第11章物质代谢的联系与调节级唐旭东.ppt

《第11章物质代谢的联系与调节级唐旭东.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第11章物质代谢的联系与调节级唐旭东.ppt（56页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、第九章第九章 物质代谢的联系与调节物质代谢的联系与调节Metabolic Interrelationships and Regulation第一节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点第二节第二节 物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系第三节第三节 某些组织、器官的代谢特点某些组织、器官的代谢特点第四节第四节 代谢调节（重点）代谢调节（重点）（了解，自学）（了解，自学）第一节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点 体内各种物质（糖、脂、蛋白质、水、体内各种物质（糖、脂、蛋白质、水、无机盐和维生素等）的代谢构成一个统一的无机盐和维生素等）的代谢构成一个统一的整体。整体。（一）整体性（一）整体性彼此相互

2、联系彼此相互联系彼此相互转化彼此相互转化彼此相互依存彼此相互依存（二）物质代谢与能量代谢相偶联（二）物质代谢与能量代谢相偶联新陈代谢新陈代谢同化同化作用作用异化异化作用作用物质物质合成合成吸收吸收能量能量物质物质分解分解释放释放能量能量物质物质代谢代谢能量能量代谢代谢 直线途径直线途径(如如-氧化氧化)分支途径分支途径(如许多分支点如许多分支点:丙酮酸丙酮酸等等)循环途径循环途径(如如TACTAC、鸟氨酸循环等、鸟氨酸循环等)（三）代谢途径的多样性（三）代谢途径的多样性幻灯片 7丙酮酸丙酮酸糖糖草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA糖糖天冬氨酸天冬氨酸丙氨酸丙氨酸乳酸乳酸 机体存在精细的调节机制，使各

3、种机体存在精细的调节机制，使各种物质代谢能适应内外环境的变化。物质代谢能适应内外环境的变化。调节各种物质代谢的调节各种物质代谢的强度强度调节各种物质代谢的调节各种物质代谢的方向方向调节各种物质代谢的调节各种物质代谢的速度速度（四）代谢调节（四）代谢调节（五）物质代谢的组织特异性（五）物质代谢的组织特异性不同的组不同的组织、器官织、器官结构不同结构不同酶系的种类酶系的种类、含量不同、含量不同代谢途径不同代谢途径不同、功能各异、功能各异v肝脏含糖、脂、蛋白质代谢的各种酶肝脏含糖、脂、蛋白质代谢的各种酶系，是物质代谢的总枢纽。系，是物质代谢的总枢纽。同一种代谢物共同参加到同一代同一种代谢物共同参加到

4、同一代谢池中代谢。谢池中代谢。如：血糖代谢池、氨基酸代谢池等如：血糖代谢池、氨基酸代谢池等（六）各种代谢物均具有共同的代谢池（六）各种代谢物均具有共同的代谢池（七）（七）ATP是机体能量储存和利用的共同形式是机体能量储存和利用的共同形式 生物合成、肌肉收缩、物质的主动转生物合成、肌肉收缩、物质的主动转运等均需要消耗运等均需要消耗ATP营养物营养物分解分解释放释放能量能量ADP+PiATP直直接接供供能能（八）（八）NADPH为某些物质合成提供还原当量为某些物质合成提供还原当量脂酸、胆固醇等脂酸、胆固醇等乙酰乙酰CoA磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径NADPH+H+第二节第二节 物质代谢的相互联系物质代

5、谢的相互联系Metabolic Interrelationships一、在能量代谢上的相互联系一、在能量代谢上的相互联系三大营养素三大营养素糖糖脂肪脂肪蛋白质蛋白质共同中共同中间产物间产物乙酰乙酰CoACoA2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPCOCO2 2共同最终共同最终代谢通路代谢通路TAC三大营养素可在体内氧化供能三大营养素可在体内氧化供能从能量供应角度看，三大营养素可以相互从能量供应角度看，三大营养素可以相互代替，并相互制约。代替，并相互制约。一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。节约蛋白质的消耗。任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和任

6、一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约其他物质的降解。节约其他物质的降解。二、糖、脂和蛋白质代谢之间的相互联系二、糖、脂和蛋白质代谢之间的相互联系（一）糖代谢与脂代谢的相互联系（一）糖代谢与脂代谢的相互联系摄糖过多摄糖过多变构变构+乙酰辅酶乙酰辅酶A羧化酶羧化酶合成合成脂肪酸脂肪酸储脂储脂 肥胖肥胖及血及血TG 柠檬酸柠檬酸 合成糖原储存（肝、肌肉）合成糖原储存（肝、肌肉）乙酰辅酶乙酰辅酶A*糖可以转变为脂肪糖可以转变为脂肪*脂肪的甘油部分能在体内转变为糖，脂肪的甘油部分能在体内转变为糖，但但脂酸不能转变为糖脂酸不能转变为糖脂肪脂肪脂肪酸脂肪酸 动员动员甘油甘油糖糖（少）（少）-磷酸甘油磷酸甘

