物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)課件

物質(zhì)代謝的聯(lián)系和調(diào)節(jié)MetabolicInterrelationshipsandRegulation物質(zhì)代謝的聯(lián)系和調(diào)節(jié)1授課目的：

將散在在代謝各章中的有關(guān)代謝調(diào)節(jié)的內(nèi)容融會(huì)貫通，理解代謝各章內(nèi)容的相關(guān)性。理解生物化學(xué)是如何通過(guò)這些內(nèi)容的有機(jī)聯(lián)系以闡明生命過(guò)程中的化學(xué)現(xiàn)象。授課目的：2大綱要求【掌握】1．酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)、化學(xué)修飾調(diào)節(jié)的概念及其生理意義；2．酶促化學(xué)修飾的特點(diǎn)；【熟悉】1．物質(zhì)代謝的特點(diǎn)；2．物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系；3．酶量的調(diào)節(jié)。大綱要求【掌握】3物質(zhì)代謝聯(lián)系和調(diào)節(jié)1.物質(zhì)代謝聯(lián)系及其特點(diǎn)物質(zhì)代謝聯(lián)系

一、在能量代謝上的聯(lián)系二、三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝間的聯(lián)系2.重要組織、器官的代謝特點(diǎn)和聯(lián)系3.物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制物質(zhì)代謝聯(lián)系和調(diào)節(jié)1.物質(zhì)代謝聯(lián)系及其特點(diǎn)4物質(zhì)代謝錯(cuò)綜復(fù)雜：參與代謝的器官多且每一器官因其結(jié)構(gòu)、酶分布、含量不同而有自己的代謝特點(diǎn)；參與代謝的物質(zhì)多且每一物質(zhì)有其獨(dú)特的代謝途徑參與代謝調(diào)節(jié)的因素多且每一因素都有其調(diào)控的方式和靶點(diǎn)。然而體內(nèi)物質(zhì)代謝有條不紊，進(jìn)出相當(dāng)，合成與分解代謝保持平衡，既不多又不少，恰到好處學(xué)習(xí)物質(zhì)代謝聯(lián)系和調(diào)節(jié)的意義物質(zhì)代謝錯(cuò)綜復(fù)雜：學(xué)習(xí)物質(zhì)代謝聯(lián)系和調(diào)節(jié)的意義5

這是因?yàn)橛袡C(jī)體是一個(gè)整體，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)下對(duì)物質(zhì)代謝進(jìn)行了精確的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)得當(dāng)，機(jī)體就能正常生長(zhǎng)、發(fā)育、維持生命；調(diào)節(jié)失控，代謝就紊亂，疾病不請(qǐng)自來(lái)。了解物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)對(duì)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)均有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)用意義。這是因?yàn)橛袡C(jī)體是一個(gè)整體，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)下6

物質(zhì)代謝是生命的本質(zhì)特征，是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。多細(xì)胞生物體的物質(zhì)新陳代謝包括相互聯(lián)系的三個(gè)功能部分；第一，食物中的糖、脂及蛋白質(zhì)經(jīng)消化吸收進(jìn)入體內(nèi)，通過(guò)細(xì)胞進(jìn)行的分解代謝氧化成H2O和CO2，釋出能量用于合成ATP以滿足生命活動(dòng)的需要，生成的代謝中間物可作為合成代謝的底物分子。物質(zhì)代謝是生命的本質(zhì)特征，是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。7

第二，多種細(xì)胞分子的生物合成組成合成代謝，以分解代謝產(chǎn)生的某些中間物作為底物，生成的ATP提供能量，通過(guò)復(fù)雜反應(yīng)過(guò)程合成核苷酸、氨基酸、脂肪酸等生物分子。第三，以合成代謝產(chǎn)生的有機(jī)分子作為構(gòu)件，消耗能量，生成體現(xiàn)生物功能和信息的蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子。因此，機(jī)體需要和環(huán)境之間不斷進(jìn)行物質(zhì)交換。第二，多種細(xì)胞分子的生物合成組成合成代謝，以分解代8

物質(zhì)代謝錯(cuò)綜復(fù)雜，而環(huán)境又在不斷的變化，為適應(yīng)環(huán)境的變化，機(jī)體需要對(duì)物質(zhì)代謝過(guò)程不斷進(jìn)行調(diào)節(jié)。代謝調(diào)節(jié)包括：產(chǎn)能的分解代謝與耗能的合成代謝之間的調(diào)節(jié)，各種代謝途徑之間的調(diào)節(jié)，生物體各組織器官間代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝間的相互聯(lián)系是機(jī)體代謝調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)。物質(zhì)代謝錯(cuò)綜復(fù)雜，而環(huán)境又在不斷的物質(zhì)代謝間的相互聯(lián)9物質(zhì)代謝的特點(diǎn)TheSpecialtyofMetabolism第一節(jié)物質(zhì)代謝的特點(diǎn)第一節(jié)10一、整體性糖類

脂類蛋白質(zhì)

消化吸收中間代謝廢物排泄糖、脂類氧化放能保證Pr、核酸合成的能量需要；合成的酶蛋白作為生物催化劑又是三大營(yíng)養(yǎng)素代謝得以迅速進(jìn)行的必備條件。各種代謝同時(shí)進(jìn)行,相互聯(lián)系,相互轉(zhuǎn)變,相互依存,構(gòu)成統(tǒng)一的整體。一、整體性糖類脂類蛋白質(zhì)消化吸收中間代謝廢物排泄糖、脂類11二、代謝調(diào)節(jié)機(jī)體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制，調(diào)節(jié)代謝的強(qiáng)度、方向和速度內(nèi)外環(huán)境不斷變化影響機(jī)體代謝適應(yīng)環(huán)境的變化代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征二、代謝調(diào)節(jié)機(jī)體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制，調(diào)節(jié)代謝的強(qiáng)度、方向和速度12三、各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色結(jié)構(gòu)不同酶系的種類、含量不同不同的組織、器官代謝途徑不同、功能各異三、各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色結(jié)構(gòu)不同酶系的種類、含量不同13四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池各種組織

消化吸收的糖

肝糖原分解糖異生血糖

體外攝入和體內(nèi)物質(zhì)分解產(chǎn)生的同一營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不分彼此，混為一體共同參與中間代謝。各物質(zhì)各有各的代謝池。四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池各種組織消化吸收的糖14五、ATP是機(jī)體能量利用的共同形式ATP的產(chǎn)生、利用和儲(chǔ)存呼吸鏈氧化磷酸化五、ATP是機(jī)體能量利用的共同形式ATP的產(chǎn)生、利用和儲(chǔ)存呼15六、NADPH是合成代謝所需的還原當(dāng)量乙酰CoANADPH+H+脂酸、膽固醇來(lái)源G-6-P脫氫酶蘋(píng)果酸酶異檸檬酸脫氫酶胞漿磷酸戊糖途徑六、NADPH是合成代謝所需的還原當(dāng)量乙酰CoANADPH16物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)課件17物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系MetabolicInterrelationships第二節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系MetabolicInterrelat18一、在能量代謝上的相互聯(lián)系三大營(yíng)養(yǎng)素共同中間產(chǎn)物共同最終代謝通路糖脂肪蛋白質(zhì)乙酰CoATAC2H氧化磷酸化ATPCO2三大營(yíng)養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。一、在能量代謝上的相互聯(lián)系三大營(yíng)養(yǎng)素共同中間產(chǎn)物共同最終代謝19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。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。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。20脂肪分解增強(qiáng)ATP增多ATP/ADP比值增高糖、脂、蛋白質(zhì)分解代謝有共同的通路，所以任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢(shì)，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解。糖分解被抑制

6-磷酸果糖激酶-1被抑制（糖分解代謝限速酶之一）例如脂肪分解增強(qiáng)ATP增多糖、脂、蛋白質(zhì)分解代謝有共同的通路，21小結(jié)三大營(yíng)養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。通常供能以糖、脂為主，并盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢(shì)，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解。小結(jié)三大營(yíng)養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。22相互轉(zhuǎn)變、相互制約、殊途同歸二、在物質(zhì)代謝上的相互聯(lián)系相互轉(zhuǎn)變、相互制約、殊途同歸二、在物質(zhì)代謝上的相互聯(lián)系23

相互轉(zhuǎn)變：指糖類、脂肪、蛋白質(zhì)代謝通過(guò)共同的代謝中間產(chǎn)物丙酮酸、乙酰輔酶A、α-酮戊二酸等相互聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)變。二、在物質(zhì)代謝上的相互聯(lián)系

