺苷酸環(huán)化酶; 1分子腺苷酸環(huán)化酶可催化產(chǎn)生10分子cAMP; 1分子cAMP可誘導(dǎo)活化產(chǎn)生10分子蛋白激酶; 1分子蛋白激酶可誘導(dǎo)活化10分子磷酸化酶激酶; 1分子磷酸化酶激酶可誘導(dǎo)活化10分子磷酸化酶; 1分子磷酸化酶可分解10分子G; 1分子胰高血糖素可誘導(dǎo)分解得到106分子G,正是這種級聯(lián)放大效應(yīng),給人注入1mg胰高血糖素,肝可迅速釋放18gG目目 錄錄磷酸化酶二種構(gòu)像磷酸化酶二種構(gòu)像緊密型緊密型(T)和和疏松疏松型型(R) ，只有其，只有其1

29、4位位Ser暴露，才便于接受前暴露，才便于接受前述的共價修飾調(diào)節(jié)。述的共價修飾調(diào)節(jié)。磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶PiH2O磷酸化酶磷酸化酶 b (T) 緊密型緊密型磷酸化酶磷酸化酶 b (R) 疏松型疏松型AMP、Pi磷酸化酶磷酸化酶 a (T) 緊密型緊密型磷酸化酶磷酸化酶 a (R) 疏松型疏松型ATP、G-6-PAMP、PiATP、G-6-P磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶ATPADP目目 錄錄（四）酶量的調(diào)節(jié)（四）酶量的調(diào)節(jié)1. 酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏加速酶合成的化合物稱為加速酶合成的化合物稱為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)劑(inducer)減少酶合成的化合物稱為減少酶合成的化合物稱為阻遏劑

30、阻遏劑( (repressor) )目目 錄錄 常見的誘導(dǎo)或阻遏方式常見的誘導(dǎo)或阻遏方式 底物對酶合成的誘導(dǎo)和阻遏底物對酶合成的誘導(dǎo)和阻遏 產(chǎn)物對酶合成的阻遏產(chǎn)物對酶合成的阻遏 激素對酶合成的誘導(dǎo)激素對酶合成的誘導(dǎo) 藥物對酶合成的誘導(dǎo)藥物對酶合成的誘導(dǎo)目目 錄錄 2. 2. 酶蛋白降解酶蛋白降解溶酶體溶酶體蛋白酶體蛋白酶體 釋放蛋白水解酶，降解蛋白質(zhì)釋放蛋白水解酶，降解蛋白質(zhì) 泛素識別、結(jié)合蛋白質(zhì)；泛素識別、結(jié)合蛋白質(zhì)；蛋白酶體降解蛋白質(zhì)蛋白酶體降解蛋白質(zhì)通過改變酶蛋白分子的降解速度，也能調(diào)通過改變酶蛋白分子的降解速度，也能調(diào)節(jié)酶的含量。節(jié)酶的含量。目目 錄錄內(nèi)、外環(huán)境改變內(nèi)、外環(huán)境改變機(jī)體相

31、關(guān)組機(jī)體相關(guān)組織分泌織分泌激素激素激素與靶細(xì)胞激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合上的受體結(jié)合靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境改變境改變激素作用機(jī)制激素作用機(jī)制二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)目目 錄錄激素分類激素分類 膜受體激素膜受體激素 胞內(nèi)受體激素胞內(nèi)受體激素按激素受體在細(xì)胞的部位不同，分為：按激素受體在細(xì)胞的部位不同，分為：目目 錄錄1. 膜受體激素的作用方式膜受體激素的作用方式激素作用方式激素作用方式目目 錄錄 2. 胞胞內(nèi)內(nèi)受受體體激激素素的的作作用用方方式式目目 錄錄（一）饑餓（一）饑餓糖原消耗糖原消耗血糖趨于降低血糖趨于降低胰島素分泌減少胰島素

32、分泌減少胰高血糖素胰高血糖素分泌增加分泌增加 引起一系列的代謝變化引起一系列的代謝變化1. 短期饑餓（短期饑餓（13天）天）三、整體水平的代謝調(diào)節(jié)三、整體水平的代謝調(diào)節(jié)目目 錄錄 （1）蛋白質(zhì)代謝變化）蛋白質(zhì)代謝變化分解加強(qiáng)，氨基酸異生成糖分解加強(qiáng)，氨基酸異生成糖（2）糖代謝變化）糖代謝變化 糖異生加強(qiáng)，糖異生加強(qiáng)，組織對葡萄糖利用降低組織對葡萄糖利用降低（3）脂代謝變化）脂代謝變化 脂肪動員加強(qiáng)，酮體生成增多脂肪動員加強(qiáng)，酮體生成增多目目 錄錄2. 2. 長期饑餓長期饑餓（1）蛋白質(zhì)代謝變化）蛋白質(zhì)代謝變化 蛋白質(zhì)分解減少，負(fù)氮平衡有所改善蛋白質(zhì)分解減少，負(fù)氮平衡有所改善（2）糖代謝變化）糖

33、代謝變化腎糖異生增強(qiáng)腎糖異生增強(qiáng)糖異生的主要原料為乳酸、丙酮酸糖異生的主要原料為乳酸、丙酮酸（3）脂代謝變化）脂代謝變化脂肪動員進(jìn)一步加強(qiáng)，肝、腎生成酮體增加脂肪動員進(jìn)一步加強(qiáng)，肝、腎生成酮體增加腦組織利用酮體增加腦組織利用酮體增加目目 錄錄（二）應(yīng)（二）應(yīng) 激激1. 1. 概念概念應(yīng)激應(yīng)激(stress)指人體受到一些異乎尋常指人體受到一些異乎尋常的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及劇烈情緒波動等所作出一系列毒、感染及劇烈情緒波動等所作出一系列反應(yīng)的反應(yīng)的“ “ 緊張狀態(tài)緊張狀態(tài) ” ”。目目 錄錄2. 2. 機(jī)體整體反應(yīng)機(jī)體整體反應(yīng)交感神經(jīng)興奮交感神經(jīng)興奮腎上腺髓質(zhì)及皮質(zhì)激素分泌增多腎上腺髓質(zhì)及皮質(zhì)激素分泌增多胰高血糖素胰高血糖素、生長激素增加，、生長激素增加，胰島素分泌減