第十章物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)

第十章物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)第一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一

第一節(jié)物質(zhì)代謝的特點TheSpecialtyofMetabolism第二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一一、整體性

糖類

脂類蛋白質(zhì)水

無機鹽維生素各種物質(zhì)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第三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一二、代謝調(diào)節(jié)機體有精細的調(diào)節(jié)機制，調(diào)節(jié)代謝的強度、方向和速度內(nèi)外環(huán)境不斷變化影響機體代謝適應(yīng)環(huán)境的變化第四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一三、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、功能各異第五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池例如各種組織

消化吸收的糖

肝糖原分解糖異生血糖第六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一五、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直接供能第七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一六、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第八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系MetabolicInterrelationships第九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一糖類脂類蛋白質(zhì)葡萄糖甘油、脂酸氨基酸乙酰CoA2H三羧酸循環(huán)H2OCO2線粒體H2OATP一、在能量代謝上的相互關(guān)系物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系第十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一一、在能量代謝上的相互關(guān)系物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系

從能量供應(yīng)的角度看，三大營養(yǎng)物質(zhì)可以互相代替，并互相制約。

一般情況下，供能以糖及脂為主，盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。第十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一脂肪分解增強ATP增多ATP/ADP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）例如第十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一二、糖、脂和蛋白質(zhì)代謝之間的相互關(guān)系

體內(nèi)糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸等的代謝不是彼此獨立的，而是相互關(guān)聯(lián)的。通過共同的中間物而互相轉(zhuǎn)變。物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系第十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一食物糖肝糖原非糖物質(zhì)血糖3.89-6.11mmol/LCO2+H2O肝、肌糖原其他糖脂肪、氨基酸等物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系第十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一葡萄糖6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油醛磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸乳酸物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖磷酸二羥丙酮1,3-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸糖酵解胞液第十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一乙酰CoA草酰乙酸

檸檬酸

異檸檬酸

酮戊二酸

琥珀酰CoA

琥珀酸

延胡索酸

蘋果酸TCA葡萄糖6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油醛磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸乳酸物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系2H2HGTP2H2H糖的有氧氧化第十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系磷酸戊糖途徑糖原1-磷酸葡萄糖乙酰CoA草酰乙酸

檸檬酸

異檸檬酸

酮戊二酸

琥珀酰CoA

琥珀酸

延胡索酸

蘋果酸TCA葡萄糖6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油醛磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸乳酸第十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系二、糖與脂肪代謝的關(guān)系糖原1-磷酸葡萄糖乙酰CoA草酰乙酸

檸檬酸

異檸檬酸

酮戊二酸

琥珀酰CoA

琥珀酸

延胡索酸

蘋果酸TCA葡萄糖6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油醛磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸乳酸磷酸戊糖途徑磷酸二羥丙酮甘油脂肪

脂酸乙酰CoA酮體

肝第十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一1.攝入的糖量超過能量消耗時

葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）第十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一2.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、腸磷酸甘油葡萄糖第二十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一3.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第二十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系三、糖與氨基酸代謝的關(guān)系糖原1-磷酸葡萄糖乙酰CoA草酰乙酸

檸檬酸

異檸檬酸

酮戊二酸

琥珀酰CoA

琥珀酸

延胡索酸

蘋果酸TCA葡萄糖6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油醛磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸乳酸氨基酸丙氨酸，蘇氨酸，色氨酸亮氨酸賴氨酸半胱氨酸甘氨酸酪氨酸苯丙氨酸纈氨酸蛋氨酸異亮氨酸精氨酸組氨酸谷氨酸酮體異亮氨酸，苯丙氨酸酪氨酸、蘇氨酸，色氨酸天冬氨酸第二十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一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)樘恰５诙?，共六十九頁，編輯?023年，星期一2.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第二十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一四、脂類與氨基酸代謝的關(guān)系物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系氨基酸乙酰CoA脂肪