相互轉(zhuǎn)變：指糖類、脂肪、蛋白質(zhì)代謝通過(guò)共同的代謝中間產(chǎn)物丙24（一）糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系1.攝入的糖量超過(guò)能量消耗時(shí)葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲(chǔ)存（肝、肌肉）（一）糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系1.攝入的糖量超過(guò)能量消耗時(shí)252.脂肪的甘油部分能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵嵋阴oA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸-甘油葡萄糖ATPADP2.脂肪的甘油部分能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵嵋阴oA葡萄糖脂甘263.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（糖尿?。r(shí)高酮血癥脂肪大量動(dòng)員酮體生成增加氧化受阻TAC草酰乙酸相對(duì)不足糖不足3.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27酮體的利用丙酮除隨尿排出外，有一部分直接從肺呼出酮體的利用丙酮除隨尿排出外，有一部分直接從肺呼出28糖可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹局究梢院苄〔糠洲D(zhuǎn)變?yōu)樘侵惖姆纸獯x受糖代謝的影響小結(jié)糖可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹拘〗Y(jié)29（二）糖與氨基酸代謝的相互聯(lián)系例如丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡萄糖1.大部分氨基酸脫氨基后，生成相應(yīng)的α-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘牵前被幔ǘ┨桥c氨基酸代謝的相互聯(lián)系例如丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡302.糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些非必需氨基酸糖丙酮酸草酰乙酸乙酰CoA檸檬酸α-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸2.糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些非必需氨基酸糖丙酮31丙氨酸+α-酮戊二酸丙酮酸+谷氨酸

丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶天冬氨酸+α-酮戊二酸

草酰乙酸+谷氨酸

天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶丙氨酸+α-酮戊二酸丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶天冬氨酸+α-酮戊32蛋白質(zhì)可在一定程度上代替糖糖不能完全替代食物中蛋白質(zhì)的供給小結(jié)蛋白質(zhì)可在一定程度上代替糖小結(jié)33生酮/糖氨基酸乙酰CoA脂肪1.蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?.氨基酸可作為合成磷脂的原料（三）脂類與氨基酸代謝的相互聯(lián)系絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺腦磷脂膽堿卵磷脂ＣO2ＣH3生酮/糖氨基酸乙酰CoA脂肪1.蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?4——

但不能說(shuō)，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被嶂靖视土姿岣视腿┨墙徒馔緩奖?/p>

其他α-酮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帷荒苷f(shuō)，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被嶂靖视土姿岣视腿┨墙徒馔?5蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹悾ㄖ尽⒛懝檀?、磷脂）脂肪的甘油部分可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被?，但機(jī)體幾乎不利用脂肪來(lái)合成蛋白質(zhì)。小結(jié)蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹悾ㄖ?、膽固醇、磷脂）小結(jié)361.一些游離核苷酸在代謝中起著重要作用（1）ATP是能量和磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的重要物質(zhì)（四）核酸與糖、蛋白質(zhì)、脂類代謝的相互聯(lián)系1.一些游離核苷酸在代謝中起著重要作用（四）核酸與糖、蛋白37原核細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物的生成（2）GTP參與蛋白質(zhì)的生物合成原核細(xì)胞翻譯的延長(zhǎng)過(guò)程原核細(xì)胞翻譯的終止過(guò)程原核細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物的生成（2）GTP參與蛋白質(zhì)的生物合38（3）CTP參與磷脂的生物合成

磷脂酸和取代基團(tuán)在合成之前，兩者之一必須首先被CTP活化進(jìn)而與CDP結(jié)合

（3）CTP參與磷脂的生物合成磷脂酸和取代基團(tuán)在合成之前39（4）UTP參與糖原的生物合成6-磷酸葡萄糖葡萄糖1-磷酸葡萄糖+糖原(Gn)UDP+糖原(Gn+1)糖原合成酶UDPG葡萄糖激酶ADPATPUTPPPi尿苷二磷酸葡萄糖（4）UTP參與糖原的生物合成6-磷酸葡萄糖葡萄糖1-磷酸402.氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳單位合成嘌呤合成嘧啶2.氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一41嘌呤核苷酸的從頭合成合成原料嘌呤核苷酸的從頭合成合成原料42嘧啶核苷酸的從頭合成嘧啶核苷酸的從頭合成433.磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供3.磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供44

相互制約：指生物體內(nèi)脂類、蛋白質(zhì)代謝的強(qiáng)度主要由糖類的代謝強(qiáng)度決定。當(dāng)糖類供應(yīng)充足時(shí)，糖類在體內(nèi)大量氧化分解供能，這時(shí)脂肪、蛋白質(zhì)的分解就受到一定的制約。糖類供應(yīng)短缺時(shí)，脂類可大量分解供能，蛋白質(zhì)也有供能作用。正常情況下，蛋白質(zhì)的代謝主要用于蛋白質(zhì)的不斷自我更新，只有當(dāng)機(jī)體能源物質(zhì)糖類、脂類嚴(yán)重消耗時(shí)，蛋白質(zhì)才表現(xiàn)為大量分解供能。二、在物質(zhì)代謝上的相互聯(lián)系

相互制約：指生物體內(nèi)脂類、蛋白質(zhì)代謝的強(qiáng)度主要由糖類的代謝45殊途同歸：三大物質(zhì)代謝分解途徑雖不相同，但徹底氧化為水和二氧化碳最終匯合到TAC循環(huán)中，所以TAC循環(huán)是糖類、脂肪、蛋白質(zhì)徹底分解氧化的一條共同途徑。二、在物質(zhì)代謝上的相互聯(lián)系殊途同歸：三大物質(zhì)代謝分解途徑雖不相同，但徹底氧化為水和二氧46TAC循環(huán)是糖類、脂肪、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)的共同通路：(1)、三羧酸循環(huán)是乙酰輔酶A最終氧化生成CO2和H2O的途徑。(2)、糖代謝產(chǎn)生的碳骨架最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。TAC循環(huán)是糖類、脂肪、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)的共同通路：(1)、三47(3)、脂肪分解產(chǎn)生的甘油可通過(guò)糖有氧氧化進(jìn)入三羧酸循氧化，脂肪酸經(jīng)β-氧化產(chǎn)生乙酰輔酶A可進(jìn)入三羧酸環(huán)氧化。(4)、蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨基酸經(jīng)脫氨后碳骨架可進(jìn)入三羧循環(huán)，同時(shí)，三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物可作為氨基酸的碳骨架接受NH3后合成非必需氨基酸。所以，三羧酸循環(huán)是三大物質(zhì)代謝共同通路(3)、脂肪分解產(chǎn)生的甘油可通過(guò)糖有氧氧化進(jìn)入三羧酸循氧化，48糖類脂類氨基酸和核苷酸之間的代謝聯(lián)系糖類脂類氨基酸和核苷酸之間的代謝聯(lián)系49組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系MetabolicSpecialtyandInterrelationshipsofTissuesandApparatus第三節(jié)組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系MetabolicSpecial50是機(jī)體物質(zhì)代謝的樞紐。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。肝合成、儲(chǔ)存糖原分解糖原生成葡萄糖，釋放入血是糖異生的主要器官肝在糖代謝中的作用如——肝在維持血糖穩(wěn)定中起重要作用是機(jī)體物質(zhì)代謝的樞紐。肝合成、儲(chǔ)存糖原肝在糖代謝中的作用如—51肝幾乎是體內(nèi)合成酮體的唯一器官肝幾乎是體內(nèi)合成尿素的唯一器官肝通常氧化脂酸供應(yīng)能量肝幾乎是體內(nèi)合成酮體的唯一器官52酮體乳酸

游離脂酸葡萄糖心臟以有氧氧化途徑供能為主，優(yōu)先利用脂酸為能源產(chǎn)生ATP，其次為G和酮體。心臟可利用多種能源物質(zhì)，即使在能源供給十分缺乏時(shí)，仍能保證心跳所需的ATP需要。能源物質(zhì)酮體乳酸游離脂酸葡萄糖心臟以有氧氧化途徑供能為主，53腦耗能大，耗氧多。沒(méi)有糖原及有意義的脂肪、Pr儲(chǔ)備幾乎以葡萄糖為唯一供能物質(zhì),日耗100g

