課時(shí)第09章物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)課件

1、第9章物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)Metabolic Interrelationships & Regulation物質(zhì)代謝的特點(diǎn)物質(zhì)代謝的特點(diǎn)The Specialty of Metabolism第一節(jié)第一節(jié)一、體內(nèi)各種物質(zhì)代謝過程互相聯(lián)系一、體內(nèi)各種物質(zhì)代謝過程互相聯(lián)系形成一個(gè)整體形成一個(gè)整體 糖類糖類 脂類脂類蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)水水 無機(jī)鹽無機(jī)鹽維生素維生素各種物質(zhì)代謝之間互有聯(lián)系，相互依存。各種物質(zhì)代謝之間互有聯(lián)系，相互依存。 消化吸收消化吸收中間代謝中間代謝廢物排泄廢物排泄二、機(jī)體物質(zhì)代謝不斷受到精細(xì)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)體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)

2、制，調(diào)節(jié)代謝的機(jī)制，調(diào)節(jié)代謝的強(qiáng)度、方向和速度強(qiáng)度、方向和速度內(nèi)外環(huán)境內(nèi)外環(huán)境不斷變化不斷變化影響機(jī)體代謝影響機(jī)體代謝適應(yīng)環(huán)境適應(yīng)環(huán)境的變化的變化三、各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色三、各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)不同酶系的種類、酶系的種類、含量不同含量不同不同的組不同的組織、器官織、器官代謝途徑不同、代謝途徑不同、功能各異功能各異四、各種代謝物均具有各自共同的四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池代謝池n例如：例如：各各種種組組織織 消化吸收的糖消化吸收的糖 肝糖原分解肝糖原分解糖異生糖異生血血糖糖五、五、ATP是機(jī)體儲(chǔ)存能量和消耗能量是機(jī)體儲(chǔ)存能量和消耗能量的共同形式的共同形式營(yíng)養(yǎng)物

3、營(yíng)養(yǎng)物分解分解釋放釋放能量能量ADP+PiATP直直接接供供能能六、六、NADPH提供合成代謝所需的還原當(dāng)量提供合成代謝所需的還原當(dāng)量n例如：例如：乙酰乙酰CoANADPH + H +脂酸、膽固醇脂酸、膽固醇 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系Metabolic Interrelationships第二節(jié)第二節(jié)一、各種能量物質(zhì)的代謝相互聯(lián)系一、各種能量物質(zhì)的代謝相互聯(lián)系相互制約相互制約三大營(yíng)養(yǎng)素三大營(yíng)養(yǎng)素共同中共同中間產(chǎn)物間產(chǎn)物共同最終共同最終代謝通路代謝通路糖糖脂肪脂肪蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)乙酰乙酰CoACoATAC2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPCOCO2 2三大營(yíng)養(yǎng)素可

4、在體內(nèi)氧化供能。三大營(yíng)養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。從能量供應(yīng)的角度看，三大營(yíng)養(yǎng)素可以從能量供應(yīng)的角度看，三大營(yíng)養(yǎng)素可以互相代替，并互相制約?；ハ啻妫⒒ハ嘀萍s。一般情況下，機(jī)體優(yōu)先利用燃料的次序一般情況下，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。，并盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。 脂肪分解脂肪分解增強(qiáng)增強(qiáng)ATP 增多增多ATP/ADP 比值增高比值增高任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢(shì)，常能抑制任一供能物質(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。和節(jié)約其他物質(zhì)的降解。糖分解被抑制糖分解被抑制 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1被抑

