物質(zhì)代謝的相互調(diào)節(jié)和聯(lián)系PPT課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 物質(zhì)代謝的特點物質(zhì)代謝的特點 整體性整體性 代謝調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié) 各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色 各種代謝物均具有各自共同的代謝池各種代謝物均具有各自共同的代謝池 ATPATP是機體能量利用的共同形式是機體能量利用的共同形式 NADPHNADPH是合成代謝所需的還原當(dāng)量是合成代謝所需的還原當(dāng)量第1頁/共76頁一、整體性一、整體性 糖類糖類 脂類脂類蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)水水 無機鹽無機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第2頁/共76頁脂肪脂肪葡萄糖、葡萄糖、其它單糖其

2、它單糖三羧酸循環(huán)電子傳遞（氧化）蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂肪酸、甘油脂肪酸、甘油多糖多糖氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoAe-磷酸化磷酸化+Pi 小分子化合物分解成共同的中間產(chǎn)物（如丙酮酸、乙酰CoA等） 共同中間物進入三羧酸循環(huán),氧化脫下的氫由電子傳遞鏈傳遞生成H2O，釋放出大量能量，其中一部分通過磷酸化儲存在ATP中。大分子降解大分子降解成基本結(jié)構(gòu)成基本結(jié)構(gòu)單位單位 生物氧化的三個階段第3頁/共76頁二、代謝調(diào)節(jié)二、代謝調(diào)節(jié)機體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機制，調(diào)節(jié)代謝的機制，調(diào)節(jié)代謝的強度、方向和速度強度、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體代謝影響機體代謝適應(yīng)環(huán)境適應(yīng)環(huán)境的變化的變化第4頁/

3、共76頁三、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、功能各異功能各異第5頁/共76頁四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池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第6頁/共76頁五、五、ATP是機體能量利用的共同形式是機體能量利用的共同形式營養(yǎng)物營養(yǎng)物分分 解解釋放釋放能量能量ADP+PiATP直直接接供供能能第7頁/共76頁六、六、NADPH是合成代謝所需的還原當(dāng)量是合成代

4、謝所需的還原當(dāng)量例如例如乙酰乙酰CoANADPH + H+脂酸、膽固醇脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑第8頁/共76頁物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系Metabolic Interrelationships第第 二二 節(jié)節(jié)第9頁/共76頁一、在能量代謝上的相互聯(lián)系一、在能量代謝上的相互聯(lián)系三大營養(yǎng)素三大營養(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 2三大營養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。三大營養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。第10頁/共76頁從能量供應(yīng)的角度看，三大營養(yǎng)素可以互相代從能量供應(yīng)的角

5、度看，三大營養(yǎng)素可以互相代替，并互相制約。替，并互相制約。一般情況下，供能以糖、脂為主，并盡量節(jié)約一般情況下，供能以糖、脂為主，并盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。蛋白質(zhì)的消耗。第11頁/共76頁脂肪分解脂肪分解增強增強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，常能抑制和節(jié)約任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解。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被抑制被抑制（糖分解代謝限速酶之一）（糖分解代謝限速酶之一）例如例如第12頁/共76頁饑餓時饑餓時 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

6、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 周周短期饑餓，蛋白質(zhì)分解加強，短期饑餓，蛋白質(zhì)分解加強， 長期饑餓，蛋白質(zhì)分解明顯降低長期饑餓，蛋白質(zhì)分解明顯降低第13頁/共76頁（一）糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系1. 攝入的糖量超過能量消耗時攝入的糖量超過能量消耗時 二、糖、脂和蛋白質(zhì)二、糖、脂和蛋白質(zhì)之間的相互聯(lián)系之間的相互聯(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）（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）合成糖原儲存（肝、肌肉）第14頁/共76頁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?/p>

7、酸脂酸乙酰乙酰CoA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第15頁/共76頁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饑餓、糖供應(yīng)不足或糖代謝障礙時高酮血癥高酮血癥草酰乙酸草酰乙酸相對不足相對不足糖不足糖不足脂肪大量動員脂肪大量動員酮體生成增加酮體生成增加氧化氧化受阻受阻第16頁/共76頁脂肪代謝和糖代謝的關(guān)系脂肪代謝和糖代謝的關(guān)系琥珀酸琥珀酸草酰乙酸草酰乙酸3-磷酸甘油磷酸甘油TCA乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)甘油甘油乙酰乙酰 CoA三酰三酰甘油甘油脂肪酸脂肪酸 氧氧化化 糖原（或淀粉）糖原