。不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)，利用酮體。饑餓3-4天，消耗酮體50g，饑餓2周后，消耗酮體可達(dá)100g。腦耗能大，耗氧多。54肌肉合成、儲(chǔ)存糖原；通常以脂酸氧化為主要供能方式；劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，糖酵解活性可爆發(fā)性增加，ATP產(chǎn)生増加。缺乏G-6-P酶，不能將肌糖原分解成葡萄糖補(bǔ)充血糖肌肉合成、儲(chǔ)存糖原；55紅細(xì)胞無(wú)線粒體，不能進(jìn)行糖的有氧氧化，不能利用脂酸和其它非糖物質(zhì)，能量全部來(lái)自糖酵解（日耗G15-20g/日）紅細(xì)胞無(wú)線粒體，不能進(jìn)行糖的有氧氧化，不能利用脂酸和其它非糖56脂肪組織合成及儲(chǔ)存脂肪的重要組織；脂肪細(xì)胞含激素敏感脂肪酶能將脂肪分解成脂酸、甘油，供機(jī)體其他組織利用。肝合成大部分脂肪，但不儲(chǔ)存脂肪，肝合成的脂肪以VLDL形式運(yùn)到脂肪組織儲(chǔ)存。脂肪組織合成及儲(chǔ)存脂肪的重要組織；57腎臟也可進(jìn)行糖異生（正常情況下其糖異生的量為肝糖異生量的10%，饑餓6周后日產(chǎn)G達(dá)40g)和生成酮體；腎髓質(zhì)無(wú)線粒體，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。腎臟也可進(jìn)行糖異生（正常情況下其糖異生的量為肝糖異生量的1058第三節(jié)組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系器官組織特有酶功能代謝途徑代謝物代謝產(chǎn)物肝葡萄糖激酶葡萄糖-6-P-酶甘油激酶代謝樞紐糖異生、脂酸B氧化、糖有氧氧化葡萄糖、脂酸、甘油、aa葡萄糖、VLDL、HDL、酮體腦神經(jīng)中樞糖有氧氧化、糖酵解、aa代謝葡萄糖、aa、酮體、脂酸乳酸、CO2、H2O心脂蛋白酯酶、呼吸鏈豐富泵出血液有氧氧化乳酸、葡萄糖、VLDLCO2、H2O第三節(jié)組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系器官組織特有酶功能代謝途徑59器官組織特有酶功能代謝途徑代謝物代謝產(chǎn)物脂肪組織脂蛋白酯酶，激素敏感性脂肪酶儲(chǔ)存及動(dòng)員脂肪酯化脂酸、脂解VLDL、CM游離脂酸、甘油肌肉脂蛋白酯酶、呼吸鏈豐富收縮糖酵解、糖有氧氧化葡萄糖、乳酸、CO2、H2O

腎甘油激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶排泄尿液、糖異生糖異生、糖酵解、酮體生成葡萄糖、甘油葡萄糖紅細(xì)胞無(wú)線粒體運(yùn)輸氧糖酵解葡萄糖乳酸第三節(jié)組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系器官組織特有酶功能代謝途徑代謝物代謝產(chǎn)物脂肪組織脂蛋白酯酶，60代謝調(diào)節(jié)TheRegulationofMetabolism第四節(jié)代謝調(diào)節(jié)第四節(jié)61代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過(guò)細(xì)胞內(nèi)代謝物濃度的變化，對(duì)酶的活性及含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為原始調(diào)節(jié)或細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)。單細(xì)胞生物代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過(guò)細(xì)胞內(nèi)代62高等生物——

三級(jí)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)高等生物在進(jìn)化過(guò)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(duì)其他細(xì)胞發(fā)揮代謝調(diào)節(jié)作用。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(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)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)。高等生物——三級(jí)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63

細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是酶水平的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)酶的分布、活性、含量細(xì)胞內(nèi)酶呈隔離分布。代謝途徑的速度、方向由其中的關(guān)鍵酶(keyenzyme)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)而實(shí)現(xiàn)的。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)。一、細(xì)胞水平的64活細(xì)胞是一個(gè)微小的化學(xué)工業(yè)園在極其微小的空間內(nèi)發(fā)生著數(shù)千種生物化學(xué)反應(yīng)細(xì)胞不是一個(gè)裝滿了各種酶和底物的口袋細(xì)胞復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，特別是膜的結(jié)構(gòu)固定了各代謝反應(yīng)的空間和時(shí)間，使它們高度有序并可以并控制和調(diào)節(jié)。（一）細(xì)胞內(nèi)酶的隔離分布活細(xì)胞是一個(gè)微小的化學(xué)工業(yè)園（一）細(xì)胞內(nèi)酶的隔離分布65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。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。66酶定位的區(qū)域化線粒體:丙酮酸氧化;三羧酸循環(huán);-氧化;呼吸鏈電子傳遞;氧化磷酸化細(xì)胞質(zhì):酵解;磷戊糖途徑;糖原合成;脂肪酸合成;細(xì)胞核:核酸合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng):蛋白質(zhì)合成;磷脂合成酶定位的區(qū)域化線粒體:丙酮酸氧化;三羧酸循環(huán);-氧化;呼吸67多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布

與某一代謝有關(guān)的多個(gè)酶往往分布在細(xì)胞內(nèi)特定的部位，組成了一個(gè)多酶體系，共同參與同一個(gè)代謝途徑。胞液+線粒體多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布與某一代謝有關(guān)的多個(gè)酶往往分68物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)課件69

酶的隔離分布的意義

——

避免了各種代謝途徑互相干擾。酶的隔離分布的意義70①速度最慢，它的速度決定整個(gè)代謝途徑的總速度，故又稱其為限速酶(limitingvelocityenzymes)。②催化單向不可逆反應(yīng)或非平衡反應(yīng)，它的活性決定整個(gè)代謝途徑的方向。③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)。關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：（二）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。①速度最慢，它的速度決定整個(gè)代謝途徑的總速度，故又稱其為限71例：糖代謝的關(guān)鍵酶例：糖代謝的關(guān)鍵酶72

快速調(diào)節(jié)

遲緩調(diào)節(jié)數(shù)秒、數(shù)分鐘通過(guò)改變酶的活性數(shù)小時(shí)、幾天通過(guò)改變酶的含量別構(gòu)/變構(gòu)調(diào)節(jié)(allostericregulation)共價(jià)/化學(xué)修飾調(diào)節(jié)(chemicalmodification)?

（三）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?？焖僬{(diào)節(jié)遲緩調(diào)節(jié)數(shù)秒、數(shù)分鐘通過(guò)改變酶的活性數(shù)小時(shí)、幾731.別構(gòu)調(diào)節(jié)的概念小分子化合物與酶分子活性中心以外的某一部位特異結(jié)合(非共價(jià)鍵，可逆)

，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)稱為酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)或變構(gòu)調(diào)節(jié)。①關(guān)鍵酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)1.別構(gòu)調(diào)節(jié)的概念小分子化合物與酶分子活性中心以外的某一部74被調(diào)節(jié)的酶稱為別構(gòu)酶或變構(gòu)酶(allostericenzyme)使酶發(fā)生別構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱為別構(gòu)效應(yīng)劑(allostericeffector)

?

別構(gòu)激活劑allostericeffector——引起酶活性增加的別構(gòu)效應(yīng)劑。?

別構(gòu)抑制劑allostericeffector

——引起酶活性降低的別構(gòu)效應(yīng)劑。被調(diào)節(jié)的酶稱為別構(gòu)酶或變構(gòu)酶?別構(gòu)激活劑alloster752.別構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制別構(gòu)酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基別構(gòu)效應(yīng)劑：底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物2.別構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制別構(gòu)酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基別構(gòu)效應(yīng)劑：底物、76

別構(gòu)效應(yīng)劑：可以是代謝終產(chǎn)物、酶底物或其它小分子代謝物。催化亞基：別構(gòu)酶分子中有的亞基能與底物結(jié)合起催

化作用稱之為催化亞基。調(diào)節(jié)亞基：別構(gòu)酶分子中有的亞基能與別構(gòu)效應(yīng)劑結(jié)合起調(diào)節(jié)作用稱之為調(diào)節(jié)亞基。

酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)制：

別構(gòu)效應(yīng)劑通過(guò)非共價(jià)鍵與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，引起酶構(gòu)象改變（疏松或緊密）從而影響酶與底物的結(jié)合，使酶活性受到抑制或激活。

別構(gòu)效應(yīng)劑：可以是代謝終產(chǎn)物、酶底物或其它小分77別構(gòu)效應(yīng)劑+酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構(gòu)象改變酶的活性改變（激活或抑制）疏松亞基聚合緊密亞基解聚酶分子多聚化非共價(jià)鍵可逆結(jié)合別構(gòu)效應(yīng)劑+酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構(gòu)象改變酶的活性改變疏松亞基78蛋白激酶A的別構(gòu)調(diào)節(jié)蛋白激酶A的別構(gòu)調(diào)節(jié)793.別構(gòu)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：⑴酶活性的改變通過(guò)酶分子構(gòu)象的改變而實(shí)現(xiàn)；⑵酶的構(gòu)象變化僅涉及非共價(jià)鍵的變化；⑶調(diào)節(jié)酶活性的因素為代謝物；⑷為一非耗能過(guò)程；⑸無(wú)放大效應(yīng)。3.別構(gòu)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：⑴酶活性的改變通過(guò)酶分子構(gòu)象的改變而實(shí)80代謝途徑別構(gòu)酶別構(gòu)激活劑別構(gòu)抑制劑三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶AMPAMP,ADPATP,長(zhǎng)鏈脂酰CoAATP糖異生丙酮酸羧化酶乙酰CoA,ATPAMP糖原分解磷酸化酶bAMP,G-1-P,PiATP,G-6-P脂酸合成乙酰輔酶A羧化酶檸檬酸，異檸檬酸長(zhǎng)鏈脂酰CoA氨基酸代謝谷氨酸脫氫酶ADP,亮氨酸，蛋氨酸GTP,ATP,NADH嘌呤合成谷胺酰胺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,dATPdTTP一些代謝途徑中的別構(gòu)酶及其效應(yīng)劑代謝途徑別構(gòu)酶別構(gòu)激活劑別構(gòu)抑制劑三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶AMP814.別構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義①