5、制被抑制(糖分解代謝限速酶之一糖分解代謝限速酶之一) n例如：例如：饑餓時(shí)：饑餓時(shí)： 肝糖原分解肝糖原分解 ，肌糖原分解肌糖原分解 肝糖異生肝糖異生 ，蛋白質(zhì)分解蛋白質(zhì)分解 以脂酸、酮體分解供能以脂酸、酮體分解供能為主為主蛋白質(zhì)分解明顯降低蛋白質(zhì)分解明顯降低1 2 天天3 4 周周（一）（一）體內(nèi)糖可轉(zhuǎn)變脂肪，但（偶數(shù)）脂肪酸體內(nèi)糖可轉(zhuǎn)變脂肪，但（偶數(shù)）脂肪酸不能轉(zhuǎn)變成糖不能轉(zhuǎn)變成糖 1. 攝入的糖量超過能量消耗時(shí)：攝入的糖量超過能量消耗時(shí)： 二、糖、脂和蛋白質(zhì)代謝通過中間代謝二、糖、脂和蛋白質(zhì)代謝通過中間代謝物而相互聯(lián)系物而相互聯(lián)系葡葡萄萄糖糖乙酰乙酰CoA合成脂肪合成脂肪（脂肪組織）（脂肪

6、組織）合成糖原儲(chǔ)存（肝、肌肉）合成糖原儲(chǔ)存（肝、肌肉）2. 脂肪的甘油部分能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵镜母视筒糠帜茉隗w內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵嶂嵋阴Ｒ阴oA葡萄糖葡萄糖脂脂肪肪甘油甘油甘油激酶甘油激酶肝、腎、腸肝、腎、腸磷酸磷酸- -甘油甘油葡葡萄萄糖糖3. 脂肪的分解代謝受糖代謝的影響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)饑餓、糖供應(yīng)不足或糖代謝障礙時(shí)：高酮血癥高酮血癥草酰乙酸草酰乙酸相對(duì)不足相對(duì)不足糖不足糖不足脂肪大量動(dòng)員脂肪大量動(dòng)員酮體生成增加酮體生成增加氧化氧化受阻受阻（二）體內(nèi)糖與大部分氨基酸碳架部分可以（二）體內(nèi)糖與大部分氨基酸碳架部分可以相互轉(zhuǎn)變相互轉(zhuǎn)變例如：例如：丙氨酸丙

7、氨酸丙酮酸丙酮酸脫氨基脫氨基糖異生糖異生葡萄糖葡萄糖1. 大部分氨基酸脫氨基后，生成相應(yīng)的大部分氨基酸脫氨基后，生成相應(yīng)的-酮酸，酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘强赊D(zhuǎn)變?yōu)樘?. 糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些非必需糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些非必需氨基酸氨基酸糖糖丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA檸檬酸檸檬酸- -酮戊二酸酮戊二酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪 1. 蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹镜鞍踪|(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?2. 氨基酸可作為合成磷脂的原料氨基酸可作為合成磷脂的原料絲氨酸絲氨酸磷脂酰絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺膽胺腦磷脂腦磷脂膽堿膽堿卵磷脂卵磷脂（三）脂類不

8、能轉(zhuǎn)變成氨基酸，但氨基酸能轉(zhuǎn)（三）脂類不能轉(zhuǎn)變成氨基酸，但氨基酸能轉(zhuǎn)變成脂肪變成脂肪 但不能說，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被帷５荒苷f，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。脂肪脂肪甘油甘油磷酸甘油醛磷酸甘油醛糖酵解途徑糖酵解途徑丙酮酸丙酮?其他其他-酮酸酮酸某些非必需氨基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镜母视筒糠挚赊D(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被幔ㄋ模┠承┌被崾呛塑账幔ㄋ模┠承┌被崾呛塑账? /核酸合成的前體核酸合成的前體 1. 氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳單位一碳單位合成嘌呤合成嘌呤合成嘧啶合成嘧啶2. 磷酸核糖由磷

9、酸戊糖途徑提供磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸檸檬酸檸檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸絲氨酸絲氨酸蘇氨酸蘇氨酸色氨酸色氨酸異亮氨酸異亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸異亮氨酸異亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸絲氨酸絲氨酸 蘇氨酸蘇氨酸 纈氨酸纈氨酸酮體酮體亮氨酸亮氨酸 賴氨酸賴氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸

10、精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺組氨酸組氨酸 脯氨酸脯氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系T A C體內(nèi)重要組織、器官的代謝體內(nèi)重要組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系特點(diǎn)及聯(lián)系Metabolic Specialty & Interrelationships of Important Tissues & Apparatus in the Body 第三節(jié)第三節(jié)在糖、脂、蛋白質(zhì)在糖、脂、蛋白質(zhì)、水、鹽及維生素代謝中、水、鹽及維生素代謝中均具有獨(dú)特而重要的作用均具有獨(dú)特而重要的作用。合成、儲(chǔ)存糖原合成、儲(chǔ)存糖原分解糖原生成葡萄糖，釋放入血分解糖原生成葡萄糖，釋放

11、入血是糖異生的主要器官是糖異生的主要器官肝在糖代謝中的作用肝在糖代謝中的作用n例如：例如：肝在維持血糖穩(wěn)定中起重要作用。肝在維持血糖穩(wěn)定中起重要作用。一、肝是人體最重要的物質(zhì)代謝一、肝是人體最重要的物質(zhì)代謝中心和樞紐中心和樞紐酮體酮體乳酸乳酸 游離脂酸游離脂酸葡萄糖葡萄糖正常優(yōu)先以脂酸為燃料產(chǎn)生正常優(yōu)先以脂酸為燃料產(chǎn)生ATP。能量可依次。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。以消耗自由脂酸、葡萄糖、酮體等能源物質(zhì)提供。 二、心可利用多種能源物質(zhì)，二、心可利用多種能源物質(zhì)，以有氧氧化為主以有氧氧化為主耗能大，耗氧多。耗能大，耗氧多。葡萄糖為主要能源，每天消耗約葡萄糖為主要能源，每

12、天消耗約100g100g。 不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)，利用酮體。不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)，利用酮體。 三、腦主要利用葡萄糖供能且耗氧量大三、腦主要利用葡萄糖供能且耗氧量大 合成、儲(chǔ)存肌糖原；合成、儲(chǔ)存肌糖原；通常以脂酸氧化為主要供能通常以脂酸氧化為主要供能方式；方式； 劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，以糖酵劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，以糖酵解為主。解為主。四、肌肉主要氧化脂肪酸，強(qiáng)烈四、肌肉主要氧化脂肪酸，強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量乳酸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量乳酸五、糖酵解是為成熟紅細(xì)胞提供五、糖酵解是為成熟紅細(xì)胞提供能量的主要途徑能量的主要途徑紅細(xì)胞沒有線粒紅細(xì)胞沒有線粒體，每天消耗體，每天消耗15 20g葡萄糖。葡萄糖。合成及儲(chǔ)存脂肪

13、的重要組織；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)將脂肪分解成脂酸、甘油，供機(jī)體其他組織利用。體其他組織利用。 六、脂肪組織是合成、儲(chǔ)存脂肪六、脂肪組織是合成、儲(chǔ)存脂肪的重要組織的重要組織腎髓質(zhì)主要由糖酵解腎髓質(zhì)主要由糖酵解供能；腎皮質(zhì)主要由脂酸供能；腎皮質(zhì)主要由脂酸、酮體有氧氧化供能。、酮體有氧氧化供能。七、腎是可進(jìn)行糖異生和生成酮體七、腎是可進(jìn)行糖異生和生成酮體兩種代謝的器官兩種代謝的器官代謝調(diào)節(jié)方式代謝調(diào)節(jié)方式The Way for Regulation of Metabolism第四節(jié)第四節(jié)代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重

14、要特征。主要通過細(xì)胞內(nèi)代謝物濃主要通過細(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)。調(diào)節(jié)或細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)。單細(xì)胞生物單細(xì)胞生物高等生物高等生物 三級(jí)水平代謝調(diào)節(jié)三級(jí)水平代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)內(nèi)分泌細(xì)胞及內(nèi)分泌器官分泌的激素可對(duì)其他細(xì)胞內(nèi)分泌細(xì)胞及內(nèi)分泌器官分泌的激素可對(duì)其他細(xì)胞發(fā)揮代謝調(diào)節(jié)作用。發(fā)揮代謝調(diào)節(jié)作用。整體水平代謝調(diào)節(jié)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)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)

