生物化學(xué)：第10章 物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)

1、Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics1第第10章章 物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)Metabolic Interrelationships and Regulation物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系代謝調(diào)節(jié)組織、器官的代謝特點及相互聯(lián)系物質(zhì)代謝的特點Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics2Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics3物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系代謝調(diào)節(jié)組織、器官的代謝特點及相互聯(lián)系物質(zhì)代謝的特點Zhejiang Provinc

2、ial Key Lab of Medical Genetics4開放性開放性 人體內(nèi)的物質(zhì)代謝和能量代謝均可與環(huán)境進(jìn)行交換，人體內(nèi)的物質(zhì)代謝和能量代謝均可與環(huán)境進(jìn)行交換，處于一個開放的大循環(huán)中處于一個開放的大循環(huán)中。各繁雜的物質(zhì)代謝均按各自的代謝路徑有條不紊各繁雜的物質(zhì)代謝均按各自的代謝路徑有條不紊的進(jìn)行。的進(jìn)行。有序性有序性Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics5 整體性整體性 糖類糖類 脂類脂類蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)水水 無機鹽無機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

3、間代謝廢物排泄廢物排泄Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics6代謝可調(diào)性代謝可調(diào)性機體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機制，調(diào)節(jié)代謝的機制，調(diào)節(jié)代謝的強度、方向和速度強度、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體代謝影響機體代謝適應(yīng)環(huán)境適應(yīng)環(huán)境的變化的變化Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics7 各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色結(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

4、各異Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics8各種代謝物均具有各自共同的代謝池各種代謝物均具有各自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Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics9 ATP是能量載體是能量載體營養(yǎng)物營養(yǎng)物分分 解解釋放釋放能量能量ADP+PiATP直直接接供供能能Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics10純凈的ATP是白色粉未狀，能夠溶于水，可作為一種藥

5、品， ATP片劑可以口服，而ATP注射液可以肌肉注射或靜脈滴注。主要是用于輔助治療肌肉萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等疾病，起到改善患者新陳代謝狀況的作用。Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics11NADPH是還原當(dāng)量的主要載體是還原當(dāng)量的主要載體例如例如乙酰乙酰CoANADPH + H+脂酸、膽固醇脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics12物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系代謝調(diào)節(jié)組織、器官的代謝特點及相互聯(lián)系物質(zhì)代謝的特點Zhejiang Provincial K

6、ey Lab of Medical Genetics13Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics14是機體物質(zhì)代謝的是機體物質(zhì)代謝的樞紐樞紐。在糖、脂、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特而重要的作用。有獨特而重要的作用。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。一、幾個重要組織、器官的代謝特點一、幾個重要組織、器官的

7、代謝特點Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics15耗能大，耗氧多。耗能大，耗氧多。正常狀態(tài)下以葡萄糖為唯一能源，由血糖供應(yīng)。正常狀態(tài)下以葡萄糖為唯一能源，由血糖供應(yīng)。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)不足時，利用酮體。 腦腦Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics16也可進(jìn)行糖異生和生成酮體；也可進(jìn)行糖異生和生成酮體；腎髓質(zhì)主要由糖酵解供能；腎皮質(zhì)主要由脂酸、腎髓質(zhì)主要由糖酵解供能；腎皮質(zhì)主要由脂酸、酮體有氧氧化供能。酮體有氧氧化供能。以生成谷氨酰胺的方

8、式進(jìn)行解氨毒，也是儲氨和以生成谷氨酰胺的方式進(jìn)行解氨毒，也是儲氨和運氨的重要方式。運氨的重要方式。 腎臟腎臟Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics17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Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics18肌肌 肉肉合成、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； 劇烈運動時，劇烈運動時，以糖酵解為主。以糖酵解為主。長期饑餓時部分骨骼肌蛋白被降解，通