1.蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)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第二十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一——但不能說，脂類可轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被嶂悆H脂肪的甘油可通過生成磷酸甘油醛，循糖酵解途徑逆行生成糖，進而轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜仨毎被?。第二十六頁，共六十九頁，編輯?023年，星期一四、核酸與氨基酸代謝的關(guān)系物質(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第二十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一糖脂肪氨基酸核苷酸第二十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一第三節(jié)組織、器官的代謝特點及聯(lián)系1、機體各組織、器官之間通過血液循環(huán)及神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)聯(lián)成統(tǒng)一整體。2、各組織、器官的代謝方式有共同之處，但又各具特色。第二十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一1、肝（liver）：組織、器官的代謝特點及聯(lián)系是機體物質(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特而重要的作用。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。第三十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一2、心臟（heart）：以酮體、乳酸、游離脂酸，葡萄糖為能源，以有氧氧化途徑為主。組織、器官的代謝特點及聯(lián)系第三十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一3、腦（brain）：是機體耗能的主要器官，以葡萄糖為主要供能物質(zhì)，由血糖供應(yīng)。長期饑餓時，利用酮體為能源。組織、器官的代謝特點及聯(lián)系第三十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一4、肌肉組織（muscle）：以氧化脂酸為主，在劇烈運動時，以無氧酵解為主。肌糖原不能直接分解成葡萄糖提供血糖。組織、器官的代謝特點及聯(lián)系第三十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一5、紅細胞（redcell）：能量主要來自葡萄糖的酵解途徑。組織、器官的代謝特點及聯(lián)系第三十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一6、脂肪組織（adiposetissue）：合成及儲存脂肪的重要組織。受激素的調(diào)控而使脂酸分解，供機體其他組織的需要。組織、器官的代謝特點及聯(lián)系第三十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一7、腎（kidney）：可進行糖異生，生成酮體。組織、器官的代謝特點及聯(lián)系第三十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一代謝調(diào)節(jié)TheRegulationofMetabolism第四節(jié)第三十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過細胞內(nèi)代謝物濃度的變化，對酶的活性及含量進行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為原始調(diào)節(jié)或細胞水平代謝調(diào)節(jié)。單細胞生物第三十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一高等生物——三級水平代謝調(diào)節(jié)細胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)高等生物在進化過程中，出現(xiàn)了專司調(diào)節(jié)功能的內(nèi)分泌細胞及內(nèi)分泌器官，其分泌的激素可對其他細胞發(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，或通過神經(jīng)纖維及神經(jīng)遞質(zhì)對靶細胞直接發(fā)生影響，或通過某些激素的分泌來調(diào)節(jié)某些細胞的代謝及功能，并通過各種激素的互相協(xié)調(diào)而對機體代謝進行綜合調(diào)節(jié)。第三十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一一、細胞水平的代謝調(diào)節(jié)這是生物最基本的調(diào)節(jié)方式。代謝調(diào)節(jié)?細胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是酶水平的調(diào)節(jié)。?細胞內(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)主要是通過對關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。第四十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一（一）細胞內(nèi)酶的分隔分布

酶的隔離分布為代謝調(diào)節(jié)創(chuàng)造了有利條件，使某些調(diào)節(jié)因素可以較為專一地影響某一細胞組分中的酶的活性，而不致影響其他組分中的酶的活性，從而保證了整體反應(yīng)的有序性。

第四十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一多酶體系在細胞內(nèi)的分布第四十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一關(guān)鍵酶代謝途徑中催化最慢一個反應(yīng)的酶，稱為關(guān)鍵酶或限速酶。

關(guān)鍵酶催化反應(yīng)的特點：（1）它催化的反應(yīng)速度最慢,故又稱為限速酶，它的活性決定整個代謝途徑的總速度（2）這類酶催化單向反應(yīng)或非平衡反應(yīng)，因此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(yīng)劑的調(diào)節(jié)第四十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)Ⅰ快速調(diào)節(jié)

通過改變酶的分子結(jié)構(gòu)，從而改變其活性來調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)的速度，數(shù)秒及數(shù)分鐘即可實現(xiàn)。變構(gòu)調(diào)節(jié)

化學修飾調(diào)節(jié)Ⅱ遲緩調(diào)節(jié)

通過酶蛋白分子的合成或降解以改變細胞內(nèi)酶的含量來調(diào)節(jié)酶的活性，需數(shù)小時或幾天才能實現(xiàn)。第四十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一1.變構(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，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)稱為酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)或別構(gòu)調(diào)節(jié)。（二）關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)第四十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一被調(diào)節(jié)的酶稱為變構(gòu)酶或別構(gòu)酶(allostericenzyme)使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱為變構(gòu)效應(yīng)劑(allostericeffector)