代謝終產(chǎn)物反饋抑制(feedbackinhibition)反應(yīng)途徑中的酶，使代謝物不致生成過(guò)多。乙酰CoA

乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長(zhǎng)鏈脂酰CoA4.別構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義①代謝終產(chǎn)物反饋抑制(feedb82

②別構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)。G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進(jìn)糖的儲(chǔ)存能量有效儲(chǔ)存ATP生成不過(guò)多②別構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)。G-6-P–+糖原83③別構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。檸檬酸–+6-磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化

乙酰輔酶A

羧化酶

促進(jìn)脂酸的合成③別構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。檸檬酸–+6-磷酸果糖激84②酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)1.化學(xué)修飾的概念酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)生可逆的共價(jià)修飾(covalentmodification)，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學(xué)修飾。②酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)1.化學(xué)修飾的概念酶蛋白肽鏈上某些殘基852.化學(xué)修飾的主要方式磷酸化---去磷酸乙?；?--脫乙酰甲基化---去甲基腺苷化---脫腺苷SH與–S—S–

互變2.化學(xué)修飾的主要方式磷酸化---去磷酸乙?；?86酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的酶蛋白酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶873.化學(xué)修飾的特點(diǎn)酶有高（有）或低（無(wú)）活性兩種形式酶蛋白的共價(jià)修飾是可逆的酶促反應(yīng)酶分子出現(xiàn)共價(jià)鍵的變化有些酶具有別構(gòu)與化學(xué)修飾雙重調(diào)節(jié)多受激素調(diào)節(jié)具有放大效應(yīng)，效率較變構(gòu)調(diào)節(jié)高。磷酸化與脫磷酸是最常見(jiàn)的方式。3.化學(xué)修飾的特點(diǎn)酶有高（有）或低（無(wú)）活性兩種形式88意義：由于酶的共價(jià)修飾反應(yīng)是酶促反應(yīng)，只要有少量信號(hào)分子（如激素）存在，即可通過(guò)加速這種酶促反應(yīng)，而使大量的另一種酶發(fā)生化學(xué)修飾，從而獲得放大效應(yīng)。這種調(diào)節(jié)方式快速、效率極高。級(jí)聯(lián)系統(tǒng)(cascadesystem)定義：在一個(gè)連鎖反映中，當(dāng)起始的激酶受到激活后，其他的酶被依次激活，能引起原始信號(hào)放大的酶鏈反應(yīng)體系。意義：由于酶的共價(jià)修飾反應(yīng)是酶促反應(yīng)，只要有少量信號(hào)分子（如89酶級(jí)聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控示意圖腎上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸環(huán)化酶（無(wú)活性）腺苷酸環(huán)化酶（活性）2、ATPcAMP4、磷酸化酶激酶（無(wú)活性）磷酸化酶激酶（活性）ATPADP5、磷酸化酶b（無(wú)活性）磷酸化酶a（活性）ATPADP葡萄糖血液R、cAMP3、蛋白激酶（無(wú)活性）蛋白激酶（活性）6-磷酸葡萄糖6、糖原1-磷酸葡萄糖腎上腺素或胰高血糖素132102104106108葡萄糖456酶級(jí)聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控示意圖腎上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸環(huán)化酶（無(wú)90某些酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)酶反應(yīng)類型效應(yīng)磷酸果糖激酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活丙酮酸脫氫酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活丙酮酸脫羧酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活糖原磷酸化酶磷酸化／脫磷酸激活/抑制磷酸化酶b激酶磷酸化／脫磷酸激活/抑制磷酸化酶磷酸酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活糖原合酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活三酰甘油脂肪酶（脂肪細(xì)胞）磷酸化／脫磷酸激活/抑制HMG-CoA還原酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活HMG-CoA還原酶激酶磷酸化／脫磷酸激活/抑制乙酰CoA羧化酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活谷氨酰胺合成酶（大腸桿菌）腺苷化／脫腺苷抑制/激活黃嘌呤氧化(脫氫)酶－SH/-S-S-脫氫/氧化某些酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)酶反應(yīng)類型效應(yīng)磷酸果糖激酶磷酸化91酶別構(gòu)調(diào)節(jié)與化學(xué)修飾調(diào)節(jié)的比較某些酶同時(shí)存在兩種調(diào)節(jié)方式別構(gòu)調(diào)節(jié)是細(xì)胞的基本調(diào)節(jié)方式化學(xué)修飾調(diào)節(jié)是高效的調(diào)節(jié)方式酶別構(gòu)調(diào)節(jié)與化學(xué)修飾調(diào)節(jié)的比較某些酶同時(shí)存在兩種調(diào)節(jié)方式92酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)與化學(xué)修飾調(diào)節(jié)的異同酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)共同點(diǎn)細(xì)胞水平調(diào)節(jié)；對(duì)現(xiàn)有酶主要是關(guān)鍵酶進(jìn)行快速調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)的結(jié)果都是使酶構(gòu)象改變調(diào)節(jié)因子別構(gòu)劑小分子化合物結(jié)合方式非共價(jià)鍵可逆結(jié)合共價(jià)可逆結(jié)合或去除能量消耗不消耗ATP消耗ATP放大效應(yīng)無(wú)有酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)與化學(xué)修飾調(diào)節(jié)的異同酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)93③酶量的調(diào)節(jié)1.酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏加速酶合成的化合物稱為誘導(dǎo)劑(inducer)減少酶合成的化合物稱為阻遏劑(repressor)誘導(dǎo)劑和阻遏劑可在轉(zhuǎn)錄水平或翻譯水平影響酶蛋白的合成；調(diào)節(jié)效應(yīng)出現(xiàn)緩慢，但作用持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。③酶量的調(diào)節(jié)1.酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏加速酶合成的化合物94

常見(jiàn)的誘導(dǎo)或阻遏方式Ⅰ

底物對(duì)酶合成的誘導(dǎo)和阻遏Ⅱ產(chǎn)物對(duì)酶合成的阻遏Ⅲ激素對(duì)酶合成的誘導(dǎo)Ⅳ藥物對(duì)酶合成的誘導(dǎo)常見(jiàn)的誘導(dǎo)或阻遏方式Ⅰ底物對(duì)酶合成的誘導(dǎo)和阻遏Ⅱ產(chǎn)物對(duì)952.酶蛋白降解溶酶體蛋白酶體——

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)；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，也能調(diào)節(jié)酶的含量。通過(guò)酶蛋白降解來(lái)調(diào)節(jié)酶的含量，遠(yuǎn)不如酶的誘導(dǎo)和阻遏重要。2.酶蛋白降解溶酶體蛋白酶體——釋放蛋白水解酶，降解蛋96二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)激素：是由內(nèi)分泌細(xì)胞及內(nèi)分泌腺合成與分泌的化學(xué)物質(zhì)。激素通過(guò)與其受體的特異識(shí)別與結(jié)合調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝或基因表達(dá)。激素水平的調(diào)節(jié)是指多細(xì)胞生物通過(guò)產(chǎn)生的各種激素來(lái)影響細(xì)胞中酶活性和酶含量的調(diào)節(jié)方式。

二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)激素：是由內(nèi)分泌細(xì)胞及內(nèi)分泌腺合成與分97部分內(nèi)分泌細(xì)胞或內(nèi)分泌腺合成與分泌的激素分泌細(xì)胞或內(nèi)分泌腺激素甲狀腺腺泡上皮細(xì)胞甲狀腺素甲狀腺C細(xì)胞降鈣素甲狀旁腺主細(xì)胞甲狀旁腺素腎上腺皮質(zhì)醛固酮、皮質(zhì)醇、雌二醇腎上腺髓質(zhì)腎上腺素、去甲腎上腺素胰島A細(xì)胞胰高血糖素胰島B細(xì)胞胰島素前列腺松果體細(xì)胞褪黑素神經(jīng)垂體催產(chǎn)素、抗利尿激素腺垂體促甲狀腺激素、促腎上腺皮質(zhì)激素、促卵泡激素、黃體生成素、生長(zhǎng)素、催乳素、促黑激素部分內(nèi)分泌細(xì)胞或內(nèi)分泌腺合成與分泌的激素分泌細(xì)胞或內(nèi)分泌腺激98脂解激素：腎上腺素去甲腎上腺素胰高血糖素促腎上腺皮質(zhì)激素促甲狀腺素抗脂解激素：胰島素前列腺素E2脂解激素：抗脂解激素：99三、整體水平的代謝調(diào)節(jié)整體水平的調(diào)節(jié)指通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)或其分泌的神經(jīng)遞質(zhì)，或通過(guò)影響激素分泌及影響各種激素的協(xié)調(diào)作用而對(duì)代謝進(jìn)行的調(diào)節(jié)。三、整體水平的代謝調(diào)節(jié)整體水平的調(diào)節(jié)指通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)或其分泌的100一、應(yīng)激狀態(tài)下的代謝調(diào)節(jié)（一）應(yīng)激的概念指人體對(duì)受到一些對(duì)身體、精神、情緒上的所有的有害刺激（包括內(nèi)部的和外部的刺激）所作出的一系列的“緊張狀態(tài)”一、應(yīng)激狀態(tài)下的代謝調(diào)節(jié)101物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)課件102（二）應(yīng)激時(shí)的代謝改變（二）應(yīng)激時(shí)的代謝改變103指人體對(duì)受到一些對(duì)身體、精神、情緒上的所有的有害刺激（包括內(nèi)部的和外部的刺激）所作出的一系列的“緊張狀態(tài)”。應(yīng)激時(shí)，體內(nèi)各個(gè)組織器官代謝均加強(qiáng)；三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝變化均趨向分解代謝加強(qiáng)、合成代謝受到抑制，以幫助機(jī)體渡過(guò)“緊急狀態(tài)”；若應(yīng)激狀態(tài)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)體因消耗過(guò)多而出現(xiàn)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝的紊亂。指人體對(duì)受到一些對(duì)身體、精神、情緒上的所有的有害刺激（包括內(nèi)104糖原消耗血糖趨于降低胰島素分泌減少胰高血糖素分泌增加