7、油（少）（少）乙酰乙酰CoA（多）（多）*糖代谢的正常糖代谢的正常进行是脂肪分进行是脂肪分解代谢顺利进解代谢顺利进行的前提行的前提糖代谢糖代谢 草酰乙酸草酰乙酸 三羧酸三羧酸循环循环糖异生糖异生高血酮症高血酮症DMv糖可以转变为胆固醇，也能为磷脂糖可以转变为胆固醇，也能为磷脂合成提供原料。合成提供原料。v胆固醇不能转变为糖，磷酸甘油磷胆固醇不能转变为糖，磷酸甘油磷脂中的甘油部分可以转变成糖。脂中的甘油部分可以转变成糖。（一）糖代谢与脂代谢的相互（一）糖代谢与脂代谢的相互联系联系除除生酮生酮aa（Leu和和Lys）外，其余）外，其余aa均可生均可生成成-酮酸酮酸，并循糖异生途径转变为糖。，并循糖

8、异生途径转变为糖。生酮兼生糖氨基酸：生酮兼生糖氨基酸：异亮、酪、苏、苯丙、色异亮、酪、苏、苯丙、色糖代谢中间产物可氨基化转变为糖代谢中间产物可氨基化转变为非必需非必需aa（但（但不能不能转变成转变成8种必需种必需aa）。）。食物中蛋白质食物中蛋白质能能代替糖、脂供能，但食物代替糖、脂供能，但食物中糖、脂中糖、脂不能不能代替蛋白质。代替蛋白质。（二）糖代谢与氨基酸代谢的相互联系（二）糖代谢与氨基酸代谢的相互联系 所有所有aa均能分解生成乙酰均能分解生成乙酰CoA，用于，用于脂脂 肪、胆固醇合成。肪、胆固醇合成。aa（如如Ser）亦可作为磷脂合成原料。）亦可作为磷脂合成原料。仅脂肪动员的仅脂肪动员

9、的甘油甘油可进入糖酵解途径可进入糖酵解途径并转变为并转变为非必需非必需aa（但不能转变成（但不能转变成8种种必需必需aa）。）。脂酸不能转变为任何氨基酸。脂酸不能转变为任何氨基酸。（三）脂类代谢与氨基酸代谢的相互联系（三）脂类代谢与氨基酸代谢的相互联系Gly、Asp、Gln及一碳单位是合成及一碳单位是合成嘌呤的原料嘌呤的原料Asp、Gln及一碳单位是合成嘧啶及一碳单位是合成嘧啶的原料的原料（四）核（四）核苷苷酸与氨基酸代谢的相互关系酸与氨基酸代谢的相互关系脂肪脂肪Leu、LysTyrProVal,Ile,Met,ThrAspGluArgHisPro酮体、胆固醇酮体、胆固醇AlaTrpSerGl

10、yThrCys甘油甘油脂酸脂酸葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA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磷酸丙糖磷酸丙糖第三节第三节 组织器官的代谢特点及联系组织器官的代谢特点及联系（了解，自学）（了解，自学）第四节第四节 代谢调节代谢调节（重点与难点）（重点与难点）代谢调节作用的代谢调节作用的三三个水平：个水平：细胞水平细胞水平的代谢调节（酶活性和酶量，代谢的代谢调节（酶活性和酶量，代谢物浓度，区室化）物浓度，区室化）-本章重点本章重点 激素水平激素水平的代谢调节（内分泌细胞的代谢调节（内分泌细胞激素激素细胞内代谢）细胞内代谢）整体水平整体水平的代谢调节

11、（中枢神经的代谢调节（中枢神经神经递质神经递质效应器效应器激素分泌激素分泌细胞内代谢）细胞内代谢）（一）细胞内酶的隔离分布（区室化）（一）细胞内酶的隔离分布（区室化）胞液：胞液：糖酵解、糖原合成糖酵解、糖原合成与分解、糖异生、磷酸戊与分解、糖异生、磷酸戊糖途径、脂酸合成糖途径、脂酸合成酶系酶系一、细胞水平的代谢调节一、细胞水平的代谢调节胞核：胞核：核酸合成核酸合成酶系酶系线粒体线粒体：三羧酸循环、氧三羧酸循环、氧化磷酸化、呼吸链、脂酸化磷酸化、呼吸链、脂酸氧化氧化酶系酶系关键酶（调节酶、限速酶）的概念关键酶（调节酶、限速酶）的概念 一个代谢途径的速度和方向，一个代谢途径的速度和方向，常由一个或

