第十章 物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)

1、第十章第十章 物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié) (Regulation of Metabolism)物質(zhì)代謝的特點(diǎn)物質(zhì)代謝的特點(diǎn)The Specialty of Metabolism第第 一一 節(jié)節(jié)1. 體內(nèi)各種物質(zhì)代謝途徑相互溝通和相互依存體內(nèi)各種物質(zhì)代謝途徑相互溝通和相互依存 糖類(lèi)糖類(lèi) 脂類(lèi)脂類(lèi)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)水水 無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽維生素維生素 消化吸收消化吸收中間代謝中間代謝廢物排泄廢物排泄一、一、 物質(zhì)代謝的整體性和通用性物質(zhì)代謝的整體性和通用性（一）（一） 機(jī)體物質(zhì)代謝的整體性機(jī)體物質(zhì)代謝的整體性2、機(jī)體組織器官的物質(zhì)代謝相互支持和聯(lián)系、機(jī)體組織器官的物質(zhì)代謝相互支持和聯(lián)系結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)不同酶系的

2、種類(lèi)、酶系的種類(lèi)、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3、不同水平的精細(xì)調(diào)節(jié)保證物質(zhì)代謝與、不同水平的精細(xì)調(diào)節(jié)保證物質(zhì)代謝與生存環(huán)境的同一性生存環(huán)境的同一性機(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 調(diào)節(jié)可在三個(gè)層次上對(duì)物質(zhì)代謝進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)可在三個(gè)層次上對(duì)物質(zhì)代謝進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)細(xì)胞水平細(xì)胞水平的物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)（酶的調(diào)節(jié)）的物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)（酶的調(diào)節(jié)）激素水平激素水平的物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)（體液調(diào)節(jié)）的物質(zhì)代謝調(diào)

3、節(jié)（體液調(diào)節(jié)）整體水平整體水平的物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)（神經(jīng)體液調(diào)節(jié)）的物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)（神經(jīng)體液調(diào)節(jié)） 以以細(xì)胞水平細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)最重要。的代謝調(diào)節(jié)最重要。（二）（二） 機(jī)體物質(zhì)代謝的通用性機(jī)體物質(zhì)代謝的通用性1. 1. 各種代謝中間物的通用性各種代謝中間物的通用性 同一化學(xué)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)在進(jìn)行中間代同一化學(xué)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)在進(jìn)行中間代謝時(shí)，不分彼此，參與到共同的代謝池謝時(shí)，不分彼此，參與到共同的代謝池中進(jìn)行代謝。中進(jìn)行代謝。三大營(yíng)養(yǎng)素三大營(yíng)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CoACoATACTAC2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPATPCOCO2 22

4、. 2. 代謝途徑的通用性代謝途徑的通用性3 3、能量流通形式的一致性、能量流通形式的一致性ATPATP是機(jī)體儲(chǔ)存能量和消耗能量的共同形式是機(jī)體儲(chǔ)存能量和消耗能量的共同形式營(yíng)養(yǎng)物營(yíng)養(yǎng)物分分 解解釋放釋放能量能量ADP+PiADP+PiATPATP直直接接供供能能4.4.合成代謝還原力的共有性合成代謝還原力的共有性 NADPH NADPH是合成代謝所需的還原當(dāng)量是合成代謝所需的還原當(dāng)量例如例如乙酰乙酰CoACoANADPH + HNADPH + H+ +脂酸、膽固醇脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑在糖、脂、蛋白質(zhì)、水、鹽及維生素代謝中均具有在糖、脂、蛋白質(zhì)、水、鹽及維生素代謝中均具有獨(dú)特而重

5、要的作用。獨(dú)特而重要的作用。合成、儲(chǔ)存糖原合成、儲(chǔ)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）肝是人體最重要的物質(zhì)代謝中心和樞紐（一）肝是人體最重要的物質(zhì)代謝中心和樞紐二、二、 一些組織、器官的物質(zhì)代謝特點(diǎn)一些組織、器官的物質(zhì)代謝特點(diǎn)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(shí)，利用酮體。不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)，利用酮體。 （二）腦主要利用葡萄糖供能且耗氧量大（二）腦主要利用