引起一系列的代謝變化1.短期饑餓（1～3天）二、饑餓狀態(tài)下的代謝調(diào)節(jié)糖原消耗血糖趨于降低胰島素分泌減少引起一系列的代105

（1）蛋白質(zhì)代謝變化分解加強(qiáng)，氨基酸異生成糖（2）糖代謝變化（3）脂代謝變化脂肪動(dòng)員加強(qiáng)，酮體生成增多（利用酮體供能是組織適應(yīng)饑餓環(huán)境的主要代謝改變）糖異生加強(qiáng)，（肝占80%，腎占20%）組織以脂酸、酮體為能源增加，組織對(duì)葡萄糖利用降低，保證大腦G供應(yīng)（1）蛋白質(zhì)代謝變化分解加強(qiáng)，氨基酸異生成糖（2）糖代謝變106

短期饑餓時(shí)主要能源是Pr和脂肪，后者占85%以上。此時(shí)補(bǔ)糖可減少酮體生成，防止酸中毒又可防止Pr消耗（輸入100gG可節(jié)省50gPr消耗），這對(duì)不能進(jìn)食的消耗性疾病患者尤為重要。短期饑餓時(shí)主要能源是Pr和脂肪，后者占85%以上1072.長(zhǎng)期饑餓（1）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（2）糖代謝變化肝腎糖異生增強(qiáng)（幾乎各占一半）肝糖異生的主要原料為乳酸、丙酮酸（3）脂代謝變化脂肪動(dòng)員進(jìn)一步加強(qiáng)肝生成大量酮體腦組織利用酮體增加2.長(zhǎng)期饑餓（1）蛋白質(zhì)代謝變化蛋白質(zhì)分解減少，負(fù)氮平衡108問(wèn)題：你能簡(jiǎn)要說(shuō)明饑餓和應(yīng)激時(shí)，體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝的變化嗎？問(wèn)題：你能簡(jiǎn)要說(shuō)明饑餓和應(yīng)激時(shí)，體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝的變109三、糖尿病患者體內(nèi)代謝紊亂三、糖尿病患者體內(nèi)代謝紊亂110

糖尿病人除了有高血糖和尿糖的癥狀外，還具有多尿、多飲、多食的現(xiàn)象，與此同時(shí)糖尿病人逐漸消瘦，請(qǐng)分析原因（三多一少）。

（1）糖尿病患者雖血糖濃度高，但組織細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)不足?；颊呖偢杏X(jué)饑餓而多食，多食又進(jìn)一步使血糖來(lái)源增多；（2）當(dāng)血糖含量高于160mg/dL時(shí)，糖就從腎臟排出而出現(xiàn)糖尿，在排出大量糖的同時(shí)也帶走了大量水分，于是會(huì)出現(xiàn)多尿、口渴、多飲的現(xiàn)象。（3）又由于糖氧化供能發(fā)生障礙，使得體內(nèi)脂肪和蛋白質(zhì)的分解加強(qiáng)，導(dǎo)致機(jī)體消瘦，體重減輕等。糖尿病人除了有高血糖和尿糖的癥狀外，還具有多111復(fù)習(xí)思考題1.為什么TCA循環(huán)是糖類、脂肪、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)的共同通路?2.三大基礎(chǔ)物質(zhì)代謝的相互關(guān)系?3.簡(jiǎn)述變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾調(diào)節(jié)作用的機(jī)制及其特點(diǎn)？復(fù)習(xí)思考題1.為什么TCA循環(huán)是糖類、脂肪、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)的112物質(zhì)代謝的聯(lián)系和調(diào)節(jié)MetabolicInterrelationshipsandRegulation物質(zhì)代謝的聯(lián)系和調(diào)節(jié)113授課目的：

將散在在代謝各章中的有關(guān)代謝調(diào)節(jié)的內(nèi)容融會(huì)貫通，理解代謝各章內(nèi)容的相關(guān)性。理解生物化學(xué)是如何通過(guò)這些內(nèi)容的有機(jī)聯(lián)系以闡明生命過(guò)程中的化學(xué)現(xiàn)象。授課目的：114大綱要求【掌握】1．酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)、化學(xué)修飾調(diào)節(jié)的概念及其生理意義；2．酶促化學(xué)修飾的特點(diǎn)；【熟悉】1．物質(zhì)代謝的特點(diǎn)；2．物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系；3．酶量的調(diào)節(jié)。大綱要求【掌握】115物質(zhì)代謝聯(lián)系和調(diào)節(jié)1.物質(zhì)代謝聯(lián)系及其特點(diǎn)物質(zhì)代謝聯(lián)系

一、在能量代謝上的聯(lián)系二、三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝間的聯(lián)系2.重要組織、器官的代謝特點(diǎn)和聯(lián)系3.物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制物質(zhì)代謝聯(lián)系和調(diào)節(jié)1.物質(zhì)代謝聯(lián)系及其特點(diǎn)116物質(zhì)代謝錯(cuò)綜復(fù)雜：參與代謝的器官多且每一器官因其結(jié)構(gòu)、酶分布、含量不同而有自己的代謝特點(diǎn)；參與代謝的物質(zhì)多且每一物質(zhì)有其獨(dú)特的代謝途徑參與代謝調(diào)節(jié)的因素多且每一因素都有其調(diào)控的方式和靶點(diǎn)。然而體內(nèi)物質(zhì)代謝有條不紊，進(jìn)出相當(dāng)，合成與分解代謝保持平衡，既不多又不少，恰到好處學(xué)習(xí)物質(zhì)代謝聯(lián)系和調(diào)節(jié)的意義物質(zhì)代謝錯(cuò)綜復(fù)雜：學(xué)習(xí)物質(zhì)代謝聯(lián)系和調(diào)節(jié)的意義117

這是因?yàn)橛袡C(jī)體是一個(gè)整體，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)下對(duì)物質(zhì)代謝進(jìn)行了精確的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)得當(dāng)，機(jī)體就能正常生長(zhǎng)、發(fā)育、維持生命；調(diào)節(jié)失控，代謝就紊亂，疾病不請(qǐng)自來(lái)。了解物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)對(duì)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)均有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)用意義。這是因?yàn)橛袡C(jī)體是一個(gè)整體，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)下118

物質(zhì)代謝是生命的本質(zhì)特征，是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。多細(xì)胞生物體的物質(zhì)新陳代謝包括相互聯(lián)系的三個(gè)功能部分；第一，食物中的糖、脂及蛋白質(zhì)經(jīng)消化吸收進(jìn)入體內(nèi)，通過(guò)細(xì)胞進(jìn)行的分解代謝氧化成H2O和CO2，釋出能量用于合成ATP以滿足生命活動(dòng)的需要，生成的代謝中間物可作為合成代謝的底物分子。物質(zhì)代謝是生命的本質(zhì)特征，是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。119

第二，多種細(xì)胞分子的生物合成組成合成代謝，以分解代謝產(chǎn)生的某些中間物作為底物，生成的ATP提供能量，通過(guò)復(fù)雜反應(yīng)過(guò)程合成核苷酸、氨基酸、脂肪酸等生物分子。第三，以合成代謝產(chǎn)生的有機(jī)分子作為構(gòu)件，消耗能量，生成體現(xiàn)生物功能和信息的蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子。因此，機(jī)體需要和環(huán)境之間不斷進(jìn)行物質(zhì)交換。第二，多種細(xì)胞分子的生物合成組成合成代謝，以分解代120