8、（或淀粉）1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮PEP丙酮酸丙酮酸合合成成第17頁/共76頁 糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系1.1.糖可能轉(zhuǎn)變?yōu)橹咎强赡苻D(zhuǎn)變?yōu)橹?.2.脂肪絕大部分不能轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵窘^大部分不能轉(zhuǎn)變?yōu)樘?.3.脂肪分解代謝的強度及順利進行，有賴于脂肪分解代謝的強度及順利進行，有賴于糖代謝的正常進行。糖代謝的正常進行。第18頁/共76頁（二）糖與氨基酸代謝的相互聯(lián)系例如例如丙氨酸丙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，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰Ｍ?，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。?9頁

9、/共76頁2. 糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些 非必需氨基酸非必需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第20頁/共76頁葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原磷酸丙糖磷酸丙糖 磷酸烯醇型丙酮酸磷酸烯醇型丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸 檸檬酸檸檬酸 延胡索酸延胡索酸 a酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 琥珀酸單酰琥珀酸單酰CoA 糖脂肪丙氨酸半胱氨酸甘氨酸絲氨酸蘇氨酸 色氨酸亮氨酸異亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸甲

10、硫氨酸絲氨酸蘇氨酸纈氨酸精氨酸谷氨酰胺組氨酸脯氨酸亮氨酸賴氨酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸乙醛酸乙醛酸第21頁/共76頁 糖代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系糖代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系1.1.大多數(shù)氨基酸（生酮大多數(shù)氨基酸（生酮 AAAA除外）可以除外）可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘寝D(zhuǎn)變?yōu)樘?.2.糖代謝的中間產(chǎn)物僅能轉(zhuǎn)變?yōu)樘谴x的中間產(chǎn)物僅能轉(zhuǎn)變?yōu)?212種非種非必需氨基酸。必需氨基酸。食物中的蛋白質(zhì)不能為糖、脂所替代食物中的蛋白質(zhì)不能為糖、脂所替代第22頁/共76頁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

11、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）脂類與氨基酸代謝的相互聯(lián)系第23頁/共76頁 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岬?4頁/共76頁 脂類代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系脂類代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系1.1.蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹悾旱鞍踪|(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹悾?各種氨基酸分解后均可合成脂酸進而合成脂肪；也可合成膽固醇，氨基酸也是合成磷脂的原料。2.2.脂類不能

12、轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。脂類不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被帷＃▋H甘油可轉(zhuǎn)變?yōu)槟承┓潜匦璋被幔┑?5頁/共76頁（四）核酸與糖、蛋白質(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. 磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供第26頁/共76頁 核酸代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系核酸代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系一些氨基酸參與核苷酸的合成一些氨基酸參與核苷酸的合成磷酸戊糖也是合成核苷酸的原料磷酸戊糖也是合成核苷酸的原料第27頁/共76頁葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA脂

13、肪脂肪Leu、Lys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TyrProVal, Ile,Met, ThrAspGluArgHisPro膽固醇、酮體膽固醇、酮體AlaTrpSerGlyThrCys甘油甘油脂酸脂酸目 錄第28頁/共76頁組織、器官的代謝特點及聯(lián)系組織、器官的代謝特點及聯(lián)系Metabolic Specialty and Interrelationships of Tissues and Apparatus第第 三三 節(jié)節(jié)第29頁/共76頁是機體物質(zhì)代謝的樞紐。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在糖、脂、蛋白質(zhì)、水、鹽及維生素代

14、謝中均具有獨特而重要的作用。有獨特而重要的作用。肝合成、儲存糖原合成、儲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如如肝在維持血糖穩(wěn)定中起重要作用。第30頁/共76頁酮體酮體乳酸乳酸 游離脂酸游離脂酸葡萄糖葡萄糖以葡萄糖有氧氧化供能為主。以葡萄糖有氧氧化供能為主。心臟第31頁/共76頁耗能大，耗氧多。耗能大，耗氧多。 腦耗氧量占全身的20-25%葡萄糖為主要能源。葡萄糖為主要能源。 腦無糖原儲存，平時依靠血糖供能：100g/日不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時，利用酮體。不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時，利用酮體。 長期饑餓時