15、生影響，或通過某些激素的分泌來遞質(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)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)。調(diào)而對(duì)機(jī)體代謝進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。 一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要調(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。細(xì)胞內(nèi)酶呈隔離分布。 代謝途徑的速度、方向由其中的代謝途徑的速度、方向由其中的關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶(key enzyme)的活性決定。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)而代謝調(diào)節(jié)主

16、要是通過對(duì)關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。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（一）細(xì)胞酶系有特定細(xì)胞和亞細(xì)胞區(qū)域的隔離分布隔離分布代謝途徑有關(guān)酶類常常組成多酶體系，分布于代謝途徑有關(guān)酶類常常組成多酶體系，分布于細(xì)胞的某一區(qū)域細(xì)胞的某一區(qū)域 。多酶體系多酶體系分布分布多酶體系多酶體系分布分布DNA及及RNA合成合成細(xì)胞核細(xì)胞核糖酵解糖酵解胞液胞液蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液 戊糖磷酸途徑戊糖磷酸途徑胞液胞液糖原合成糖原合成胞液胞液糖異生糖異生胞液胞液脂酸合成脂酸合成胞液胞液脂酸脂酸氧化氧化線粒體線粒體膽固醇合成膽固醇合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液多種水解酶多種水解酶溶酶體溶酶

17、體磷脂合成磷脂合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)線粒體線粒體血紅素合成血紅素合成胞液，線粒體胞液，線粒體氧化磷酸化氧化磷酸化線粒體線粒體尿素合成尿素合成胞液，線粒體胞液，線粒體呼吸鏈呼吸鏈線粒體線粒體主要代謝途徑多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布主要代謝途徑多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布 n酶隔離分布的意義酶隔離分布的意義: :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)。對(duì)各途徑的特異調(diào)節(jié)。 速度最慢，故又稱其為速度最慢，故又稱其為限速酶限速酶(limiting velocity en

18、zymes)。 催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)。催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)。 這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或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)。效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)。n關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：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)鍵酶決定及方向由其中的關(guān)鍵酶決定 。代謝途徑代謝途徑關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶糖原降解糖原降解磷酸化酶磷酸化酶糖原合成糖原合成糖原合酶糖原合酶糖酵解糖酵解己糖激酶己糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 -1丙酮酸激酶丙酮酸激酶糖有氧氧化糖有氧氧化丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫

19、氫酶系檸檬酸合酶檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶糖異生糖異生丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖雙磷酸酶果糖雙磷酸酶-1 -1脂酸合成脂酸合成乙酰輔酶乙酰輔酶A A羧化酶羧化酶膽固醇合成膽固醇合成HMGHMG輔酶輔酶A A還原酶還原酶某某些些重重要要代代謝謝途途徑徑的的關(guān)關(guān)鍵鍵酶酶 快速代謝快速代謝 遲緩代謝遲緩代謝數(shù)秒、數(shù)分鐘數(shù)秒、數(shù)分鐘通過改變酶的活性通過改變酶的活性數(shù)小時(shí)、幾天數(shù)小時(shí)、幾天通過改變酶的含量通過改變酶的含量 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié) (allosteric regulation)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)化學(xué)修飾調(diào)節(jié) (chemical modifica

20、tion) 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。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。1代謝途徑關(guān)鍵酶多數(shù)受到變構(gòu)調(diào)節(jié)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)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)稱象變化，從而改變酶的活性，這種調(diào)節(jié)稱為酶的為酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)或或別構(gòu)調(diào)節(jié)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（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)活性變構(gòu)調(diào)節(jié)被調(diào)節(jié)的酶稱為被調(diào)節(jié)的酶稱為變構(gòu)酶變構(gòu)酶或或別構(gòu)酶別構(gòu)酶( (alloster