物質(zhì)代謝錯(cuò)綜復(fù)雜，而環(huán)境又在不斷的變化，為適應(yīng)環(huán)境的變化，機(jī)體需要對(duì)物質(zhì)代謝過(guò)程不斷進(jìn)行調(diào)節(jié)。代謝調(diào)節(jié)包括：產(chǎn)能的分解代謝與耗能的合成代謝之間的調(diào)節(jié)，各種代謝途徑之間的調(diào)節(jié)，生物體各組織器官間代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝間的相互聯(lián)系是機(jī)體代謝調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)。物質(zhì)代謝錯(cuò)綜復(fù)雜，而環(huán)境又在不斷的物質(zhì)代謝間的相互聯(lián)121物質(zhì)代謝的特點(diǎn)TheSpecialtyofMetabolism第一節(jié)物質(zhì)代謝的特點(diǎn)第一節(jié)122一、整體性糖類

脂類蛋白質(zhì)

消化吸收中間代謝廢物排泄糖、脂類氧化放能保證Pr、核酸合成的能量需要；合成的酶蛋白作為生物催化劑又是三大營(yíng)養(yǎng)素代謝得以迅速進(jìn)行的必備條件。各種代謝同時(shí)進(jìn)行,相互聯(lián)系,相互轉(zhuǎn)變,相互依存,構(gòu)成統(tǒng)一的整體。一、整體性糖類脂類蛋白質(zhì)消化吸收中間代謝廢物排泄糖、脂類123二、代謝調(diào)節(jié)機(jī)體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制，調(diào)節(jié)代謝的強(qiáng)度、方向和速度內(nèi)外環(huán)境不斷變化影響機(jī)體代謝適應(yīng)環(huán)境的變化代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征二、代謝調(diào)節(jié)機(jī)體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制，調(diào)節(jié)代謝的強(qiáng)度、方向和速度124三、各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色結(jié)構(gòu)不同酶系的種類、含量不同不同的組織、器官代謝途徑不同、功能各異三、各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色結(jié)構(gòu)不同酶系的種類、含量不同125四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池各種組織

消化吸收的糖

肝糖原分解糖異生血糖

體外攝入和體內(nèi)物質(zhì)分解產(chǎn)生的同一營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不分彼此，混為一體共同參與中間代謝。各物質(zhì)各有各的代謝池。四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池各種組織消化吸收的糖126五、ATP是機(jī)體能量利用的共同形式ATP的產(chǎn)生、利用和儲(chǔ)存呼吸鏈氧化磷酸化五、ATP是機(jī)體能量利用的共同形式ATP的產(chǎn)生、利用和儲(chǔ)存呼127六、NADPH是合成代謝所需的還原當(dāng)量乙酰CoANADPH+H+脂酸、膽固醇來(lái)源G-6-P脫氫酶蘋(píng)果酸酶異檸檬酸脫氫酶胞漿磷酸戊糖途徑六、NADPH是合成代謝所需的還原當(dāng)量乙酰CoANADPH128物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)課件129物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系MetabolicInterrelationships第二節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系MetabolicInterrelat130一、在能量代謝上的相互聯(lián)系三大營(yíng)養(yǎng)素共同中間產(chǎn)物共同最終代謝通路糖脂肪蛋白質(zhì)乙酰CoATAC2H氧化磷酸化ATPCO2三大營(yíng)養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。一、在能量代謝上的相互聯(lián)系三大營(yíng)養(yǎng)素共同中間產(chǎn)物共同最終代謝131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。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。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。132脂肪分解增強(qiáng)ATP增多ATP/ADP比值增高糖、脂、蛋白質(zhì)分解代謝有共同的通路，所以任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢(shì)，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解。糖分解被抑制

6-磷酸果糖激酶-1被抑制（糖分解代謝限速酶之一）例如脂肪分解增強(qiáng)ATP增多糖、脂、蛋白質(zhì)分解代謝有共同的通路，133小結(jié)三大營(yíng)養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。通常供能以糖、脂為主，并盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢(shì)，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解。小結(jié)三大營(yíng)養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。134相互轉(zhuǎn)變、相互制約、殊途同歸二、在物質(zhì)代謝上的相互聯(lián)系相互轉(zhuǎn)變、相互制約、殊途同歸二、在物質(zhì)代謝上的相互聯(lián)系135

相互轉(zhuǎn)變：指糖類、脂肪、蛋白質(zhì)代謝通過(guò)共同的代謝中間產(chǎn)物丙酮酸、乙酰輔酶A、α-酮戊二酸等相互聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)變。二、在物質(zhì)代謝上的相互聯(lián)系

相互轉(zhuǎn)變：指糖類、脂肪、蛋白質(zhì)代謝通過(guò)共同的代謝中間產(chǎn)物丙136（一）糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系1.攝入的糖量超過(guò)能量消耗時(shí)葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲(chǔ)存（肝、肌肉）（一）糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系1.攝入的糖量超過(guò)能量消耗時(shí)1372.脂肪的甘油部分能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵嵋阴oA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸-甘油葡萄糖ATPADP2.脂肪的甘油部分能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵嵋阴oA葡萄糖脂甘1383.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（糖尿?。r(shí)高酮血癥脂肪大量動(dòng)員酮體生成增加氧化受阻TAC草酰乙酸相對(duì)不足糖不足3.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139酮體的利用丙酮除隨尿排出外，有一部分直接從肺呼出酮體的利用丙酮除隨尿排出外，有一部分直接從肺呼出140糖可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹局究梢院苄〔糠洲D(zhuǎn)變?yōu)樘侵惖姆纸獯x受糖代謝的影響小結(jié)糖可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹拘〗Y(jié)141（二）糖與氨基酸代謝的相互聯(lián)系例如丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡萄糖1.大部分氨基酸脫氨基后，生成相應(yīng)的α-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘牵前被幔ǘ┨桥c氨基酸代謝的相互聯(lián)系例如丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡1422.糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些非必需氨基酸糖丙酮酸草酰乙酸乙酰CoA檸檬酸α-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸2.糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些非必需氨基酸糖丙酮143丙氨酸+α-酮戊二酸丙酮酸+谷氨酸

丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶天冬氨酸+α-酮戊二酸

草酰乙酸+谷氨酸

天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶丙氨酸+α-酮戊二酸丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶天冬氨酸+α-酮戊144蛋白質(zhì)可在一定程度上代替糖糖不能完全替代食物中蛋白質(zhì)的供給小結(jié)蛋白質(zhì)可在一定程度上代替糖小結(jié)145生酮/糖氨基酸乙酰CoA脂肪1.蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?.氨基酸可作為合成磷脂的原料（三）脂類與氨基酸代謝的相互聯(lián)系絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺腦磷脂膽堿卵磷脂ＣO2ＣH3生酮/糖氨基酸乙酰CoA脂肪1.蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?46——

但不能說(shuō)，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被嶂靖视土姿岣视腿┨墙徒馔緩奖?/p>

其他α-酮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帷荒苷f(shuō)，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被嶂靖视土姿岣视腿┨墙徒馔?47蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹悾ㄖ?、膽固醇、磷脂）脂肪的甘油部分可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被?，但機(jī)體幾乎不利用脂肪來(lái)合成蛋白質(zhì)。小結(jié)蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹悾ㄖ?、膽固醇、磷脂）小結(jié)1481.一些游離核苷酸在代謝中起著重要作用（1）ATP是能量和磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的重要物質(zhì)（四）核酸與糖、蛋白質(zhì)、脂類代謝的相互聯(lián)系1.一些游離核苷酸在代謝中起著重要作用（四）核酸與糖、蛋白149原核細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物的生成（2）GTP參與蛋白質(zhì)的生物合成原核細(xì)胞翻譯的延長(zhǎng)過(guò)程原核細(xì)胞翻譯的終止過(guò)程原核細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物的生成（2）GTP參與蛋白質(zhì)的生物合150（3）CTP參與磷脂的生物合成

磷脂酸和取代基團(tuán)在合成之前，兩者之一必須首先被CTP活化進(jìn)而與CDP結(jié)合

（3）CTP參與磷脂的生物合成磷脂酸和取代基團(tuán)在合成之前151（4）UTP參與糖原的生物合成6-磷酸葡萄糖葡萄糖1-磷酸葡萄糖+糖原(Gn)UDP+糖原(Gn+1)糖原合成酶UDPG葡萄糖激酶ADPATPUTPPPi尿苷二磷酸葡萄糖（4）UTP參與糖原的生物合成6-磷酸葡萄糖葡萄糖1-磷酸1522.氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳單位合成嘌呤合成嘧啶2.氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一153嘌呤核苷酸的從頭合成合成原料嘌呤核苷酸的從頭合成合成原料154嘧啶核苷酸的從頭合成嘧啶核苷酸的從頭合成1553.磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供3.磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供156