?變構(gòu)激活劑allostericeffector——引起酶活性增加的變構(gòu)效應(yīng)劑。?變構(gòu)抑制劑allostericeffector

——引起酶活性降低的變構(gòu)效應(yīng)劑。第四十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一糖和脂肪代謝酶系中某些變構(gòu)酶及其變構(gòu)效應(yīng)劑代謝途徑變構(gòu)酶激活變構(gòu)劑抑制變構(gòu)劑糖氧化分解已糖激酶

G-6-P

磷酸果糖激酶AMP、ADP、FDP、PiATP、檸檬酸

丙酮酸激酶FDPATP、乙酸CoA

異檸檬酸脫氫酶AMPATP、長鏈脂酰CoA

檸檬酸合成酶ADP、AMPATP糖異生果糖-1，6-二磷酸酶

AMP

丙酮酸羥化酶乙酰CoA、ATP

脂肪酸合成乙酰CoA羥化酶檸檬酸、異檸檬酸長鏈脂酰CoA第四十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一3.變構(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多。乙酰CoA

乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長鏈脂酰CoA第四十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一

②變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費。G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進糖的儲存第四十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一③變構(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

促進脂酸的合成第五十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一（三）酶的化學修飾調(diào)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(diào)節(jié)稱為酶的化學修飾。第五十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一2.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–互變第五十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一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-磷酸化的酶蛋白第五十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一

某些酶的酶促化學修飾調(diào)節(jié)酶類反應(yīng)類型效應(yīng)糖無磷酸化酶磷酸化／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/激活糖元合成酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活丙酮酸脫羥酶磷酸化／脫磷酸抑制/激活脂肪酶（脂肪細胞）磷酸化／脫磷酸激活/抑制谷氨酰胺合成酶（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/氧化第五十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一3.酶促化學修飾的特點①酶蛋白的共價修飾是可逆的酶促反應(yīng)，在不同酶的作用下，酶蛋白的活性狀態(tài)可互相轉(zhuǎn)變。催化互變反應(yīng)的酶在體內(nèi)可受調(diào)節(jié)因素如激素的調(diào)控。②具有放大效應(yīng)，效率較變構(gòu)調(diào)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(gòu)調(diào)節(jié)和化學修飾調(diào)節(jié)。第五十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一第五十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一（四）酶量的調(diào)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)誘導劑和阻遏劑可在轉(zhuǎn)錄水平或翻譯水平影響蛋白質(zhì)的合成，故調(diào)節(jié)效應(yīng)出現(xiàn)較遲緩。第五十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一

1.底物對酶合成的誘導作用

2.產(chǎn)物對酶合成的阻遏

3.激素對酶合成的誘導作用

4.藥物對酶合成的誘導作用

常見的誘導或阻遏方式第五十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一(二)酶蛋白分子降解的調(diào)節(jié)

酶蛋白受細胞內(nèi)溶酶體中蛋白水解酶的催化而降解，因此,凡能改變蛋白水解酶活性或蛋白水解酶在溶酶體內(nèi)分布的因素，都可間接地影響酶蛋白的降解速度。第五十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一內(nèi)、外環(huán)境改變機體相關(guān)組織分泌激素激素與靶細胞上的受體結(jié)合靶細胞產(chǎn)生生物學效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境改變激素作用機制二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)第六十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一激素的定義激素是一類由特殊的細胞合成并分泌的化學物質(zhì)，它隨血液循環(huán)于全身，作用于特定的組織或細胞(稱為靶組織或靶細胞，targetcell)，指導細胞的物質(zhì)代謝沿著一定的方向進行。受體是一類可以與相應(yīng)的配體(ligand)特異性結(jié)合的物質(zhì)，常為糖蛋白或脂蛋白。激素作為一類配體，與受體的結(jié)合具有高度的特異性和親和性。只有那些具有相應(yīng)受體的細胞才可以成為該激素的靶細胞，激素的作用必須通過其受體來實現(xiàn)。

第六十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期一激素的分類膜受體激素

這類激素都是親水的，難以通過脂質(zhì)雙分子層，它們的受體是位于細胞膜