21、ic enzyme) )。使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱為使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱為變構(gòu)效應(yīng)劑變構(gòu)效應(yīng)劑 ( (allosteric effector) ) 。 變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑 allosteric effector 引起酶活引起酶活性增加的變構(gòu)效應(yīng)劑。性增加的變構(gòu)效應(yīng)劑。 變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑 allosteric effector 引起酶活引起酶活性降低的變構(gòu)效應(yīng)劑。性降低的變構(gòu)效應(yīng)劑。代謝途徑代謝途徑變構(gòu)酶變構(gòu)酶變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑糖酵解糖酵解己糖激酶己糖激酶AMP、ADP、FDP、PiG-6-P磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1FDP、ADP、AMP檸檬酸、檸檬酸、A

22、TP丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATP，乙酰，乙酰CoA三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶檸檬酸合酶AMPATP，長(zhǎng)鏈脂酰，長(zhǎng)鏈脂酰CoA異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶AMP，ADPATP糖異生糖異生丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶乙酰乙酰CoA，ATPAMP糖原分解糖原分解磷酸化酶磷酸化酶bAMP，G-1-P，PiATP，G-6-P脂酸合成脂酸合成乙酰輔酶乙酰輔酶A羧化酶羧化酶檸檬酸，異檸檬酸檸檬酸，異檸檬酸長(zhǎng)鏈脂酰長(zhǎng)鏈脂酰CoA氨基酸代謝氨基酸代謝谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶ADP，亮氨酸，蛋氨酸，亮氨酸，蛋氨酸GTP，ATP，NADH嘌呤合成嘌呤合成谷氨酰胺谷氨酰胺PRPP酰胺酰胺轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶AMP，GMP嘧啶合

23、成嘧啶合成天冬氨酸轉(zhuǎn)甲酰酶天冬氨酸轉(zhuǎn)甲酰酶CTP，UTP核酸合成核酸合成脫氧胸苷激酶脫氧胸苷激酶dCTP，dATPdTTP一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其變構(gòu)效應(yīng)劑一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其變構(gòu)效應(yīng)劑 2代謝途徑的起始物或產(chǎn)物通過變構(gòu)調(diào)節(jié)影響代謝途徑的起始物或產(chǎn)物通過變構(gòu)調(diào)節(jié)影響代謝途徑代謝途徑 變構(gòu)酶變構(gòu)酶催化亞基催化亞基調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基變構(gòu)效應(yīng)劑：變構(gòu)效應(yīng)劑：底物、終產(chǎn)物底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物其他小分子代謝物變構(gòu)效應(yīng)劑變構(gòu)效應(yīng)劑 + + 酶的調(diào)節(jié)亞基酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構(gòu)象改變酶的構(gòu)象改變酶的活性改變酶的活性改變（激活或抑制（激活或抑制 ）疏松疏松亞基聚合亞基聚合緊密緊密亞基解聚亞基解聚酶分子

24、多聚化酶分子多聚化3. 變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義 代謝終產(chǎn)物代謝終產(chǎn)物反饋抑制反饋抑制 (feedback inhibition) 反應(yīng)途徑中的酶，使代謝物不致生成過多。反應(yīng)途徑中的酶，使代謝物不致生成過多。乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶丙二酰丙二酰CoA長(zhǎng)鏈脂酰長(zhǎng)鏈脂酰CoA 變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)。變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)。G-6-P+ +糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶抑制糖的氧化抑制糖的氧化糖原合酶糖原合酶促進(jìn)糖的儲(chǔ)存促進(jìn)糖的儲(chǔ)存變構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。變構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。檸檬酸檸檬酸+6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1抑

25、制糖的氧化抑制糖的氧化 乙酰輔酶乙酰輔酶A 羧化酶羧化酶 促進(jìn)脂酸的合成促進(jìn)脂酸的合成（三）關(guān)鍵酶活性可由酶的化學(xué)修飾調(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)鍵酶活性關(guān)鍵酶活性酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)生可逆的生可逆的共價(jià)修飾共價(jià)修飾(covalent modification)，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化酶的化學(xué)修飾學(xué)修飾。n化學(xué)修飾的主要方式：化學(xué)修飾的主要方式：磷酸化磷酸化 - - - 去磷酸去磷酸乙?；阴；?- - - 脫乙酰脫