相互制約：指生物體內(nèi)脂類、蛋白質(zhì)代謝的強(qiáng)度主要由糖類的代謝強(qiáng)度決定。當(dāng)糖類供應(yīng)充足時(shí)，糖類在體內(nèi)大量氧化分解供能，這時(shí)脂肪、蛋白質(zhì)的分解就受到一定的制約。糖類供應(yīng)短缺時(shí)，脂類可大量分解供能，蛋白質(zhì)也有供能作用。正常情況下，蛋白質(zhì)的代謝主要用于蛋白質(zhì)的不斷自我更新，只有當(dāng)機(jī)體能源物質(zhì)糖類、脂類嚴(yán)重消耗時(shí)，蛋白質(zhì)才表現(xiàn)為大量分解供能。二、在物質(zhì)代謝上的相互聯(lián)系

相互制約：指生物體內(nèi)脂類、蛋白質(zhì)代謝的強(qiáng)度主要由糖類的代謝157殊途同歸：三大物質(zhì)代謝分解途徑雖不相同，但徹底氧化為水和二氧化碳最終匯合到TAC循環(huán)中，所以TAC循環(huán)是糖類、脂肪、蛋白質(zhì)徹底分解氧化的一條共同途徑。二、在物質(zhì)代謝上的相互聯(lián)系殊途同歸：三大物質(zhì)代謝分解途徑雖不相同，但徹底氧化為水和二氧158TAC循環(huán)是糖類、脂肪、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)的共同通路：(1)、三羧酸循環(huán)是乙酰輔酶A最終氧化生成CO2和H2O的途徑。(2)、糖代謝產(chǎn)生的碳骨架最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。TAC循環(huán)是糖類、脂肪、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)的共同通路：(1)、三159(3)、脂肪分解產(chǎn)生的甘油可通過(guò)糖有氧氧化進(jìn)入三羧酸循氧化，脂肪酸經(jīng)β-氧化產(chǎn)生乙酰輔酶A可進(jìn)入三羧酸環(huán)氧化。(4)、蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨基酸經(jīng)脫氨后碳骨架可進(jìn)入三羧循環(huán)，同時(shí)，三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物可作為氨基酸的碳骨架接受NH3后合成非必需氨基酸。所以，三羧酸循環(huán)是三大物質(zhì)代謝共同通路(3)、脂肪分解產(chǎn)生的甘油可通過(guò)糖有氧氧化進(jìn)入三羧酸循氧化，160糖類脂類氨基酸和核苷酸之間的代謝聯(lián)系糖類脂類氨基酸和核苷酸之間的代謝聯(lián)系161組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系MetabolicSpecialtyandInterrelationshipsofTissuesandApparatus第三節(jié)組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系MetabolicSpecial162是機(jī)體物質(zhì)代謝的樞紐。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。肝合成、儲(chǔ)存糖原分解糖原生成葡萄糖，釋放入血是糖異生的主要器官肝在糖代謝中的作用如——肝在維持血糖穩(wěn)定中起重要作用是機(jī)體物質(zhì)代謝的樞紐。肝合成、儲(chǔ)存糖原肝在糖代謝中的作用如—163肝幾乎是體內(nèi)合成酮體的唯一器官肝幾乎是體內(nèi)合成尿素的唯一器官肝通常氧化脂酸供應(yīng)能量肝幾乎是體內(nèi)合成酮體的唯一器官164酮體乳酸

游離脂酸葡萄糖心臟以有氧氧化途徑供能為主，優(yōu)先利用脂酸為能源產(chǎn)生ATP，其次為G和酮體。心臟可利用多種能源物質(zhì)，即使在能源供給十分缺乏時(shí)，仍能保證心跳所需的ATP需要。能源物質(zhì)酮體乳酸游離脂酸葡萄糖心臟以有氧氧化途徑供能為主，165腦耗能大，耗氧多。沒(méi)有糖原及有意義的脂肪、Pr儲(chǔ)備幾乎以葡萄糖為唯一供能物質(zhì),日耗100g

。不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)，利用酮體。饑餓3-4天，消耗酮體50g，饑餓2周后，消耗酮體可達(dá)100g。腦耗能大，耗氧多。166肌肉合成、儲(chǔ)存糖原；通常以脂酸氧化為主要供能方式；劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，糖酵解活性可爆發(fā)性增加，ATP產(chǎn)生増加。缺乏G-6-P酶，不能將肌糖原分解成葡萄糖補(bǔ)充血糖肌肉合成、儲(chǔ)存糖原；167紅細(xì)胞無(wú)線粒體，不能進(jìn)行糖的有氧氧化，不能利用脂酸和其它非糖物質(zhì)，能量全部來(lái)自糖酵解（日耗G15-20g/日）紅細(xì)胞無(wú)線粒體，不能進(jìn)行糖的有氧氧化，不能利用脂酸和其它非糖168脂肪組織合成及儲(chǔ)存脂肪的重要組織；脂肪細(xì)胞含激素敏感脂肪酶能將脂肪分解成脂酸、甘油，供機(jī)體其他組織利用。肝合成大部分脂肪，但不儲(chǔ)存脂肪，肝合成的脂肪以VLDL形式運(yùn)到脂肪組織儲(chǔ)存。脂肪組織合成及儲(chǔ)存脂肪的重要組織；169腎臟也可進(jìn)行糖異生（正常情況下其糖異生的量為肝糖異生量的10%，饑餓6周后日產(chǎn)G達(dá)40g)和生成酮體；腎髓質(zhì)無(wú)線粒體，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。腎臟也可進(jìn)行糖異生（正常情況下其糖異生的量為肝糖異生量的10170第三節(jié)組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系器官組織特有酶功能代謝途徑代謝物代謝產(chǎn)物肝葡萄糖激酶葡萄糖-6-P-酶甘油激酶代謝樞紐糖異生、脂酸B氧化、糖有氧氧化葡萄糖、脂酸、甘油、aa葡萄糖、VLDL、HDL、酮體腦神經(jīng)中樞糖有氧氧化、糖酵解、aa代謝葡萄糖、aa、酮體、脂酸乳酸、CO2、H2O心脂蛋白酯酶、呼吸鏈豐富泵出血液有氧氧化乳酸、葡萄糖、VLDLCO2、H2O第三節(jié)組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系器官組織特有酶功能代謝途徑171器官組織特有酶功能代謝途徑代謝物代謝產(chǎn)物脂肪組織脂蛋白酯酶，激素敏感性脂肪酶儲(chǔ)存及動(dòng)員脂肪酯化脂酸、脂解VLDL、CM游離脂酸、甘油肌肉脂蛋白酯酶、呼吸鏈豐富收縮糖酵解、糖有氧氧化葡萄糖、乳酸、CO2、H2O

腎甘油激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶排泄尿液、糖異生糖異生、糖酵解、酮體生成葡萄糖、甘油葡萄糖紅細(xì)胞無(wú)線粒體運(yùn)輸氧糖酵解葡萄糖乳酸第三節(jié)組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系器官組織特有酶功能代謝途徑代謝物代謝產(chǎn)物脂肪組織脂蛋白酯酶，172代謝調(diào)節(jié)TheRegulationofMetabolism第四節(jié)代謝調(diào)節(jié)第四節(jié)173代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過(guò)細(xì)胞內(nèi)代謝物濃度的變化，對(duì)酶的活性及含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為原始調(diào)節(jié)或細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)。單細(xì)胞生物代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過(guò)細(xì)胞內(nèi)代174高等生物——

三級(jí)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)高等生物在進(jìn)化過(guò)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(duì)其他細(xì)胞發(fā)揮代謝調(diào)節(jié)作用。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(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)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)。高等生物——三級(jí)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175

細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是酶水平的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)酶的分布、活性、含量細(xì)胞內(nèi)酶呈隔離分布。代謝途徑的速度、方向由其中的關(guān)鍵酶(keyenzyme)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)而實(shí)現(xiàn)的。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)。一、細(xì)胞水平的176活細(xì)胞是一個(gè)微小的化學(xué)工業(yè)園在極其微小的空間內(nèi)發(fā)生著數(shù)千種生物化學(xué)反應(yīng)細(xì)胞不是一個(gè)裝滿了各種酶和底物的口袋細(xì)胞復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，特別是膜的結(jié)構(gòu)固定了各代謝反應(yīng)的空間和時(shí)間，使它們高度有序并可以并控制和調(diào)節(jié)。（一）細(xì)胞內(nèi)酶的隔離分布活細(xì)胞是一個(gè)微小的化學(xué)工業(yè)園（一）細(xì)胞內(nèi)酶的隔離分布177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。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。178酶定位的區(qū)域化線粒體:丙酮酸氧化;三羧酸循環(huán);-氧化;呼吸鏈電子傳遞;氧化磷酸化細(xì)胞質(zhì):酵解;磷戊糖途徑;糖原合成;脂肪酸合成;細(xì)胞核:核酸合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng):蛋白質(zhì)合成;磷脂合成酶定位的區(qū)域化線粒體:丙酮酸氧化;三羧酸循環(huán);-氧化;呼吸179多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布

與某一代謝有關(guān)的多個(gè)酶往往分布在細(xì)胞內(nèi)特定的部位，組成了一個(gè)多酶體系，共同參與同一個(gè)代謝途徑。胞液+線粒體多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布與某一代謝有關(guān)的多個(gè)酶往往分180物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)課件181

酶的隔離分布的意義

——

避免了各種代謝途徑互相干擾。酶的隔離分布的意義182①速度最慢，它的速度決定整個(gè)代謝途徑的總速度，故又稱其為限速酶(limitingvelocityenzymes)。②催化單向不可逆反應(yīng)或非平衡反應(yīng)，它的活性決定整個(gè)代謝途徑的方向。③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)。關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：（二）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。①速度最慢，它的速度決定整個(gè)代謝途徑的總速度，故又稱其為限183例：糖代謝的關(guān)鍵酶例：糖代謝的關(guān)鍵酶184

快速調(diào)節(jié)

遲緩調(diào)節(jié)數(shù)秒、數(shù)分鐘通過(guò)改變酶的活性數(shù)小時(shí)、幾天通過(guò)改變酶的含量別構(gòu)/變構(gòu)調(diào)節(jié)(allostericregulation)共價(jià)/化學(xué)修飾調(diào)節(jié)(chemicalmodification)?

