第九章 物质代谢的联系与调节.ppt

　　第九章物质代谢的联系与调节

　　Metabolic Interrelationships and Regulation

　　本章学习内容安排

　　第一节 物质代谢的特点(自学)

　　第二节 物质代谢的相互关系

　　第三节 组织、器官的代谢特点(自学)

　　第四节 代谢调节

　　物质代谢的相互联系

　　Metabolic Interrelationships

　　第 二 节

　　一、在能量代谢上的相互联系

　　三大营养素

　　共同中间产物

　　共同最终代谢通路

　　(Gp:) 糖

　　(Gp:) 脂肪

　　(Gp:) 蛋白质

　　(Gp:) 乙酰CoA

　　(Gp:) TAC

　　(Gp:) 2H

　　(Gp:) 氧化磷酸化

　　(Gp:) ATP

　　(Gp:) CO2

　　三大营养素可在体内氧化供能

　　(Gp:) 1

　　(Gp:) 2

　　(Gp:) 3

　　(Gp:) 4

　　氨基酸分解代谢

　　糖的有氧氧化

　　脂酸 氧化分解

　　酮体 氧化分解

　　乙酰CoA的来源

　　乙酰CoA的去路

　　进入三羧酸循环

　　合成脂酸

　　合成酮体和胆固醇

　　乙酰CoA

　　1

　　2

　　3

　　(一)糖代谢与脂代谢的相互联系

　　1. 摄入的糖量超过能量消耗时

　　二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系

　　(Gp:) 葡萄糖

　　(Gp:) 乙酰CoA

　　(Gp:) 合成脂肪 (脂肪组织)

　　(Gp:) 合成糖原储存(肝、肌肉)

　　2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖

　　(Gp:) 脂酸

　　(Gp:) 乙酰CoA

　　(Gp:) 葡萄糖

　　(Gp:) 脂 肪

　　(Gp:) 甘油

　　(Gp:) 甘油激酶

　　(Gp:) 肝、肾、肠

　　(Gp:) 磷酸-甘油

　　(Gp:) 葡萄糖

　　3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响

　　饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时

　　(Gp:) 高酮血症

　　(Gp:) 草酰乙酸相对不足

　　(Gp:) 糖不足

　　(Gp:) 脂肪大量动员

　　(Gp:) 酮体生成增加

　　(Gp:) 氧化受阻

　　丙氨酸

　　丙酮酸

　　葡萄糖

　　脱氨基

　　糖异生

　　(二)糖与氨基酸代谢的相互联系

　　1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α-酮酸，可转变为糖。

　　例如

　　2. 糖代谢的中间产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

　　柠檬酸

　　α-酮戊二酸

　　(Gp:) 丙氨酸

　　(Gp:) 天冬氨酸

　　(Gp:) 谷氨酸

　　(Gp:) 氨基酸

　　(Gp:) 乙酰CoA

　　(Gp:) 脂肪

　　1. 蛋白质可以转变为脂肪

　　2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料

　　(Gp:) 丝氨酸

　　(Gp:) 磷脂酰丝氨酸

　　(Gp:) 胆胺

　　(Gp:) 脑磷脂

　　(Gp:) 胆碱

　　(Gp:) 卵磷脂

　　(三)脂类与氨基酸代谢的相互联系

　　—— 但不能说，脂类可转变为氨基酸

　　(Gp:) 脂肪

　　(Gp:) 甘油

　　(Gp:) 磷酸甘油醛

　　(Gp:) 糖酵解途径

　　(Gp:) 丙酮酸

　　(Gp:) 其他α-酮酸

　　(Gp:) 某些非必需氨基酸

　　3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸

　　(四)核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系

　　1. 氨基酸是体内合成核酸的重要原料

　　(Gp:) 甘氨酸

　　(Gp:) 天冬氨酸

　　(Gp:) 谷氨酰胺

　　(Gp:) 一碳单位

　　(Gp:) 合成嘌呤

　　(Gp:) 合成嘧啶

　　2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供

　　代 谢 调 节 The Regulation of Metabolism

　　第 四 节

　　一、细胞水平的代谢调节

　　? 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 ? 细胞内酶呈隔离分布。 ? 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶(key enzyme)的活性决定。 ? 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。