12、几个具有调节作用的关键常由一个或几个具有调节作用的关键酶的活性所决定。这些调节代谢的酶酶的活性所决定。这些调节代谢的酶称称调节酶调节酶（regulatory enzyme）或）或关关键酶键酶（key enzyme）或）或限速酶限速酶（rate-limting enzyme）1.所催化的反应所催化的反应速度最慢速度最慢，故又称故又称限速酶限速酶；关键酶的特点关键酶的特点:2.催化单向反应或非平衡反应，故能决定催化单向反应或非平衡反应，故能决定 整个代谢途径的整个代谢途径的方向方向；3.常处于代谢途径的常处于代谢途径的起始部位或分支处起始部位或分支处；4.酶活性除受底物影响外，还受多种酶活性除受底

13、物影响外，还受多种代代 谢物或效应剂谢物或效应剂的调节。的调节。糖原合成糖原合成 糖原糖原合合酶酶糖原分解糖原分解 磷酸化酶磷酸化酶糖酵解糖酵解 己糖激酶，己糖激酶，PFK-1，丙酮酸激酶丙酮酸激酶糖有氧氧化糖有氧氧化 丙酮酸脱氢酶系，柠檬酸合酶，丙酮酸脱氢酶系，柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶,酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系糖异生糖异生 丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧激丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧激 酶酶,果糖果糖1,6-二磷酸酶二磷酸酶,葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶脂酸合成脂酸合成 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶胆固醇合成胆固醇合成 HMGCoA还原酶还原酶某些重要代谢途径的

14、关键酶某些重要代谢途径的关键酶代谢途径代谢途径 关键酶关键酶变构调节变构调节共价共价(化学化学)修饰调节修饰调节代谢调节主要通过对关键酶活性的调节实现代谢调节主要通过对关键酶活性的调节实现快速调节快速调节(数秒数秒数分数分)迟缓调节迟缓调节(数小时数小时数天数天)酶的代谢调节酶的代谢调节酶量酶量的调节的调节酶蛋白酶蛋白的的合成合成酶蛋白酶蛋白的的降解降解酶活性酶活性调节调节(二二)关键酶的变构调节关键酶的变构调节1.变构调节的概念变构调节的概念（allosteric regulation）小分子小分子化合物化合物与与酶酶蛋白分子蛋白分子活性活性中心以外中心以外的部位的部位非共价非共价结合，使结

15、合，使酶蛋酶蛋白构象白构象发生变化，从而增强或减弱酶发生变化，从而增强或减弱酶的的活性活性。这种调节方式称。这种调节方式称 变构部位变构部位(别构部位别构部位)allosteric site 与变构效应剂结合的部位与变构效应剂结合的部位变构酶变构酶(别构酶别构酶)allosteric enzyme 被变构调节的酶被变构调节的酶变构效应剂变构效应剂 allosteric effector 使酶发生变构效应的物质使酶发生变构效应的物质2.变构调节的机制变构调节的机制变构酶变构酶(寡聚酶寡聚酶)催化亚基催化亚基调节亚基调节亚基与底物结合与底物结合起催化作用起催化作用与变构效应剂与变构效应剂非共价非共

16、价结合起调节作用结合起调节作用变构效应剂的种类：变构效应剂的种类：底物、代谢终产物、代谢中间产物、底物、代谢终产物、代谢中间产物、其他小分子代谢物其他小分子代谢物酶活性的变构调节酶活性的变构调节(抑制抑制)示意图示意图变构剂变构剂酶酶底物底物活活性性中中心心变变构构中中心心变构效应变构效应3.变构调节的生理意义变构调节的生理意义 代谢终产物反馈抑制代谢终产物反馈抑制(feedback inhibition)反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶丙二酰丙二酰CoA长链脂酰长链脂酰CoA变构调节使能量得以有效变构调节使能量得以有效贮存贮存 G-6-P+糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶抑制抑制糖原分解糖原分解糖原合酶糖原合酶促进促进糖糖原合成原合成血糖升高血糖升高促进促进糖的储存糖的储存变构调节变构调节维持代谢物的动态平衡维持代谢物的动态平衡 ATP（）6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1（）糖分解糖分解丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶果糖果糖-1,6-二磷酸酶二磷酸酶-1（+）（+）糖异生糖异生 血糖浓度恒定血糖浓度恒定 变构调节