物質代謝與聯(lián)系的調節(jié)

物質代謝的特點TheSpecialtyofMetabolism第一節(jié)當前1頁，總共69頁。一、整體性

糖類

脂類蛋白質水

無機鹽維生素各種物質代謝之間互有聯(lián)系，相互依存。

消化吸收中間代謝廢物排泄當前2頁，總共69頁。二、代謝調節(jié)機體有精細的調節(jié)機制，調節(jié)代謝的強度、方向和速度內外環(huán)境不斷變化影響機體代謝適應環(huán)境的變化當前3頁，總共69頁。三、各組織、器官物質代謝各具特色結構不同酶系的種類、含量不同不同的組織、器官代謝途徑不同、功能各異當前4頁，總共69頁。四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池例如

消化吸收的糖

肝糖原分解糖異生血糖當前5頁，總共69頁。五、ATP是機體能量利用的共同形式營養(yǎng)物分解釋放能量ADP+PiATP直接供能當前6頁，總共69頁。六、NADPH是合成代謝所需的還原當量例如乙酰CoANADPH+H+脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑當前7頁，總共69頁。物質代謝的相互聯(lián)系MetabolicInterrelationships第二節(jié)當前8頁，總共69頁。一、在能量代謝上的相互聯(lián)系三大營養(yǎng)素共同中間產物共同最終代謝通路糖脂肪蛋白質乙酰CoATCA2H氧化磷酸化ATPCO2三大營養(yǎng)素可在體內氧化供能。當前9頁，總共69頁。從能量供應的角度看，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)約蛋白質的消耗。當前10頁，總共69頁。脂肪分解增強ATP增多ATP/ADP比值增高任一供能物質的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約其他物質的降解。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）例如當前11頁，總共69頁。饑餓時

肝糖原分解，肌糖原分解

肝糖異生，蛋白質分解以脂酸、酮體分解供能為主蛋白質分解明顯降低1~2天3~4周當前12頁，總共69頁。（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

二、糖、脂和蛋白質之間的相互聯(lián)系葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）當前13頁，總共69頁。2.脂肪的甘油部分能在體內轉變?yōu)樘侵嵋阴oA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸-甘油葡萄糖當前14頁，總共69頁。脂肪代謝和糖代謝的關系延胡索酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)甘油乙酰CoA三酰甘油脂肪酸氧化

糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羥丙酮磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸合成植物或微生物當前15頁，總共69頁。糖類脂類氨基酸和核苷酸之間的代謝聯(lián)系PEP丙酮酸生酮氨基酸-酮戊二酸核糖-5-磷酸

甘氨酸天冬氨酸谷氨酰氨丙氨酸甘氨酸絲氨酰蘇氨酸半胱氨酸

氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸二羥丙酮乙酰CoA甘油脂肪酸膽固醇亮氨酸賴氨酸酪酰氨色氨酸笨丙氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸乙酰乙酰CoA脂肪核苷酸天冬氨酸天冬酰氨天冬氨酸苯丙酰氨酪氨酸異亮氨酸甲硫酰氨蘇氨酸纈氨酸琥珀酰CoA蘋果酸草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸乙醛酸蛋白質淀粉、糖原核酸生糖氨基酸谷氨酰氨組氨酸脯氨酸精氨酸谷氨酸延胡索酸琥珀酸丙二單酰CoA1-磷酸葡萄糖當前16頁，總共69頁。3.脂肪的分解代謝受糖代謝的影響?zhàn)囸I、糖供應不足或糖代謝障礙時高酮血癥草酰乙酸相對不足糖不足脂肪大量動員酮體生成增加氧化受阻當前17頁，總共69頁。（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，生成相應的α-酮酸，可轉變?yōu)樘恰．斍?8頁，總共69頁。2.糖代謝的中間產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當前19頁，總共69頁。氨基酸乙酰CoA脂肪

1.蛋白質可以轉變?yōu)橹?/p>

2.氨基酸可作為合成磷脂的原料絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺腦磷脂膽堿卵磷脂（三）脂類與氨基酸代謝的相互聯(lián)系當前20頁，總共69頁?！?/p>

但不能說，脂類可轉變?yōu)榘被?。脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途徑丙酮?/p>