9、過丙氨酸長期饑餓時部分骨骼肌蛋白被降解，通過丙氨酸-葡萄糖循環(huán)為肝的糖異生過程提供原料。葡萄糖循環(huán)為肝的糖異生過程提供原料。Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics19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，供機體其他組織利用。將脂肪分解成脂酸、甘油，供機體其他組織利用。脂肪組織脂肪組織Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics20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Zhejiang Provincial Key Lab of Medic

10、al Genetics21二、主要器官間的代謝聯(lián)系二、主要器官間的代謝聯(lián)系乳酸循環(huán)（乳酸循環(huán)（CoriCori循環(huán)）循環(huán)）Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics22糖糖異異生生丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖酵解途徑糖酵解途徑肌肉肌肉丙丙氨氨酸酸血液血液丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循環(huán)尿素循環(huán) 肝肝 丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循環(huán)葡萄糖循環(huán)葡葡萄萄糖糖Zhejiang Provincial Key Lab of

11、Medical Genetics23Mechanisms of communication between four major tissues Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics24物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系代謝調(diào)節(jié)組織、器官的代謝特點及相互聯(lián)系物質(zhì)代謝的特點Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics25一、在能量代謝上的相互聯(lián)系一、在能量代謝上的相互聯(lián)系三大營養(yǎng)素三大營養(yǎng)素共同中共同中間產(chǎn)物間產(chǎn)物共同最終共同最終代謝通路代謝通路糖糖脂肪脂肪蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)乙酰乙酰CoATAC2H氧氧化化磷磷

12、酸酸化化ATPCO2三大營養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。三大營養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics26脂肪分解脂肪分解增強增強ATP 增多增多ATP/ADP 比值增高比值增高從能量供應(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)的消耗某一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解某一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解糖分解被抑制糖分解被抑制 6-磷酸

13、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）Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics27（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. 攝入的糖量超過能量消耗時攝入的糖量超過能量消耗時 二、糖、脂和蛋白質(zhì)之間的相互聯(lián)系二、糖、脂和蛋白質(zhì)之間的相互聯(lián)系葡葡萄萄糖糖合成糖原儲存（肝、肌肉）合成糖原儲存（肝、肌肉）磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油磷酸甘油乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸脂肪酸脂肪酸合成脂肪合成脂肪 （脂肪組織）（脂肪組織）Zhejiang Provincial Key Lab

14、 of Medical Genetics28體內(nèi)糖代謝增強促進(jìn)脂肪合成體內(nèi)糖代謝增強促進(jìn)脂肪合成為脂肪合成為脂肪合成提供大量的提供大量的原料原料ATP、檸檬酸、檸檬酸、異檸檬酸異檸檬酸體內(nèi)體內(nèi)糖代糖代謝增謝增強強乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶脂肪脂肪合成合成Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics292. 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)樘且阴Ｒ阴oA葡萄糖葡萄糖脂脂肪肪脂酸脂酸甘油甘油甘油激酶甘油激酶肝、腎、腸肝、腎、腸3-磷酸磷酸甘油甘油磷酸二磷酸二羥丙酮羥丙酮葡葡萄萄糖糖Zhejiang Provincial

15、Key Lab of Medical Genetics303. 脂肪的分解代謝受糖代謝的影響脂肪的分解代謝受糖代謝的影響?zhàn)囸I、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酮癥酸中酮癥酸中毒血癥毒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受阻氧化受阻Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics311. 糖代謝的一些中間產(chǎn)物可氨基化生成某些糖代謝的一些中間產(chǎn)物可氨基化生成某些 非必需氨基酸非必需氨基酸糖糖丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA檸檬酸檸檬酸-酮戊二酸酮戊二酸丙氨酸

16、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Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics32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-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰hejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics33 1. 蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹镜鞍踪|(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹荆ㄈ┲惻c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)系氨基酸氨基酸乙酰乙酰C

17、oA脂酸脂酸脂肪脂肪生糖氨基酸生糖氨基酸3-磷酸甘油磷酸甘油丙酮酸丙酮酸Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics34 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磷脂酰磷脂酰絲氨酸絲氨酸腦磷脂腦磷脂 卵磷脂卵磷脂HOCH2CH2NH2 HOCH2CH2 +N（CH3） HOCH2CHCOOH NH2 -CO23SAM絲氨酸絲氨酸 乙醇胺乙醇胺 膽堿膽堿 Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics35 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?。脂肪脂肪甘油甘?/p>

