物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)課件

11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)第十一章物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)一、體內(nèi)各種物質(zhì)代謝過程互相聯(lián)系形成一個(gè)整體

糖類

脂類蛋白質(zhì)水

無機(jī)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11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)二、機(jī)體物質(zhì)代謝不斷受到精細(xì)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11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)五、ATP是機(jī)體儲(chǔ)存能量和消耗能量的共同形式營(yíng)養(yǎng)物分解釋放能量ADP+PiATP直接供能11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)六、NADPH提供合成代謝所需的還原當(dāng)量例如：乙酰CoANADPH+H+脂酸、膽固醇

磷酸戊糖途徑11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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。11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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，機(jī)體優(yōu)先利用燃料的次序是糖原、脂肪和蛋白質(zhì)。供能以糖及脂為主，并盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。

11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)脂肪分解增強(qiáng)ATP增多ATP/ADP比值增高任一供能物質(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：11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)饑餓時(shí)：

肝糖原分解，肌糖原分解

肝糖異生，蛋白質(zhì)分解

以脂酸、酮體分解供能為主蛋白質(zhì)分解明顯降低1~2天3~4周11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)（一）體內(nèi)糖可轉(zhuǎn)變脂肪，但脂肪酸不能轉(zhuǎn)變成糖

1.攝入的糖量超過能量消耗時(shí)：二、糖、脂和蛋白質(zhì)代謝通過中間代謝物而相互聯(lián)系葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲(chǔ)存（肝、肌肉）11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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(shí)：高酮血癥草酰乙酸相對(duì)不足糖不足脂肪大量動(dòng)員酮體生成增加氧化受阻11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)（二）體內(nèi)糖與大部分氨基酸碳架部分可以相互轉(zhuǎn)變例如：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?1物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺腦磷脂膽堿卵磷脂（三）脂類不能轉(zhuǎn)變成氨基酸，但氨基酸能轉(zhuǎn)變成脂肪11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)——

但不能說，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被帷Ｖ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?1物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)（四）某些氨基酸是核苷酸/核酸合成的前體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11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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(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11物質(zhì)代謝調(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)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)而對(duì)機(jī)體代謝進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平的調(diào)節(jié)第一節(jié)11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)

一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶活性?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。?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(duì)關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。（一）細(xì)胞酶系有特定細(xì)胞和亞細(xì)胞區(qū)域的隔離分布代謝途徑有關(guān)酶類常常組成多酶體系，分布于細(xì)胞的某一區(qū)域。11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)多酶體系分布多酶體系分布DNA及RNA合成細(xì)胞核糖酵解胞液蛋白質(zhì)合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液戊糖磷酸途徑胞液糖原合成胞液糖異生胞液脂酸合成胞液脂酸β氧化線粒體膽固醇合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液多種水解酶溶酶體磷脂合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)三羧酸循環(huán)線粒體血紅素合成胞液，線粒體氧化磷酸化線粒體尿素合成胞液，線粒體呼吸鏈線粒體主要代謝途徑多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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)。11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)①速度最慢，它的速度決定整個(gè)代謝途徑的總速度，故又稱其為限速酶(limitingvelocityenzymes)。②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。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)：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。代謝途徑關(guān)鍵酶糖原降解磷酸化酶糖原合成糖原合酶糖酵解己糖激酶磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶糖有氧氧化丙酮酸脫氫酶系檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶糖異生丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖雙磷酸酶-1脂酸合成乙酰輔酶A羧化酶膽固醇合成HMG輔酶A還原酶某些重要代謝途徑的關(guān)鍵酶11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)①快速代謝

②遲緩代謝數(shù)秒、數(shù)分鐘通過改變酶的活性數(shù)小時(shí)、幾天通過改變酶的含量變構(gòu)調(diào)節(jié)

(allostericregulation)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)