6、葡萄糖供能且耗氧量大 合成、儲(chǔ)存糖原；合成、儲(chǔ)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(dòng)時(shí)，以糖酵解為主。動(dòng)時(shí)，以糖酵解為主。（三）肌肉主要氧化脂肪酸，（三）肌肉主要氧化脂肪酸，強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量乳酸強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量乳酸合成及儲(chǔ)存脂肪的重要組織；合成及儲(chǔ)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。 （四）脂肪組織是合成、（四）脂肪組織是合成、儲(chǔ)存脂肪的重要組織儲(chǔ)存脂肪的重要組織酮體酮體乳酸乳酸 游離脂酸游離脂酸葡萄糖葡萄糖正常優(yōu)先以酮體、脂酸為燃料產(chǎn)生正常優(yōu)先以酮體、脂酸為燃料產(chǎn)生ATPATP

7、。能量可依次。能量可依次以消耗自由脂酸、葡萄糖、酮體等能源物質(zhì)提供。以消耗自由脂酸、葡萄糖、酮體等能源物質(zhì)提供。（五）心可利用多種能源物質(zhì)，以有氧氧化為主（五）心可利用多種能源物質(zhì)，以有氧氧化為主（六）糖酵解是為成熟紅細(xì)胞提供能（六）糖酵解是為成熟紅細(xì)胞提供能量的主要途徑量的主要途徑紅細(xì)胞沒(méi)有線粒紅細(xì)胞沒(méi)有線粒體，每天消耗體，每天消耗1515 20g20g葡萄糖。葡萄糖。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、酮體有氧氧皮質(zhì)主要由脂酸、酮體有氧氧化供能?；┠堋＃ㄆ撸┠I是可進(jìn)行糖異生和（七）腎是可進(jìn)行糖異生和生成酮

8、體兩種代謝的器官生成酮體兩種代謝的器官器官器官組織組織特有的酶特有的酶功能功能主要代謝途徑主要代謝途徑主要供能物主要供能物質(zhì)質(zhì)代謝和輸代謝和輸出的產(chǎn)物出的產(chǎn)物肝肝葡萄糖激酶，葡葡萄糖激酶，葡萄糖萄糖-6-6-磷酸酶，磷酸酶，甘油激酶，磷酸甘油激酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧烯醇式丙酮酸羧激酶激酶代謝樞紐代謝樞紐糖異生，脂酸糖異生，脂酸-氧化，糖氧化，糖有氧氧化，糖有氧氧化，糖原代謝，酮體原代謝，酮體生成等生成等葡萄糖，脂葡萄糖，脂酸，乳酸，酸，乳酸，甘油，氨基甘油，氨基酸酸葡萄糖，葡萄糖，VLDLVLDL， HDLHDL，酮體，酮體等等腦腦神經(jīng)中樞神經(jīng)中樞糖有氧氧化，糖有氧氧化，糖酵解，氨基糖酵解，氨

9、基酸代謝酸代謝葡萄糖，脂葡萄糖，脂酸，酮體，酸，酮體，氨基酸等氨基酸等乳酸，乳酸，COCO2 2, , H H2 2O O心心脂蛋白脂酶，呼脂蛋白脂酶，呼吸鏈豐富吸鏈豐富泵出血液泵出血液有氧氧化有氧氧化脂酸，葡萄脂酸，葡萄糖，酮體，糖，酮體，VLDLVLDLCOCO2 2，H H2 2O O脂肪脂肪組織組織脂蛋白脂酶，激脂蛋白脂酶，激素敏感脂肪酶素敏感脂肪酶儲(chǔ)存及動(dòng)儲(chǔ)存及動(dòng)員脂肪員脂肪酯化脂酸，脂酯化脂酸，脂解解VLDLVLDL，CMCM游離脂酸，游離脂酸，甘油甘油骨骼骨骼肌肌脂蛋白脂酶，呼脂蛋白脂酶，呼吸鏈豐富吸鏈豐富收縮收縮有氧氧化，糖有氧氧化，糖酵解酵解 脂酸，葡萄脂酸，葡萄糖，酮體糖，