26、乙酰甲基化甲基化 - - - 去甲基去甲基腺苷化腺苷化 - - - 脫腺苷脫腺苷 SH 與與 S S 互變互變酶酶化學(xué)修飾類型化學(xué)修飾類型酶活性改變酶活性改變糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷酸化磷酸化/脫磷酸脫磷酸激活激活/抑制抑制磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶磷酸化磷酸化/脫磷酸脫磷酸激活激活/抑制抑制糖原合酶糖原合酶磷酸化磷酸化/脫磷酸脫磷酸抑制抑制/激活激活丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫羧酶磷酸化磷酸化/脫磷酸脫磷酸抑制抑制/激活激活磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸化磷酸化/脫磷酸脫磷酸抑制抑制/激活激活丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶磷酸化磷酸化/脫磷酸脫磷酸抑制抑制/激活激活HMG-CoA還原酶還原酶磷酸化磷酸化/

27、脫磷酸脫磷酸抑制抑制/激活激活HMG-CoA還原酶激酶還原酶激酶磷酸化磷酸化/脫磷酸脫磷酸激活激活/抑制抑制乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶磷酸化磷酸化/脫磷酸脫磷酸抑制抑制/激活激活脂肪細(xì)胞甘油三酯脂肪酶脂肪細(xì)胞甘油三酯脂肪酶磷酸化磷酸化/脫磷酸脫磷酸激活激活/抑制抑制黃嘌呤氧化脫氫酶黃嘌呤氧化脫氫酶SH/-S-S-脫氫酶脫氫酶/氧化酶氧化酶酶促化學(xué)修飾對(duì)酶活性的調(diào)節(jié)酶促化學(xué)修飾對(duì)酶活性的調(diào)節(jié) 酶的磷酸化與脫磷酸化酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的磷酸化的酶蛋白酶蛋白2酶

28、促化學(xué)修飾的特點(diǎn)酶促化學(xué)修飾的特點(diǎn) ：酶蛋白的共價(jià)修飾是可逆的酶促反應(yīng)。酶蛋白的共價(jià)修飾是可逆的酶促反應(yīng)。具有放大效應(yīng)，效率較變構(gòu)調(diào)節(jié)高。具有放大效應(yīng)，效率較變構(gòu)調(diào)節(jié)高。磷酸化與脫磷酸是最常見的方式。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)。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)。（四）改變細(xì)胞內(nèi)酶的含量可調(diào)節(jié)酶的活性（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)白基因的表達(dá) 2調(diào)節(jié)細(xì)胞酶含量也可通過改變酶蛋白降解速度調(diào)節(jié)細(xì)胞酶含量也可通過改變酶蛋白降解速度內(nèi)、外環(huán)境改變內(nèi)、外環(huán)境改變機(jī)

29、體相關(guān)組機(jī)體相關(guān)組織分泌激素織分泌激素激素與靶細(xì)胞激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合上的受體結(jié)合靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境改變境改變n激素作用機(jī)制：激素作用機(jī)制：二、激素通過作用特異受體調(diào)節(jié)二、激素通過作用特異受體調(diào)節(jié)代謝過程代謝過程n激素分類：激素分類： 膜受體激素膜受體激素 胞內(nèi)受體激素胞內(nèi)受體激素按激素受體在細(xì)胞的部位不同，分為：按激素受體在細(xì)胞的部位不同，分為：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n激素作用方式：激素作用方式： 2激素激素-胞內(nèi)受體復(fù)合物可影響基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)胞內(nèi)受體復(fù)合物可影響基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)細(xì)胞