18、 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮糖酵解途徑糖酵解途徑丙酮酸丙酮酸 其他其他-酮酸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醃hejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics364. 核酸與糖、蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系核酸與糖、蛋白質(zhì)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一碳單位一碳單位合成嘌呤合成嘌呤甘氨酸甘氨酸合成嘧啶合成嘧啶天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供Zhejiang Provinci

19、al Key Lab of Medical Genetics37胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶 H2OCO2 + NH3-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基異丁酸脲基異丁酸-氨基異丁酸氨基異丁酸H2O丙二酸單酰丙二酸單酰CoA乙酰乙酰CoATAC肝肝尿素尿素甲基丙二酸單酰甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰琥珀酰CoATAC糖異生糖異生3. 核酸的分解代謝與氨基酸及糖代謝密切相關(guān)核酸的分解代謝與氨基酸及糖代謝密切相關(guān)Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics384. 許多核苷酸在物質(zhì)代謝中起重要作用許多核苷酸在物質(zhì)代謝中起重要作用

20、ATP是能量生成、利用合貯存的中心物質(zhì)；是能量生成、利用合貯存的中心物質(zhì)； UTP參與糖原合成；參與糖原合成； CTP參與磷脂合成；參與磷脂合成； GTP參與蛋白質(zhì)的合成參與蛋白質(zhì)的合成 許多酶的輔酶是核苷酸的衍生物，如許多酶的輔酶是核苷酸的衍生物，如NAD+、NADP+、輔酶、輔酶A等等Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics39Leu、LysVal, Ile,Met, Thr膽固醇、酮體膽固醇、酮體葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA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磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮脂

21、肪脂肪甘油甘油脂酸脂酸GluArgHisProAlaTrpSerGlyThrCysAspTyr、PheGlnZhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics40物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系代謝調(diào)節(jié)組織、器官的代謝特點及相互聯(lián)系物質(zhì)代謝的特點Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics41 代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。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)

22、稱為原始原始調(diào)節(jié)或細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)或細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)。單細(xì)胞生物單細(xì)胞生物Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics42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)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

23、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)對機體代謝進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。調(diào)對機體代謝進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics43 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)。(一一) 細(xì)胞內(nèi)酶呈隔離分布。細(xì)胞內(nèi)酶呈隔離分布。(二二) 關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié) (1) 酶原激

24、活酶原激活 (2) 關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)。關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)。 (3) 酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。 (4) 酶量的調(diào)節(jié)酶量的調(diào)節(jié)Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics44（一）亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)對酶系統(tǒng)的分隔作用（一）亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)對酶系統(tǒng)的分隔作用 酶在細(xì)胞內(nèi)的隔離分布使有關(guān)代謝途徑分別在細(xì)胞不酶在細(xì)胞內(nèi)的隔離分布使有關(guān)代謝途徑分別在細(xì)胞不同區(qū)域進(jìn)行，同區(qū)域進(jìn)行，各種代謝途徑不致互相干擾。各種代謝途徑不致互相干擾。Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics45 多酶體系多酶體系 分布分布 脂酸

25、脂酸b b氧化氧化 脂酸合成脂酸合成 膽固醇合成膽固醇合成 磷脂合成磷脂合成 DNA、RNA合成合成 蛋白合成蛋白合成 多種水解酶多種水解酶 尿素合成尿素合成線粒體線粒體細(xì)胞核細(xì)胞核 胞液胞液 胞液、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)胞液、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)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 胞液、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)胞液、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 溶酶體溶酶體 胞液、線粒體胞液、線粒體Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics46 速度最慢，速度最慢，酶活性決定整個代謝途徑的總速度；酶活性決定整個代謝途徑的總速度； 催化的反應(yīng)為單向反應(yīng)或非平衡反應(yīng)，催化的反應(yīng)為單向反應(yīng)或非平衡反應(yīng)，酶活性