10、酮體乳酸，乳酸，COCO2 2，H H2 2O O腎腎甘油激酶，磷酸甘油激酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧烯醇式丙酮酸羧激酶激酶排泄尿液排泄尿液糖異生，糖酵糖異生，糖酵解，酮體生成解，酮體生成脂酸，葡萄脂酸，葡萄糖，乳酸，糖，乳酸，甘油甘油葡萄糖葡萄糖紅細(xì)紅細(xì)胞胞無(wú)線粒體無(wú)線粒體運(yùn)輸氧運(yùn)輸氧糖酵解糖酵解葡萄糖葡萄糖乳酸乳酸重重要要器器官官及及組組織織氧氧化化供供能能的的特特點(diǎn)點(diǎn) 物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系Metabolic Interrelationships第第 二二 節(jié)節(jié)一、各種能量物質(zhì)的代謝相互聯(lián)系相互制約一、各種能量物質(zhì)的代謝相互聯(lián)系相互制約三大營(yíng)養(yǎng)素三大營(yíng)養(yǎng)素共同中共同中間產(chǎn)物間產(chǎn)物

11、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CoACoATACTAC2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPATPCOCO2 2三大營(yíng)養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。三大營(yíng)養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。 從能量供應(yīng)的角度看，三大營(yíng)養(yǎng)素可從能量供應(yīng)的角度看，三大營(yíng)養(yǎng)素可以互相代替，并互相制約。以互相代替，并互相制約。 一般情況下，供能以糖、脂為主，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。并盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。脂肪分解脂肪分解增強(qiáng)增強(qiáng)ATP ATP 增多增多ATP/ADP ATP/ADP 比值增高比值增高 任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢(shì)，常能抑制和任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢(shì)，常能抑制和節(jié)約其他

12、物質(zhì)的降解。節(jié)約其他物質(zhì)的降解。糖分解被抑制糖分解被抑制 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1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）例如例如饑餓時(shí)饑餓時(shí) 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 以脂酸、酮體分解供能以脂酸、酮體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 1-2 天天3-4 3-4 周周（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)系體內(nèi)糖可轉(zhuǎn)變脂肪，但（偶數(shù)）脂肪酸不能轉(zhuǎn)變成糖體內(nèi)糖可轉(zhuǎn)變脂肪，但（偶數(shù)）脂肪酸不能轉(zhuǎn)變成糖 1. 1. 攝入的糖量超過(guò)能量消耗時(shí)攝入的糖量超過(guò)能量

13、消耗時(shí) 二、糖、脂、蛋白質(zhì)和核苷酸代謝之間的二、糖、脂、蛋白質(zhì)和核苷酸代謝之間的相互聯(lián)系相互聯(lián)系葡葡萄萄糖糖乙酰乙酰CoACoA合成脂肪合成脂肪（脂肪組織）（脂肪組織）合成糖原儲(chǔ)存（肝、肌肉）合成糖原儲(chǔ)存（肝、肌肉）2. 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oACoA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、腸磷酸磷酸- -甘油甘油葡葡萄萄糖糖3. 3. 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(shí)饑餓、糖供應(yīng)不足或糖代謝障礙時(shí)高酮血癥高酮血癥草酰乙酸草酰乙酸相對(duì)不足相對(duì)不足糖不足糖不

14、足脂肪大量動(dòng)員脂肪大量動(dòng)員酮體生成增加酮體生成增加氧化受阻氧化受阻（二）糖代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系（二）糖代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系體內(nèi)糖與大部分氨基酸碳架部分可以相互轉(zhuǎn)變體內(nèi)糖與大部分氨基酸碳架部分可以相互轉(zhuǎn)變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1. 1. 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-酮酸酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰?. 2. 糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些糖代謝的中間產(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CoACoA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