(chemicalmodification)?代謝調(diào)節(jié)主要是通過對(duì)關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)1．代謝途徑關(guān)鍵酶多數(shù)受到變構(gòu)調(diào)節(jié)

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）小分子代謝物改變關(guān)鍵酶構(gòu)象對(duì)酶活性變構(gòu)調(diào)節(jié)11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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。11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)代謝途徑變構(gòu)酶變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑糖酵解己糖激酶AMP、ADP、FDP、PiG-6-P磷酸果糖激酶-1FDP檸檬酸丙酮酸激酶ATP，乙酰CoA三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶AMPATP，長(zhǎng)鏈脂酰CoA異檸檬酸脫氫酶AMP，ADPATP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，dATPdTTP一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其變構(gòu)效應(yīng)劑11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)2．代謝途徑的起始物或產(chǎn)物通過變構(gòu)調(diào)節(jié)影響代謝途徑

變構(gòu)酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基變構(gòu)效應(yīng)劑：底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)變構(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11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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(zhǎng)鏈脂酰CoA11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)

②變構(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11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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(jìn)脂酸的合成11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)（三）關(guān)鍵酶活性可由酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)1．通過對(duì)酶蛋白的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)代謝途徑關(guān)鍵酶活性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。11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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11物質(zhì)代謝調(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/脫磷酸激活/抑制磷酸化酶b激酶磷酸化/脫磷酸激活/抑制糖原合酶磷酸化/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/激活脂肪細(xì)胞甘油三酯脂肪酶磷酸化/脫磷酸激活/抑制黃嘌呤氧化脫氫酶SH/-S-S-脫氫酶/氧化酶酶促化學(xué)修飾對(duì)酶活性的調(diào)節(jié)11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)2．酶促化學(xué)修飾的特點(diǎn)

：①酶蛋白的共價(jià)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(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)。11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)（四）改變細(xì)胞內(nèi)酶的含量可調(diào)節(jié)酶的活性1．調(diào)節(jié)酶蛋白含量可通過誘導(dǎo)或阻遏酶蛋白基因的表達(dá)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)11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)常見的誘導(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)11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)2．調(diào)節(jié)細(xì)胞酶含量也可通過改變酶蛋白降解速度溶酶體蛋白酶體——

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)通過改變酶蛋白分子的降解速度，也能調(diào)節(jié)酶的含量。11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)激素水平的調(diào)節(jié)第二節(jié)11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)內(nèi)、外環(huán)境改變機(jī)體相關(guān)組織分泌激素激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境改變激素作用機(jī)制：激素通過作用特異受體調(diào)節(jié)代謝過程11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)激素分類：Ι膜受體激素Ⅱ胞內(nèi)受體激素按激素受體在細(xì)胞的部位不同，分為：11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)1．膜受體激素信號(hào)通過跨膜受體傳遞調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝激素作用方式：11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)

2.激素-胞內(nèi)受體復(fù)合物可影響基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)整體水平的綜合調(diào)節(jié)第三節(jié)11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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。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例如：——肝在維持血糖穩(wěn)定中起重要作用。肝是人體最重要的物質(zhì)代謝中心和樞紐11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)酮體乳酸

游離脂酸葡萄糖正常優(yōu)先以脂酸為燃料產(chǎn)生ATP。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。

心可利用多種能源物質(zhì)，以有氧氧化為主11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)耗能大，耗氧多。葡萄糖為主要能源，每天消耗約100g。

不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)，利用酮體。

腦主要利用葡萄糖供能且耗氧量大11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)合成、儲(chǔ)存肌糖原；通常以脂酸氧化為主要供能方式；劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，以糖酵解為主。肌肉主要氧化脂肪酸，強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量乳酸11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)糖酵解是為成熟紅細(xì)胞提供能量的主要途徑紅細(xì)胞沒有線粒體，每天消耗15

20g葡萄糖。11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)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。

脂肪組織是合成、儲(chǔ)存脂肪的重要組織11物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)腎髓質(zhì)