26、決定酶活性決定整個代謝途徑的方向。整個代謝途徑的方向。 酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應(yīng)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)。劑的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點：（二）關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)（二）關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶（限速酶、調(diào)節(jié)酶）關(guān)鍵酶（限速酶、調(diào)節(jié)酶） 決定某一代謝途徑的速度和方向的某一個或少數(shù)決定某一代謝途徑的速度和方向的某一個或少數(shù)幾個具調(diào)節(jié)作用的酶。幾個具調(diào)節(jié)作用的酶。Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics47 代謝途徑代謝途徑 關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 糖原降解糖原降解 糖原磷酸化酶糖

27、原磷酸化酶 糖原合成糖原合成 糖原合酶糖原合酶 脂肪動員脂肪動員 甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶 酮體合成酮體合成 HMGCoA合酶合酶 脂酸合成脂酸合成 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶 膽固醇合成膽固醇合成 HMGCoA還原酶還原酶 嘌呤合成嘌呤合成 PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶某些重要代謝途徑的關(guān)鍵酶某些重要代謝途徑的關(guān)鍵酶Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics48 快速調(diào)節(jié)快速調(diào)節(jié) 慢速調(diào)節(jié)慢速調(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 代謝調(diào)節(jié)主要是通過對關(guān)鍵酶活

28、性的調(diào)節(jié)而實現(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)而實現(xiàn)的。變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation)共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié)(chemical modification)酶原激活酶原激活(zymogen activation)Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics49變構(gòu)調(diào)節(jié)的概念變構(gòu)調(diào)節(jié)的概念一些代謝物或小分子化合物與酶分子一些代謝物或小分子化合物與酶分子活性中心以外的某些部位特異結(jié)合，引起活性中心以外的某些部位特異結(jié)合，引起酶蛋白分子構(gòu)象變化，從而改變酶的活性酶蛋白分子構(gòu)象變化，從而改變酶的活性關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)

29、節(jié)關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics50 一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其效應(yīng)劑一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其效應(yīng)劑代謝途徑 變構(gòu)酶 變構(gòu)激活劑 變構(gòu)抑制劑脂酸合成 乙酰CoA羧化酶 檸檬酸， 長鏈脂酰CoA 異檸檬酸氨基酸代謝 谷氨酸脫氫酶 ADP,亮，蛋 GTP,ATP,NADH嘌呤合成 谷氨酰胺PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶 AMP,GMP嘧啶合成 天冬氨酸轉(zhuǎn)甲酰酶 CTP,UTP核酸合成 脫氧胸苷激酶 dCTP,dATP dTTPZhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics51變構(gòu)調(diào)

30、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。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CoAZhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics52 變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費。變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費。G-6-P+糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶抑制糖的氧化抑制糖的氧化糖原合酶糖原合酶促進(jìn)糖的儲存促進(jìn)糖的儲存Zhejiang Provincial Key La

31、b of Medical Genetics53變構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。變構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。檸檬酸檸檬酸+6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化抑制糖的氧化 乙酰輔酶乙酰輔酶A 羧化酶羧化酶 促進(jìn)脂酸的合成促進(jìn)脂酸的合成Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics54酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)1.1.概念概念 酶蛋白肽鏈上某些殘基在其它酶的催化下發(fā)生可逆的共酶蛋白肽鏈上某些殘基在其它酶的催化下發(fā)生可逆的共價修飾，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學(xué)修價修飾，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。