（三）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?？焖僬{(diào)節(jié)遲緩調(diào)節(jié)數(shù)秒、數(shù)分鐘通過(guò)改變酶的活性數(shù)小時(shí)、幾1851.別構(gòu)調(diào)節(jié)的概念小分子化合物與酶分子活性中心以外的某一部位特異結(jié)合(非共價(jià)鍵，可逆)

，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)稱為酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)或變構(gòu)調(diào)節(jié)。①關(guān)鍵酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)1.別構(gòu)調(diào)節(jié)的概念小分子化合物與酶分子活性中心以外的某一部186被調(diào)節(jié)的酶稱為別構(gòu)酶或變構(gòu)酶(allostericenzyme)使酶發(fā)生別構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱為別構(gòu)效應(yīng)劑(allostericeffector)

?

別構(gòu)激活劑allostericeffector——引起酶活性增加的別構(gòu)效應(yīng)劑。?

別構(gòu)抑制劑allostericeffector

——引起酶活性降低的別構(gòu)效應(yīng)劑。被調(diào)節(jié)的酶稱為別構(gòu)酶或變構(gòu)酶?別構(gòu)激活劑alloster1872.別構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制別構(gòu)酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基別構(gòu)效應(yīng)劑：底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物2.別構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制別構(gòu)酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基別構(gòu)效應(yīng)劑：底物、188

別構(gòu)效應(yīng)劑：可以是代謝終產(chǎn)物、酶底物或其它小分子代謝物。催化亞基：別構(gòu)酶分子中有的亞基能與底物結(jié)合起催

化作用稱之為催化亞基。調(diào)節(jié)亞基：別構(gòu)酶分子中有的亞基能與別構(gòu)效應(yīng)劑結(jié)合起調(diào)節(jié)作用稱之為調(diào)節(jié)亞基。

酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)制：

別構(gòu)效應(yīng)劑通過(guò)非共價(jià)鍵與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，引起酶構(gòu)象改變（疏松或緊密）從而影響酶與底物的結(jié)合，使酶活性受到抑制或激活。

別構(gòu)效應(yīng)劑：可以是代謝終產(chǎn)物、酶底物或其它小分189別構(gòu)效應(yīng)劑+酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構(gòu)象改變酶的活性改變（激活或抑制）疏松亞基聚合緊密亞基解聚酶分子多聚化非共價(jià)鍵可逆結(jié)合別構(gòu)效應(yīng)劑+酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構(gòu)象改變酶的活性改變疏松亞基190蛋白激酶A的別構(gòu)調(diào)節(jié)蛋白激酶A的別構(gòu)調(diào)節(jié)1913.別構(gòu)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：⑴酶活性的改變通過(guò)酶分子構(gòu)象的改變而實(shí)現(xiàn)；⑵酶的構(gòu)象變化僅涉及非共價(jià)鍵的變化；⑶調(diào)節(jié)酶活性的因素為代謝物；⑷為一非耗能過(guò)程；⑸無(wú)放大效應(yīng)。3.別構(gòu)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：⑴酶活性的改變通過(guò)酶分子構(gòu)象的改變而實(shí)192代謝途徑別構(gòu)酶別構(gòu)激活劑別構(gòu)抑制劑三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶AMPAMP,ADPATP,長(zhǎng)鏈脂酰CoAATP糖異生丙酮酸羧化酶乙酰CoA,ATPAMP糖原分解磷酸化酶bAMP,G-1-P,PiATP,G-6-P脂酸合成乙酰輔酶A羧化酶檸檬酸，異檸檬酸長(zhǎng)鏈脂酰CoA氨基酸代謝谷氨酸脫氫酶ADP,亮氨酸，蛋氨酸GTP,ATP,NADH嘌呤合成谷胺酰胺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,dATPdTTP一些代謝途徑中的別構(gòu)酶及其效應(yīng)劑代謝途徑別構(gòu)酶別構(gòu)激活劑別構(gòu)抑制劑三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶AMP1934.別構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義①

代謝終產(chǎn)物反饋抑制(feedbackinhibition)反應(yīng)途徑中的酶，使代謝物不致生成過(guò)多。乙酰CoA

乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長(zhǎng)鏈脂酰CoA4.別構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義①代謝終產(chǎn)物反饋抑制(feedb194

②別構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)。G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進(jìn)糖的儲(chǔ)存能量有效儲(chǔ)存ATP生成不過(guò)多②別構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)。G-6-P–+糖原195③別構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。檸檬酸–+6-磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化

乙酰輔酶A

羧化酶

促進(jìn)脂酸的合成③別構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。檸檬酸–+6-磷酸果糖激196②酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)1.化學(xué)修飾的概念酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)生可逆的共價(jià)修飾(covalentmodification)，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學(xué)修飾。②酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)1.化學(xué)修飾的概念酶蛋白肽鏈上某些殘基1972.化學(xué)修飾的主要方式磷酸化---去磷酸乙酰化---脫乙酰甲基化---去甲基腺苷化---脫腺苷SH與–S—S–

互變2.化學(xué)修飾的主要方式磷酸化---去磷酸乙?；?198酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的酶蛋白酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶1993.化學(xué)修飾的特點(diǎn)酶有高（有）或低（無(wú)）活性兩種形式酶蛋白的共價(jià)修飾是可逆的酶促反應(yīng)酶分子出現(xiàn)共價(jià)鍵的變化有些酶具有別構(gòu)與化學(xué)修飾雙重調(diào)節(jié)多受激素調(diào)節(jié)具有放大效應(yīng)，效率較變構(gòu)調(diào)節(jié)高。磷酸化與脫磷酸是最常見(jiàn)的方式。3.化學(xué)修飾的特點(diǎn)酶有高（有）或低（無(wú)）活性兩種形式200意義：由于酶的共價(jià)修飾反應(yīng)是酶促反應(yīng)，只要有少量信號(hào)分子（如激素）存在，即可通過(guò)加速這種酶促反應(yīng)，而使大量的另一種酶發(fā)生化學(xué)修飾，從而獲得放大效應(yīng)。這種調(diào)節(jié)方式快速、效率極高。級(jí)聯(lián)系統(tǒng)(cascadesystem)定義：在一個(gè)連鎖反映中，當(dāng)起始的激酶受到激活后，其他的酶被依次激活，能引起原始信號(hào)放大的酶鏈反應(yīng)體系。意義：由于酶的共價(jià)修飾反應(yīng)是酶促反應(yīng)，只要有少量信號(hào)分子（如201酶級(jí)聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控示意圖腎上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸環(huán)化酶（無(wú)活性）腺苷酸環(huán)化酶（活性）2、ATPcAMP4、磷酸化酶激酶（無(wú)活性）磷酸化酶激酶（活性）ATPADP5、磷酸化酶b（無(wú)活性）磷酸化酶a（活性）ATPADP葡萄糖血液R、cAMP3、蛋白激酶（無(wú)活性）蛋白激酶（活性）6-磷酸葡萄糖6、糖原1-磷酸葡萄糖腎上腺素或胰高血糖素132102104106108葡萄糖456酶級(jí)聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控示意圖腎上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸環(huán)化酶（無(wú)202某些酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)酶反應(yīng)類型效應(yīng)磷酸果糖激酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活丙酮酸脫氫酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活丙酮酸脫羧酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活糖原磷酸化酶磷酸化／脫磷酸激活/抑制磷酸化酶b激酶磷酸化／脫磷酸激活/抑制磷酸化酶磷酸酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活糖原合酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活三酰甘油脂肪酶（脂肪細(xì)胞）磷酸化／脫磷酸激活/抑制HMG-CoA還原酶磷