15、則主要利用酮體為能源：50-100g/日 腦腦第32頁/共76頁合成、儲存糖原；合成、儲存糖原；通常以脂酸氧化為主要供能方式；通常以脂酸氧化為主要供能方式； 劇烈運劇烈運動時，以糖酵解為主。動時，以糖酵解為主。肌肌 肉肉第33頁/共76頁紅細(xì)胞能量主要來自葡萄糖的酵解。30g/日紅紅細(xì)細(xì)胞胞第34頁/共76頁合成及儲存脂肪的重要組織；合成及儲存脂肪的重要組織；將脂肪分解成脂酸、甘油，供機體其他組織利用。將脂肪分解成脂酸、甘油，供機體其他組織利用。 脂肪組織第35頁/共76頁也可進行糖異生和生成酮體；也可進行糖異生和生成酮體；腎髓質(zhì)主要由糖酵解供能；腎皮質(zhì)主要由脂酸、腎髓質(zhì)主要由糖酵解供能；腎皮

16、質(zhì)主要由脂酸、酮體有氧氧化供能。酮體有氧氧化供能。腎臟腎臟第36頁/共76頁代代 謝謝 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)The Regulation of Metabolism第第 四四 節(jié)節(jié)第37頁/共76頁 代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。重要特征。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，對酶的活性及含量度的變化，對酶的活性及含量進行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為進行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為原始原始調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)或或細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)。單細(xì)胞生物單細(xì)胞生物第38頁/共76頁高等生物高等生物 三級水平代謝調(diào)節(jié)三級水平代謝調(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

17、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)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(xì)胞及內(nèi)分泌器官，其分泌的激素可對其他細(xì)胞發(fā)分泌細(xì)胞及內(nèi)分泌器官，其分泌的激素可對其他細(xì)胞發(fā)揮代謝調(diào)節(jié)作用。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)對靶細(xì)胞直接發(fā)生影響，或通過某些激素的分泌來遞質(zhì)對靶細(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)而對機體代謝進行綜合調(diào)節(jié)。調(diào)而對機體代謝進行綜

18、合調(diào)節(jié)。第39頁/共76頁 一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)一、細(xì)胞水平的代謝調(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)主要是通過對關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)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。而實現(xiàn)的。第40頁/共76頁（一）細(xì)胞內(nèi)酶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 。第41頁/共76頁多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分

19、布多酶體系多酶體系分分 布布糖酵解糖酵解胞液胞液磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑糖異生糖異生糖原合成糖原合成三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)線粒體線粒體氧化磷酸化氧化磷酸化線粒體線粒體胞液胞液胞液胞液胞液胞液第42頁/共76頁多酶體系多酶體系分布分布線粒體線粒體脂酸脂酸 氧化氧化脂酸脂酸合成合成胞液胞液內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、胞液內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、胞液膽固醇膽固醇合成合成磷脂磷脂合成合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)DNA、RNA合成合成細(xì)胞核細(xì)胞核第43頁/共76頁 酶的隔離分布的意義酶的隔離分布的意義 避免了各種代謝途徑互相干擾。避免了各種代謝途徑互相干擾。多酶體系多酶體系分分 布布蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成多種水解酶多種水解酶溶酶體溶酶體線粒體、胞液線粒體

20、、胞液尿素合成尿素合成血紅素血紅素合成合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、胞液內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、胞液線粒體、胞液線粒體、胞液第44頁/共76頁 速度最慢，速度最慢，它的速度決定整個代謝途徑的總速度，它的速度決定整個代謝途徑的總速度，故又稱其故又稱其為為限速酶限速酶(limiting velocity enzymes)。 催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)，它的活性決定催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)，它的活性決定整個代謝途徑的方向。整個代謝途徑的方向。 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)。關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點：關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點：代謝途徑是

21、一系列酶促反應(yīng)組成的，其速度及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)鍵酶決定方向由其中的關(guān)鍵酶決定 。第45頁/共76頁 某些重要代謝途徑的關(guān)鍵酶某些重要代謝途徑的關(guān)鍵酶代謝途徑 關(guān)鍵酶糖原合成 磷酸化酶 糖原分解 糖原合成酶糖酵解 已糖激酶、磷酸果糖激酶-1、 丙酮酸激酶糖有氧氧化 丙酮酸脫氫酶系、TAC 檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶、 -酮戊二酸脫氫酶系第46頁/共76頁 某些重要代謝途徑的關(guān)鍵酶某些重要代謝途徑的關(guān)鍵酶代謝途徑 關(guān)鍵酶脂肪動員 甘油三酯脂肪酶脂酸合成 乙酰CoA羧化酶膽固醇合成 HMGCoA還原酶嘌呤合成 谷氨酰胺PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶第47頁/共76頁 快速

22、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、幾天數(shù)小時、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 modification) 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。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48頁/共76頁1. 變構(gòu)調(diào)節(jié)的概念變構(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