32、飾調(diào)節(jié)。 酶的化學(xué)修飾主要有酶的化學(xué)修飾主要有磷酸化與脫磷酸磷酸化與脫磷酸，乙酰化與脫乙酰，乙酰化與脫乙酰，甲基化與脫甲基，腺苷化與脫腺苷，甲基化與脫甲基，腺苷化與脫腺苷，SHSH與與-S-S-S-S-互變等。互變等。磷酸化和去磷酸化修飾是最常見的共價修飾磷酸化和去磷酸化修飾是最常見的共價修飾Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics55 酶促化學(xué)修飾對酶活性的調(diào)節(jié)酶促化學(xué)修飾對酶活性的調(diào)節(jié) 酶 化學(xué)修飾類型 酶活性改變 糖原磷酸化酶 磷酸化/脫磷酸化 激活/抑制 磷酸化酶b激酶 磷酸化/脫磷酸化 激活/抑制 糖原合成酶 磷酸化/脫磷酸化 抑

33、制/激活丙酮酸脫羧酶 磷酸化/脫磷酸化 抑制/激活磷酸果糖激酶 磷酸化/脫磷酸化 抑制/激活丙酮酸脫氫酶 磷酸化/脫磷酸化 抑制/激活HMGCoA還原酶 磷酸化/脫磷酸化 抑制/激活HMGCoA還原酶激酶 磷酸化/脫磷酸化 激活/抑制 乙酰CoA羧化酶 磷酸化/脫磷酸化 抑制/激活脂肪細(xì)胞甘油三酯脂肪酶 磷酸化/脫磷酸化 激活/抑制 黃嘌呤氧化脫氫酶 SH/-S-S- 脫氫酶/氧化酶Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics56內(nèi)、外環(huán)境改變內(nèi)、外環(huán)境改變內(nèi)分泌器官內(nèi)分泌器官分泌激素分泌激素激素與靶細(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)

34、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制激素作用機制二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics57激素分類激素分類 胞內(nèi)受體激素胞內(nèi)受體激素: :甲狀腺素、類固醇激素甲狀腺素、類固醇激素 膜受體激素膜受體激素: :大部分肽類激素，如胰高血糖素、大部分肽類激素，如胰高血糖素、兒茶酚胺類激素等兒茶酚胺類激素等按激素受體在細(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：Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Gene

35、tics58能與受體呈特異性結(jié)合的生物活性分子能與受體呈特異性結(jié)合的生物活性分子則稱則稱 配體配體(ligand)(ligand)。受體的定義受體的定義是細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能是細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能特別識別生物活性分特別識別生物活性分子并與之結(jié)合的成分，它能把識別和接受的信號子并與之結(jié)合的成分，它能把識別和接受的信號正確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，進(jìn)而引起生正確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，進(jìn)而引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)，個別是糖脂。，個別是糖脂。 Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics59根據(jù)細(xì)胞定位根據(jù)細(xì)胞定位受體的分類受

36、體的分類:存在于存在于細(xì)胞質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)膜上的受體，絕大部分是鑲嵌糖蛋上的受體，絕大部分是鑲嵌糖蛋白。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換信號的方式又分為三大類：白。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換信號的方式又分為三大類：離離子通道受體子通道受體，G蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體和和單跨膜受體單跨膜受體。（一）膜受體（一）膜受體(membrane receptor)Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics60在細(xì)胞內(nèi)傳遞信息的小分子物質(zhì)，如：在細(xì)胞內(nèi)傳遞信息的小分子物質(zhì)，如：Ca2+、DAG、IP3、cAMP、cGMP、CO、花生、花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物等。四烯酸及其代謝產(chǎn)物等。第二信

37、使第二信使(secondary messenger)通過第二信使進(jìn)行調(diào)節(jié)是通過第二信使進(jìn)行調(diào)節(jié)是水溶性（膜受體）激素水溶性（膜受體）激素進(jìn)行調(diào)節(jié)的主要方式進(jìn)行調(diào)節(jié)的主要方式 Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics61脂肪動員過程脂肪動員過程：PKA +脂解激素脂解激素-受體受體G蛋白蛋白 AC ATPcAMP + 甘油二酯甘油二酯 （DG） FFA FFA 甘油二酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶 甘油一酯甘油一酯 甘甘 油油 FFA 甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶 u HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 HSLa(無活性無活性)