其他α-酮酸某些非必需氨基酸3.脂肪的甘油部分可轉變?yōu)榉潜匦璋被岙斍?1頁，總共69頁。（四）核酸與糖、蛋白質代謝的相互聯(lián)系

1.氨基酸是體內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.磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供當前22頁，總共69頁。葡萄糖、糖原丙酮酸乙酰CoA脂肪Leu、Lys草酰乙酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸TyrProVal,Ile,Met,ThrAspGluArgHisPro膽固醇、酮體AlaTrpSerGlyThrCys甘油脂酸當前23頁，總共69頁。糖酵解和葡萄糖異生的關系（胞液）（線粒體）葡萄糖丙酮酸草酰乙酸天冬氨酸磷酸二羥丙酮3-P-甘油醛-酮戊二酸乳酸谷氨酸丙氨酸TCA循環(huán)乙酰CoAPEPG-6-PF-6-PF-1.6-P丙酮酸草酰乙酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸3-P-甘油甘油ABC1C2AG-6-P磷酸酯酶BF-1.6-P磷酸酯酶C1丙酮酸羧化酶C2PEP羧激酶當前24頁，總共69頁。組織、器官的代謝特點及聯(lián)系MetabolicSpecialtyandInterrelationshipsofTissuesandApparatus第三節(jié)當前25頁，總共69頁。是機體物質代謝的樞紐。在糖、脂、蛋白質、水、鹽及維生素代謝中均具有獨特而重要的作用。肝合成、儲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。當前26頁，總共69頁。酮體乳酸

游離脂酸葡萄糖以葡萄糖有氧氧化供能為主。心臟當前27頁，總共69頁。耗能大，耗氧多。葡萄糖為主要能源。不能利用脂酸，葡萄糖供應不足時，利用酮體。

腦當前28頁，總共69頁。合成、儲存糖原；通常以脂酸氧化為主要供能方式；劇烈運動時，以糖酵解為主。肌肉當前29頁，總共69頁。能量主要來自糖酵解。紅細胞當前30頁，總共69頁。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。

脂肪組織當前31頁，總共69頁。也可進行糖異生和生成酮體；腎髓質主要由糖酵解供能；腎皮質主要由脂酸、酮體有氧氧化供能。腎臟當前32頁，總共69頁。代謝調節(jié)TheRegulationofMetabolism第四節(jié)當前33頁，總共69頁。代謝調節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過細胞內代謝物濃度的變化，對酶的活性及含量進行調節(jié)，這種調節(jié)稱為原始調節(jié)或細胞水平代謝調節(jié)。單細胞生物當前34頁，總共69頁。高等生物——

三級水平代謝調節(jié)細胞水平代謝調節(jié)激素水平代謝調節(jié)高等生物在進化過程中，出現(xiàn)了專司調節(jié)功能的內分泌細胞及內分泌器官，其分泌的激素可對其他細胞發(fā)揮代謝調節(jié)作用。整體水平代謝調節(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)遞質對靶細胞直接發(fā)生影響，或通過某些激素的分泌來調節(jié)某些細胞的代謝及功能，并通過各種激素的互相協(xié)調而對機體代謝進行綜合調節(jié)。當前35頁，總共69頁。

一、細胞水平的代謝調節(jié)?細胞水平的代謝調節(jié)主要是酶水平的調節(jié)。?細胞內酶呈隔離分布。?代謝途徑的速度、方向由其中的關鍵酶(keyenzyme)的活性決定。?代謝調節(jié)主要是通過對關鍵酶活性的調節(jié)而實現(xiàn)的。當前36頁，總共69頁。（一）細胞內酶的隔離分布代謝途徑有關酶類常常組成多酶體系，分布于細胞的某一區(qū)域。當前37頁，總共69頁。多酶體系在細胞內的分布當前38頁，總共69頁。當前39頁，總共69頁。

酶的隔離分布的意義

——避免了各種代謝途徑互相干擾。當前40頁，總共69頁。①速度最慢，它的速度決定整個代謝途徑的總速度，故又稱其為限速酶(limitingvelocityenzymes)。②催化單向反應不可逆或非平衡反應，它的活性決定整個代謝途徑的方向。③這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應劑的調節(jié)。關鍵酶催化的反應具有以下特點：代謝途徑是一系列酶促反應組成的，其速度及方向由其中的關鍵酶決定。當前41頁，總共69頁。例：糖代謝的關鍵酶當前42頁，總共69頁。