15、冬氨酸谷氨酸谷氨酸氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoACoA脂肪脂肪/ /膽固醇膽固醇 1. 1. 蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹镜鞍踪|(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?2. 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）脂代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系（三）脂代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系脂類(lèi)不能轉(zhuǎn)變成氨基酸，但氨基酸能轉(zhuǎn)變成脂肪脂類(lèi)不能轉(zhuǎn)變成氨基酸，但氨基酸能轉(zhuǎn)變成脂肪 但不能說(shuō)，脂類(lèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。但不能說(shuō)，脂類(lèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。脂肪脂肪甘油甘油磷酸甘油醛磷酸甘油醛糖酵解途徑糖酵解途徑丙酮酸丙酮?其他其他-酮酸酮酸某些非必需氨基酸某些非必需

16、氨基酸3. 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幔ㄋ模┖怂崤c氨基酸代謝的相互聯(lián)系（四）核酸與氨基酸代謝的相互聯(lián)系某些氨基酸是核苷酸某些氨基酸是核苷酸/ /核酸合成的前體核酸合成的前體 1. 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. 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TyrProV

17、al, 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 錄錄糖、脂、氨基酸代謝途徑間的相互聯(lián)系糖、脂、氨基酸代謝途徑間的相互聯(lián)系物物 質(zhì)質(zhì) 代代 謝謝 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)The Regulation of MetabolismThe Regulation of Metabolism第第 三三 節(jié)節(jié) 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(guò)細(xì)胞內(nèi)代謝物濃主要通過(guò)細(xì)胞內(nèi)代謝物濃度的變化，對(duì)酶的活性及含量度的變化，對(duì)酶的活性及含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱(chēng)為進(jìn)行

18、調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱(chēng)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)胞生物高等生物高等生物 三級(jí)水平三級(jí)水平代謝調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié)激素水平激素水平代謝調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié)高等生物在進(jìn)化過(guò)程中，出現(xiàn)了專(zhuān)司調(diào)節(jié)功能的內(nèi)高等生物在進(jìn)化過(guò)程中，出現(xiàn)了專(zhuān)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(duì)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(duì)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。整體水平整體水平代謝調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制下，或通過(guò)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(guò)神經(jīng)纖維及神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)靶細(xì)胞直接發(fā)生影響，或通過(guò)某些激素的分泌來(lái)遞質(zhì)對(duì)靶細(xì)

19、胞直接發(fā)生影響，或通過(guò)某些激素的分泌來(lái)調(diào)節(jié)某些細(xì)胞的代謝及功能，并通過(guò)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(guò)各種激素的互相協(xié)調(diào)而對(duì)機(jī)體代謝進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。調(diào)而對(duì)機(jī)體代謝進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。 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)的活性決定。的活性決定。 代謝調(diào)節(jié)主要是通過(guò)對(duì)關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而代謝調(diào)節(jié)主要是通過(guò)對(duì)關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)的。（一）細(xì)

20、胞內(nèi)酶的區(qū)域分布與定位（一）細(xì)胞內(nèi)酶的區(qū)域分布與定位代謝途徑有關(guān)酶類(lèi)常常組成多酶體系，分布于代謝途徑有關(guān)酶類(lèi)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 。 真核細(xì)胞中酶的分布與原核細(xì)胞不真核細(xì)胞中酶的分布與原核細(xì)胞不同，因具有多種內(nèi)膜系統(tǒng)，可形成不同同，因具有多種內(nèi)膜系統(tǒng)，可形成不同胞內(nèi)區(qū)域，從而導(dǎo)致真核細(xì)胞中酶的分胞內(nèi)區(qū)域，從而導(dǎo)致真核細(xì)胞中酶的分布的布的區(qū)域化區(qū)域化(compartmentation)(compartmentation)，即酶，即酶有一定的布局和定位。有一定的布局和定位。多酶體系多酶體系分布分布多酶體系多酶體系分布分布DNADNA及及RNARNA合成合成細(xì)胞核細(xì)胞