38、 HSLb(有活性有活性)TG TG +Pi脂周蛋白脂周蛋白 Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics62（二）胞內(nèi)受體（二）胞內(nèi)受體(intracellular receptor)位于位于細(xì)胞漿和細(xì)胞核細(xì)胞漿和細(xì)胞核中的受體，全部為中的受體，全部為DNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白。核受體結(jié)構(gòu)示意圖核受體結(jié)構(gòu)示意圖Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics63 胞胞內(nèi)內(nèi)受受體體激激素素的的作作用用方方式式Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics6

39、4Opposing actions of insulin and glucogon plus epinephrine激素影響激素影響Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics65胰島素與胰高血糖素對血糖的調(diào)節(jié)胰島素與胰高血糖素對血糖的調(diào)節(jié)Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics66 信使作用信使作用 特異性特異性 高效性高效性 激素間存在相互作用激素間存在相互作用 激素調(diào)節(jié)比神經(jīng)調(diào)節(jié)慢，但作用持久激素調(diào)節(jié)比神經(jīng)調(diào)節(jié)慢，但作用持久 激素的分泌有節(jié)律性激素的分泌有節(jié)律性激素調(diào)節(jié)的一般特征：激素

40、調(diào)節(jié)的一般特征：Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics67（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)Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics68 （2）蛋白質(zhì)代謝變化）蛋白質(zhì)代謝變化分解加強，氨基酸異生成糖分解加強，氨基酸異生成糖（1）糖代謝變化）糖代謝變化 糖異生加強，糖異生加強，

41、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，酮體生成增多脂肪動員加強，酮體生成增多Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics692. 長期饑餓長期饑餓（2）蛋白質(zhì)代謝變化）蛋白質(zhì)代謝變化 蛋白質(zhì)分解減少蛋白質(zhì)分解減少（1）糖代謝變化）糖代謝變化肝腎糖異生增強肝腎糖異生增強肝糖異生的主要原料為乳酸、丙酮酸肝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)一步加強脂肪動員進(jìn)一步加強腦組織利用酮體增加腦組織利用酮體增加肌肉以脂肪酸為主要能源肌肉以脂肪酸為主要能源Zhejiang Provi

42、ncial Key Lab of Medical Genetics70攝食攝食/ /禁食禁食Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics71攝食攝食/ /禁食禁食Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics72攝食攝食/ /禁食禁食Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics73攝食攝食/ /禁食禁食Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics74攝食攝食/ /禁食禁食Zhejiang Provi

43、ncial Key Lab of Medical Genetics75攝攝食食Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics76禁食禁食Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics77（二）應(yīng)（二）應(yīng) 激激1. 概念概念應(yīng)激應(yīng)激(stress)指人體受到一些異乎尋常的刺激，如創(chuàng)指人體受到一些異乎尋常的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及劇烈情緒波動等傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及劇烈情緒波動等所作出一系列反應(yīng)的所作出一系列反應(yīng)的“ 緊張狀態(tài)緊張狀態(tài) ”。 應(yīng)激狀態(tài)時，交感神經(jīng)興奮。腎上

44、腺髓質(zhì)及皮質(zhì)激應(yīng)激狀態(tài)時，交感神經(jīng)興奮。腎上腺髓質(zhì)及皮質(zhì)激素分泌增多，血漿胰高血糖素及生長激素水平增加，而素分泌增多，血漿胰高血糖素及生長激素水平增加，而胰島素分泌減少，引起一系列代謝改變。胰島素分泌減少，引起一系列代謝改變。Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics78 應(yīng)激時機體的代謝改變應(yīng)激時機體的代謝改變內(nèi)分泌腺或組織內(nèi)分泌腺或組織 代謝改變代謝改變 血中含量血中含量 垂體前葉垂體前葉 ACTHACTH分泌分泌 ACTHACTH 生長素分泌生長素分泌 生長素生長素 胰腺胰腺細(xì)胞細(xì)胞 胰高血糖素分泌胰高血糖素分泌 胰高血糖素胰高血糖素 細(xì)胞細(xì)胞 胰島素分泌胰島素分泌