快速代謝

遲緩代謝數(shù)秒、數(shù)分鐘通過改變酶的活性數(shù)小時、幾天通過改變酶的含量變構調節(jié)(allostericregulation)化學修飾調節(jié)(chemicalmodification)?代謝調節(jié)主要是通過對關鍵酶活性的調節(jié)而實現(xiàn)的。當前43頁，總共69頁。1.變構調節(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合，引起酶蛋白分子構象變化，從而改變酶的活性，這種調節(jié)稱為酶的變構調節(jié)或別構調節(jié)。（二）關鍵酶的變構調節(jié)當前44頁，總共69頁。被調節(jié)的酶稱為變構酶或別構酶(allostericenzyme)使酶發(fā)生變構效應的物質，稱為變構效應劑(allostericeffector)

?變構激活劑allostericeffector——引起酶活性增加的變構效應劑。?變構抑制劑allostericeffector——引起酶活性降低的變構效應劑。當前45頁，總共69頁。2.變構調節(jié)的機制變構酶催化亞基調節(jié)亞基變構效應劑：底物、終產物其他小分子代謝物當前46頁，總共69頁。變構效應劑+酶的調節(jié)亞基酶的構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當前47頁，總共69頁。3.變構調節(jié)的生理意義①

代謝終產物反饋抑制(feedbackinhibition)反應途徑中的酶，使代謝物不致生成過多。乙酰CoA

乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長鏈脂酰CoA當前48頁，總共69頁。

②變構調節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費。G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進糖的儲存當前49頁，總共69頁。③變構調節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調。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

促進脂酸的合成當前50頁，總共69頁。（三）酶的化學修飾調節(jié)1.化學修飾的概念酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)生可逆的共價修飾(covalentmodification)，從而引起酶活性改變，這種調節(jié)稱為酶的化學修飾。當前51頁，總共69頁。2.化學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–互變當前52頁，總共69頁。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-磷酸化的酶蛋白當前53頁，總共69頁。3.化學修飾的特點①酶蛋白的共價修飾是可逆的酶促反應，在不同酶的作用下，酶蛋白的活性狀態(tài)可互相轉變。催化互變反應的酶在體內可受調節(jié)因素如激素的調控。②具有放大效應，效率較變構調節(jié)高。③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調節(jié)和化學修飾調節(jié)。當前54頁，總共69頁。（四）酶量的調節(jié)1.酶蛋白合成的誘導與阻遏加速酶合成的化合物稱為誘導劑(inducer)減少酶合成的化合物稱為阻遏劑(repressor)當前55頁，總共69頁。

常見的誘導或阻遏方式Ⅰ

底物對酶合成的誘導和阻遏Ⅱ產物對酶合成的阻遏Ⅲ激素對酶合成的誘導Ⅳ藥物對酶合成的誘導當前56頁，總共69頁。輔因子對已有酶活性的調節(jié)

能荷對代謝的調節(jié)[NADH]/[NAD+]對代謝的調節(jié)金屬離子濃度對代謝的調節(jié)當前57頁，總共69頁。2.酶蛋白降解溶酶體蛋白酶體——

釋放蛋白水解酶，降解蛋白質——

泛素識別、結合蛋白質；蛋白水解酶降解蛋白質通過改變酶蛋白分子的降解速度，也能調節(jié)酶的含量。當前58頁，總共69頁。內、外環(huán)境改變機體相關組織分泌激素激素與靶細胞上的受體結合靶細胞產生生物學效應，適應內外環(huán)境改變激素作用機制二、激素水平的代謝調節(jié)當前59頁，總共69頁。激素分類

Ι

膜受體激素Ⅱ胞內受體激素按激素受體在細胞的部位不同，分為：當前60頁，總共69頁。1.膜受體激素的作用方式激素作用方式當前61頁，總共69頁。肽類激素通過cAMP-蛋白激酶調節(jié)代謝示意圖

ATP

cAMP+PPi內在蛋白質的磷酸化作用改變細胞的生理過程細胞膜細胞膜cR蛋白激酶（無活性）c+RcATP蛋白激酶（有活性）受體環(huán)化酶激素G蛋白當前62頁，總共69頁。酶級聯(lián)系統(tǒng)調控示意圖意義：由于酶的共價修飾反應是酶促反應，只要有少量信號分子（如激素）存在，即可通過加速這種酶促反應，而使大量的另一種酶發(fā)生化學修飾，從而獲得放大效應。這種調節(jié)方式快速、效率極高。腎上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸環(huán)化酶（無活性）腺苷酸環(huán)化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶（無活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶（無活性）磷酸化酶激酶（