21、核糖酵解糖酵解胞液胞液蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液戊糖磷酸途徑戊糖磷酸途徑胞液胞液糖原合成糖原合成胞液胞液糖異生糖異生胞液胞液脂酸合成脂酸合成胞液胞液脂酸脂酸氧化氧化線粒體線粒體膽固醇合成膽固醇合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液多種水解酶多種水解酶溶酶體溶酶體磷脂合成磷脂合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)線粒體線粒體血紅素合成血紅素合成胞液，線粒體胞液，線粒體氧化磷酸化氧化磷酸化線粒體線粒體尿素合成尿素合成胞液，線粒體胞液，線粒體呼吸鏈呼吸鏈線粒體線粒體主要代謝途徑多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布主要代謝途徑多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布 速度最慢，速度最慢，它的速度決定整個(gè)代謝途徑的總速度，它的速

22、度決定整個(gè)代謝途徑的總速度，故又稱(chēng)其故又稱(chēng)其為限速酶為限速酶(limiting velocity enzymes)(limiting velocity enzymes)。 催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)，它的活性決催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)，它的活性決定整個(gè)代謝途徑的方向。定整個(gè)代謝途徑的方向。 這類(lèi)酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或這類(lèi)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)具有以下關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點(diǎn)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方向由其中的關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶決定決定 。

23、（二）細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)的基本方式（二）細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)的基本方式代謝途徑代謝途徑關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶糖原降解糖原降解磷酸化酶磷酸化酶糖原合成糖原合成糖原合酶糖原合酶糖酵解糖酵解己糖激酶己糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1丙酮酸激酶丙酮酸激酶糖有氧氧化糖有氧氧化丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系檸檬酸合酶檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶糖異生糖異生丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶-1-1脂酸合成脂酸合成乙酰輔酶乙酰輔酶A A羧化酶羧化酶膽固醇合成膽固醇合成HMGHMG輔酶輔酶A A還原酶還原酶某某些些重重要要代代謝謝途途徑徑的的關(guān)關(guān)鍵鍵

24、酶酶 n酶隔離分布的意義酶隔離分布的意義: :提高同一代謝途徑酶促反應(yīng)速率。使各種提高同一代謝途徑酶促反應(yīng)速率。使各種代謝途徑互不干擾，彼此協(xié)調(diào)，有利于調(diào)節(jié)物代謝途徑互不干擾，彼此協(xié)調(diào)，有利于調(diào)節(jié)物對(duì)各途徑的特異調(diào)節(jié)。對(duì)各途徑的特異調(diào)節(jié)。S A B C D PE1E26磷 酸果糖1,6二磷 酸果糖.6磷 酸果糖激 酶1果糖二磷 酸酶1AMP(+)(-)(-)(+)2,6二磷 酸果糖ATPADPPi圖111 磷 酸果糖激 酶和二磷 酸果糖酶所催化的底 物循環(huán)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外的某一部位特異地非共價(jià)可逆結(jié)合，引起的某一部位特異地非共價(jià)可逆結(jié)合，引起酶蛋

25、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，這種調(diào)節(jié)稱(chēng)為酶的，這種調(diào)節(jié)稱(chēng)為酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)或或別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation)。 。1.1.變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)被調(diào)節(jié)的酶稱(chēng)為被調(diào)節(jié)的酶稱(chēng)為變構(gòu)酶或別構(gòu)酶變構(gòu)酶或別構(gòu)酶(allosteric enzyme)(allosteric enzyme)使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱(chēng)為使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱(chēng)為變構(gòu)效應(yīng)變構(gòu)效應(yīng)劑劑( (allosteric effectorallosteric effector) ) 變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑 allosteric effectorallosteric ef