30、代謝細(xì)胞代謝（一）糖、脂和蛋白質(zhì)代謝在不同饑餓狀態(tài)有（一）糖、脂和蛋白質(zhì)代謝在不同饑餓狀態(tài)有不同改變不同改變糖原消耗糖原消耗血糖趨于降低血糖趨于降低胰島素分泌減少胰島素分泌減少胰高血糖素胰高血糖素分泌增加分泌增加 引起一系列的代謝變化引起一系列的代謝變化1.短期饑餓時(shí)脂肪動(dòng)員增加而減少糖的利用短期饑餓時(shí)脂肪動(dòng)員增加而減少糖的利用 三、機(jī)體通過神經(jīng)系統(tǒng)及神經(jīng)三、機(jī)體通過神經(jīng)系統(tǒng)及神經(jīng)-體液途體液途徑整體調(diào)節(jié)體內(nèi)物質(zhì)代謝徑整體調(diào)節(jié)體內(nèi)物質(zhì)代謝 （1）脂代謝變化）脂代謝變化脂肪動(dòng)員加強(qiáng)，酮體生成增多脂肪動(dòng)員加強(qiáng)，酮體生成增多（2）糖代謝變化）糖代謝變化 糖異生加強(qiáng)，糖異生加強(qiáng)，組織對(duì)葡萄糖利用降低組

31、織對(duì)葡萄糖利用降低（3）蛋白質(zhì)代謝變化）蛋白質(zhì)代謝變化肌蛋白質(zhì)分解加強(qiáng)，氨基酸異生成糖肌蛋白質(zhì)分解加強(qiáng)，氨基酸異生成糖2長(zhǎng)期饑餓時(shí)各組織發(fā)生與短期饑餓不同的長(zhǎng)期饑餓時(shí)各組織發(fā)生與短期饑餓不同的代謝改變代謝改變 ：（1）蛋白質(zhì)代謝變化）蛋白質(zhì)代謝變化 蛋白質(zhì)分解減少蛋白質(zhì)分解減少（2）糖代謝變化）糖代謝變化肝腎糖異生增強(qiáng)肝腎糖異生增強(qiáng)肝糖異生的主要原料為乳酸、丙酮酸肝糖異生的主要原料為乳酸、丙酮酸（3）脂代謝變化）脂代謝變化脂肪動(dòng)員進(jìn)一步加強(qiáng)脂肪動(dòng)員進(jìn)一步加強(qiáng)腦組織利用酮體增加腦組織利用酮體增加（二）應(yīng)激增加糖、脂和蛋白質(zhì)分解的能源供（二）應(yīng)激增加糖、脂和蛋白質(zhì)分解的能源供應(yīng)，限制能源存積應(yīng)，限

32、制能源存積n概念：概念：應(yīng)激應(yīng)激(stress)指人體受到一些異乎尋常指人體受到一些異乎尋常的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及劇烈情緒波動(dòng)等所作出一系列毒、感染及劇烈情緒波動(dòng)等所作出一系列反應(yīng)的反應(yīng)的“ “ 緊張狀態(tài)緊張狀態(tài) ” ”。n機(jī)體整體反應(yīng)：機(jī)體整體反應(yīng)：交感神經(jīng)興奮交感神經(jīng)興奮腎上腺髓質(zhì)及皮質(zhì)激素分泌增多腎上腺髓質(zhì)及皮質(zhì)激素分泌增多胰高血糖素胰高血糖素、生長(zhǎng)激素增加，、生長(zhǎng)激素增加，胰島素分泌減少胰島素分泌減少 引起一系列的代謝變化引起一系列的代謝變化n代謝改變：代謝改變：1. 血糖升高血糖升高2. 脂肪動(dòng)員增強(qiáng)脂肪動(dòng)員增強(qiáng)3. 蛋白質(zhì)