23、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）關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)第49頁/共76頁被調(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( (allosteric 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 引起酶活性引起酶活性增加增加的變構(gòu)效應(yīng)劑。的變構(gòu)效應(yīng)劑。 變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑 allosteric effector 引起酶活性引起酶活性降低降低的變構(gòu)效應(yīng)劑。的變構(gòu)效應(yīng)劑。第50頁/共76頁2. 變構(gòu)

24、調(diào)節(jié)的機制變構(gòu)調(diào)節(jié)的機制變構(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第51頁/共76頁變構(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多聚化酶分子多聚化第52頁/共76頁 一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其效應(yīng)劑一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其效應(yīng)劑代謝途徑 變構(gòu)酶 變構(gòu)激活劑 變構(gòu)抑制劑糖酵解 已糖激酶 AMP,ADP,FDP,Pi G-6-P 磷酸果糖激酶-1 FDP 檸檬酸 丙酮酸激酶

25、ATP,乙酰CoA三羧酸循環(huán) 檸檬酸合酶 AMP ATP,長鏈脂酰CoA 異檸檬酸脫氫酶 AMP,ADP ATP 糖異生 丙酮酸羧化酶 乙酰CoA,ATP AMP糖原分解 磷酸化酶b AMP,G1P,Pi ATP,G6P 關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)第53頁/共76頁 一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其效應(yīng)劑一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其效應(yīng)劑代謝途徑 變構(gòu)酶 變構(gòu)激活劑 變構(gòu)抑制劑脂酸合成 乙酰CoA羧化酶 檸檬酸， 長鏈脂酰CoA 異檸檬酸氨基酸代謝 谷氨酸脫氫酶 ADP,亮，蛋 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

26、核酸合成 脫氧胸苷激酶 dCTP,dARP dTTP 關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)第54頁/共76頁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)物反饋抑制代謝終產(chǎn)物反饋抑制 (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長鏈脂酰長鏈脂酰CoA第55頁/共76頁 變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費。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糖的儲存促進糖的儲存第56頁/共

27、76頁變構(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 促進脂酸的合成促進脂酸的合成第57頁/共76頁（三）酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)1. 1. 化學(xué)修飾的概念化學(xué)修飾的概念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)生可逆的共價修飾生可逆的共價修飾(covalent modification)，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學(xué)修飾學(xué)修飾。第58頁/共76頁2. 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

28、化 - - - - - - 去磷酸去磷酸乙?；阴；?- - - - - - 脫乙酰脫乙酰甲基化甲基化 - - - - - - 去甲基去甲基腺苷化腺苷化 - - - - - - 脫腺苷脫腺苷 SH 與與 S S 互變互變第59頁/共76頁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第60頁/共76頁3. 3. 化學(xué)修飾的特點化學(xué)修飾的特點酶蛋白的共價修飾是可逆的酶促反應(yīng)，在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

29、態(tài)可互不同酶的作用下，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)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。節(jié)因素如激素的調(diào)控。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。 同一個酶可以同時受變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。同一個酶可以同時受變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。第61頁/共76頁（四）酶量的調(diào)節(jié)1. 酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏加速酶合成的化合物稱為加速酶合成的化合物稱為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)劑(inducer)減少酶合成的化合物稱為減少酶合成的化合物稱為阻遏劑阻遏劑( (represso

30、r) )第62頁/共76頁 常見的誘導(dǎo)或阻遏方式常見的誘導(dǎo)或阻遏方式 底物對酶合成的誘導(dǎo)和阻遏底物對酶合成的誘導(dǎo)和阻遏 產(chǎn)物對酶合成的阻遏產(chǎn)物對酶合成的阻遏 激素對酶合成的誘導(dǎo)激素對酶合成的誘導(dǎo) 藥物對酶合成的誘導(dǎo)藥物對酶合成的誘導(dǎo)第63頁/共76頁 2. 酶蛋白降解酶蛋白降解溶酶體溶酶體蛋白酶體蛋白酶體 釋放蛋白水解酶，降解蛋白質(zhì)釋放蛋白水解酶，降解蛋白質(zhì) 泛素識別、結(jié)合蛋白質(zhì)；泛素識別、結(jié)合蛋白質(zhì)；蛋白水解酶降解蛋白質(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)通過改變酶蛋白分子的降解速度，也能調(diào)節(jié)酶的含量。節(jié)酶的含量。第64頁/共76頁內(nèi)、外環(huán)境改變內(nèi)、外環(huán)境改變機體相關(guān)組機體相關(guān)組織分泌織分泌激素激素激素與靶細(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)境改變境改變激素作用機制激素作用機制二、激素水平的代謝