26、fector 引起酶活性增加的變構(gòu)效應(yīng)劑。引起酶活性增加的變構(gòu)效應(yīng)劑。 變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑 allosteric effectorallosteric effector 引起酶活性降低的變構(gòu)效應(yīng)劑。引起酶活性降低的變構(gòu)效應(yīng)劑。代謝途徑代謝途徑變構(gòu)酶變構(gòu)酶變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑糖酵解糖酵解己糖激酶己糖激酶AMPAMP、ADPADP、FDPFDP、PiPiG-6-PG-6-P磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1FDPFDP檸檬酸檸檬酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPATP，乙酰，乙酰CoACoA三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶檸檬酸合酶AMPAMPATPATP，長(zhǎng)鏈脂酰，長(zhǎng)鏈脂酰CoACo

27、A異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶AMPAMP，ADPADPATPATP糖異生糖異生丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶乙酰乙酰CoACoA，ATPATPAMPAMP糖原分解糖原分解磷酸化酶磷酸化酶b bAMPAMP，G-1-PG-1-P，PiPiATPATP，G-6-PG-6-P脂酸合成脂酸合成乙酰輔酶乙酰輔酶A A羧化酶羧化酶檸檬酸，異檸檬酸檸檬酸，異檸檬酸長(zhǎng)鏈脂酰長(zhǎng)鏈脂酰CoACoA氨基酸代謝氨基酸代謝谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶ADPADP，亮氨酸，蛋氨酸，亮氨酸，蛋氨酸GTPGTP，ATPATP，NADHNADH嘌呤合成嘌呤合成谷氨酰胺谷氨酰胺PRPPPRPP酰胺轉(zhuǎn)酰胺轉(zhuǎn)移酶移酶AMPAMP，GMPGM

28、P嘧啶合成嘧啶合成天冬氨酸轉(zhuǎn)甲酰酶天冬氨酸轉(zhuǎn)甲酰酶CTPCTP，UTPUTP核酸合成核酸合成脫氧胸苷激酶脫氧胸苷激酶dCTPdCTP，dATPdATPdTTPdTTP一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其變構(gòu)效應(yīng)劑一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其變構(gòu)效應(yīng)劑 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其他小分子代謝物變構(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 2

29、. 化學(xué)修飾調(diào)節(jié)化學(xué)修飾調(diào)節(jié) 化學(xué)修飾的化學(xué)修飾的主要方式主要方式磷酸化磷酸化 - - - - - - 去磷酸去磷酸乙?；阴；?- - - - - - 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 SH 與與 S S S S 互變互變酶酶化學(xué)修飾類(lèi)型化學(xué)修飾類(lèi)型酶活性改變酶活性改變糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷酸化磷酸化/ /脫磷酸脫磷酸激活激活/ /抑制抑制磷酸化酶磷酸化酶b b激酶激酶磷酸化磷酸化/ /脫磷酸脫磷酸激活激活/ /抑制抑制糖原合酶糖原合酶磷酸化磷酸化/ /脫磷酸脫磷酸抑制抑制/ /激活激活丙酮酸脫羧酶丙酮

30、酸脫羧酶磷酸化磷酸化/ /脫磷酸脫磷酸抑制抑制/ /激活激活磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸化磷酸化/ /脫磷酸脫磷酸抑制抑制/ /激活激活丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶磷酸化磷酸化/ /脫磷酸脫磷酸抑制抑制/ /激活激活HMG-CoAHMG-CoA還原酶還原酶磷酸化磷酸化/ /脫磷酸脫磷酸抑制抑制/ /激活激活HMG-CoAHMG-CoA還原酶激酶還原酶激酶磷酸化磷酸化/ /脫磷酸脫磷酸激活激活/ /抑制抑制乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶磷酸化磷酸化/ /脫磷酸脫磷酸抑制抑制/ /激活激活脂肪細(xì)胞甘油三酯脂肪酶脂肪細(xì)胞甘油三酯脂肪酶磷酸化磷酸化/ /脫磷酸脫磷酸激活激活/ /抑制抑制黃嘌呤氧化脫氫酶