33、分解加強(qiáng)蛋白質(zhì)分解加強(qiáng)這對(duì)保證大腦、紅細(xì)胞的供能有重要意義。這對(duì)保證大腦、紅細(xì)胞的供能有重要意義。 為心肌、骨骼肌及腎等組織供能。為心肌、骨骼肌及腎等組織供能。 肌釋出丙氨酸等氨基酸增加。肌釋出丙氨酸等氨基酸增加。 內(nèi)分泌腺或組織內(nèi)分泌腺或組織代謝改變代謝改變血中含量血中含量胰腺胰腺-細(xì)胞、細(xì)胞、-細(xì)胞細(xì)胞胰高血糖素分泌增加、胰島胰高血糖素分泌增加、胰島素分泌抑制素分泌抑制胰高血糖素胰高血糖素胰島素胰島素腎上腺髓質(zhì)、皮質(zhì)腎上腺髓質(zhì)、皮質(zhì)去甲腎上腺素及腎上腺素分去甲腎上腺素及腎上腺素分泌增加、皮質(zhì)醇分泌增加泌增加、皮質(zhì)醇分泌增加腎上腺素腎上腺素皮質(zhì)醇皮質(zhì)醇肝肝糖原分解增加、糖原合成減糖原分解增加

34、、糖原合成減少、糖異生增強(qiáng)、脂酸少、糖異生增強(qiáng)、脂酸氧氧化增加、酮體生成增加化增加、酮體生成增加葡萄糖葡萄糖酮體酮體肌肌糖原分解增加、葡萄糖的攝糖原分解增加、葡萄糖的攝取利用減少、蛋白質(zhì)分解增取利用減少、蛋白質(zhì)分解增加、脂酸加、脂酸-氧化增強(qiáng)氧化增強(qiáng)乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖氨基酸氨基酸脂肪組織脂肪組織脂肪分解增強(qiáng)、葡萄糖攝取脂肪分解增強(qiáng)、葡萄糖攝取及利用減少、脂肪合成減少及利用減少、脂肪合成減少游離脂酸游離脂酸甘油甘油應(yīng)激時(shí)機(jī)體的代謝改變應(yīng)激時(shí)機(jī)體的代謝改變 代謝綜合征代謝綜合征(Metabolic Syndrome, MS) ：以以肥胖、高血壓、糖代謝及血脂異常等為主要臨床肥胖、高血壓、糖代謝及

35、血脂異常等為主要臨床表現(xiàn)的癥候群表現(xiàn)的癥候群 。表現(xiàn)為心腦血管病的多種代謝危險(xiǎn)因素在同表現(xiàn)為心腦血管病的多種代謝危險(xiǎn)因素在同一個(gè)體內(nèi)集結(jié)的狀態(tài)。而超重和肥胖在一個(gè)體內(nèi)集結(jié)的狀態(tài)。而超重和肥胖在MS發(fā)生、發(fā)生、發(fā)展中起著決定性的作用。發(fā)展中起著決定性的作用。 （三）肥胖是多種因素引起的進(jìn)食行為和能量（三）肥胖是多種因素引起的進(jìn)食行為和能量代謝調(diào)節(jié)的紊亂代謝調(diào)節(jié)的紊亂 體質(zhì)性肥胖體質(zhì)性肥胖 ：青少年期多見的肥胖，主要由于：青少年期多見的肥胖，主要由于脂肪細(xì)胞數(shù)量增加所致。脂肪細(xì)胞數(shù)量增加所致。 獲得性肥胖：成人因營(yíng)養(yǎng)過剩引起的肥胖，主獲得性肥胖：成人因營(yíng)養(yǎng)過剩引起的肥胖，主要由于脂肪細(xì)胞體積增加，也有數(shù)量增加。要由于脂肪細(xì)胞體積增加，也有數(shù)量增加。1肥胖者增加脂肪儲(chǔ)存有不同類型肥胖者增加脂肪儲(chǔ)存有不同類型n單純性肥胖單純性肥胖n繼發(fā)性肥胖癥繼發(fā)性肥胖癥 某些神經(jīng)、內(nèi)分泌疾病引起。某些神經(jīng)、內(nèi)分泌疾病引起。肥胖診斷常用標(biāo)準(zhǔn)是肥胖診斷常用標(biāo)準(zhǔn)是體重指數(shù)體重指數(shù)（body mass index, BMI, BMI=體重體重 (kg)/身高身高2 (m2)。如體重超。如體重超過標(biāo)準(zhǔn)體重的過標(biāo)