　　(一)细胞内酶的隔离分布

　　代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于细胞的某一区域

　　酶的隔离分布的意义 —— 避免了各种代 谢途径互相干扰。

　　关键酶催化的反应具有下述特点:

　　催化的反应速度最慢

　　催化的反应为单向反应

　　酶活性常受多种效应物的调节

　　1

　　3

　　2

　　快速调节

　　迟缓调节

　　(Gp:) 数秒、数分钟

　　(Gp:) 通过改变酶的活性

　　(Gp:) 数小时、几天

　　(Gp:) 通过改变酶的含量

　　(Gp:) 变构调节 (allosteric regulation)

　　(Gp:) 化学修饰调节 (chemical modification)

　　对关键酶活性的调节方式

　　1. *变构调节的概念

　　小分子化合物与酶分子活性中心以外的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子构象变化，从而改变酶的活性，这种调节称为酶的变构调节或别构调节。

　　(二)关键酶的变构调节

　　2. 变构调节的机制

　　变构酶

　　催化亚基

　　调节亚基

　　变构效应剂：

　　底物、终产物 其它小分子代谢物

　　变构调节

　　变构效应剂 + 酶的调节亚基

　　疏松、紧密、亚基聚合、亚基解聚、酶分子多聚化

　　酶的构象改变

　　酶的活性改变

　　酶的构象改变

　　3. 变构调节的生理意义

　　① 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。

　　(Gp:) 乙酰CoA

　　(Gp:) 乙酰CoA羧化酶

　　(Gp:) 丙二酰CoA

　　(Gp:) 长链脂酰CoA

　　③变构调节使不同的代谢途径相互协调

　　+

　　+

　　-

　　乙酰辅酶A羧化酶

　　6-磷酸果糖激酶-1

　　-

　　柠檬酸

　　脂酸合成

　　糖的氧化

　　②变构调节使能量得以有效利用，不致浪费

　　+

　　+

　　-

　　糖原合酶

　　糖原磷酸化酶

　　-

　　G-6-P

　　糖的储存

　　糖原分解

　　(三)酶的化学修饰调节

　　1. *化学修饰的概念

　　酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发生可逆的共价修饰(covalent modification)，从而引起酶活性改变，这种调节称为酶的化学修饰。

　　2. 化学修饰的主要方式

　　*磷酸化 - - - 去磷酸化

　　乙酰化 - - - 脱乙酰化

　　甲基化 - - - 去甲基化

　　腺苷化 - - - 脱腺苷化

　　SH 与 – S — S – 互变

　　酶的磷酸化与脱磷酸化

　　磷蛋白磷酸酶

　　蛋白激酶

　　ATP

　　酶蛋白

　　磷酸化的酶蛋白

　　Thr、Ser、Tyr

　　3、*酶的化学修饰的特点

　　磷酸化与脱磷酸化是最常见的酶促化学修饰反应

　　被修饰的酶一般都存在相对无活性和有活性的两种形式

　　化学修饰属于酶促共价修饰

　　磷酸化化学修饰的信息源主要是激素—第二信使系统

　　同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节

　　(四)酶量的调节

　　加速酶合成的化合物

　　诱导剂(inducer)

　　阻遏剂 (repressor)

　　减少酶合成的化合物

　　酶蛋白合成的诱导与阻遏

　　激素分类

　　Ι 膜受体激素 Ⅱ 胞内受体激素

　　按激素受体在细胞的部位不同，分为：

　　二、激素水平的代谢调节

　　1. 膜受体激素的作用方式

　　激素作用方式

　　2. 胞内受体激素的作用方式