31、黃嘌呤氧化脫氫酶SH/-S-S-SH/-S-S-脫氫酶脫氫酶/ /氧化酶氧化酶酶促化學(xué)修飾對(duì)酶活性的調(diào)節(jié)酶促化學(xué)修飾對(duì)酶活性的調(diào)節(jié) 酶的磷酸化與脫磷酸化酶的磷酸化與脫磷酸化-OH-OHThrThrSerSerTyrTyr酶蛋白酶蛋白H H2 2O OPiPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPATPADPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrThrSerSerTyrTyr-O-PO-O-PO3 32-2-磷酸化的磷酸化的酶蛋白酶蛋白 化學(xué)修飾的特點(diǎn)化學(xué)修飾的特點(diǎn) 酶化學(xué)修飾是共價(jià)修飾酶化學(xué)修飾是共價(jià)修飾; ; 具有放大效應(yīng)，效率較變構(gòu)調(diào)節(jié)高；具有放大效應(yīng)，效率較變構(gòu)調(diào)節(jié)高； 耗能少，磷酸化與脫磷酸是最常見(jiàn)的

32、方式；耗能少，磷酸化與脫磷酸是最常見(jiàn)的方式； 按需調(diào)節(jié)按需調(diào)節(jié) 同一個(gè)酶可以同時(shí)受變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。同一個(gè)酶可以同時(shí)受變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。加速酶合成的化合物稱(chēng)為誘導(dǎo)劑加速酶合成的化合物稱(chēng)為誘導(dǎo)劑(inducer)(inducer)減少酶合成的化合物稱(chēng)為阻遏劑減少酶合成的化合物稱(chēng)為阻遏劑(repressor)(repressor)（四）改變細(xì)胞內(nèi)酶的含量可調(diào)節(jié)酶的活性（四）改變細(xì)胞內(nèi)酶的含量可調(diào)節(jié)酶的活性1 1調(diào)節(jié)酶蛋白含量可通過(guò)誘導(dǎo)或阻遏酶蛋調(diào)節(jié)酶蛋白含量可通過(guò)誘導(dǎo)或阻遏酶蛋白基因的表達(dá)白基因的表達(dá)n常見(jiàn)的誘導(dǎo)或阻遏方式常見(jiàn)的誘導(dǎo)或阻遏方式: :底物對(duì)酶合成的誘導(dǎo)和阻遏底物對(duì)酶合成的

33、誘導(dǎo)和阻遏產(chǎn)物對(duì)酶合成的阻遏產(chǎn)物對(duì)酶合成的阻遏激素對(duì)酶合成的誘導(dǎo)激素對(duì)酶合成的誘導(dǎo)藥物對(duì)酶合成的誘導(dǎo)藥物對(duì)酶合成的誘導(dǎo) 2 2調(diào)節(jié)細(xì)胞酶含量也可通過(guò)改變酶蛋白降解速度調(diào)節(jié)細(xì)胞酶含量也可通過(guò)改變酶蛋白降解速度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(shí)別、結(jié)合蛋白質(zhì)；泛素識(shí)別、結(jié)合蛋白質(zhì)； 蛋白水解酶降解蛋白質(zhì)蛋白水解酶降解蛋白質(zhì)通過(guò)改變酶蛋白分子的降解速度，也通過(guò)改變酶蛋白分子的降解速度，也能調(diào)節(jié)酶的含量。能調(diào)節(jié)酶的含量。內(nèi)、外環(huán)境改變內(nèi)、外環(huán)境改變機(jī)體相關(guān)組機(jī)體相關(guān)組織分泌激素織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)胞產(chǎn)生生

34、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)激素分類(lèi)激素分類(lèi) 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：1. 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 2. 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( (一一) ) 應(yīng)激狀態(tài)下的代謝調(diào)節(jié)應(yīng)激狀態(tài)下的代謝調(diào)節(jié)應(yīng)激（應(yīng)激（stressstress）：）：指人體收到一些異乎指人體收到一些異乎尋常的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺尋常的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及劇烈情緒波動(dòng)等所作氧、中毒、感染及劇烈情緒波動(dòng)等所作出的一系列反應(yīng)的出的一系列反應(yīng)的“緊張狀態(tài)緊張狀態(tài)”。三、整體水平的代謝調(diào)節(jié)三、整體水平的代謝調(diào)節(jié)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