物質(zhì)代謝的整合和調(diào)節(jié)課件

1、生物化學(xué)與分子生物學(xué)第十二章物質(zhì)代謝的整合與調(diào)節(jié)Metabolic Integration & Regulation物質(zhì)代謝的特點(diǎn)The Specialty of Metabolism第一節(jié)一、體內(nèi)各種物質(zhì)代謝過程互相聯(lián)系形成一個整體 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、功能各異四、體內(nèi)各種代謝物均具有共同的代謝池例如：各種組織

2、 消化吸收的糖 肝糖原分解糖異生血糖五、ATP是機(jī)體儲存能量和消耗能量的共同形式營養(yǎng)物分解釋放能量ADP+PiATP直接供能六、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 磷酸戊糖途徑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系Metabolic Interrelationships第二節(jié)一、各種能量物質(zhì)的代謝相互聯(lián)系相互制約三大營養(yǎng)素各自代謝途徑共同中間產(chǎn)物共同代謝途徑糖脂肪蛋白質(zhì)乙酰CoATAC2H氧化磷酸化ATPCO2三大營養(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（50-70%

3、）、脂肪（10-40%）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。 饑餓時： 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，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解。糖分解被抑制磷酸果糖激酶-1被抑制(糖分解代謝關(guān)鍵酶之一) 例如：糖分解增強(qiáng)ATP脂酸合成增加，分解抑制 抑制異檸檬酸脫氫酶（三羧酸循環(huán)關(guān)鍵酶）檸檬酸堆積，出現(xiàn)線粒體 激活乙酰CoA羧化酶（脂酸合成關(guān)鍵酶）二、糖、脂和蛋白質(zhì)代謝通過中間代謝物而相互聯(lián)系 糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸通過共同的中間代謝物、檸

4、檬酸循環(huán)、生物氧化等彼此聯(lián)系且相互轉(zhuǎn)變。一種物質(zhì)代謝障礙可引起其他物質(zhì)代謝的紊亂。（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅?1. 攝入的糖量超過能量消耗時： 葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）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：高酮血癥草酰乙酸相對不足糖不足脂肪大量動員酮體生成增加氧化受阻（二）葡萄糖與大部分氨基酸可以相互轉(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-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘?. 糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些非

5、必需氨基酸糖丙酮酸草酰乙酸乙酰CoA檸檬酸-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸氨基酸乙酰CoA脂肪 1. 蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?2. 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）氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N脂質(zhì)但脂質(zhì)幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?但不能說，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途徑丙酮?其他-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幔ㄋ模┮恍┌被?、磷酸戊糖是合成核苷酸的原?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肝在物質(zhì)代謝中的作用Function of Liver in

6、 Material Metabolism第三節(jié)作用：一、肝是維持血糖水平相對穩(wěn)定的重要器官維持血糖水平相對穩(wěn)定，保障全身各組織，尤其是大腦和紅細(xì)胞的能量供應(yīng)。（一）肝內(nèi)生成的葡糖-6-磷酸是糖代謝的樞紐G（補(bǔ)充血糖）G-6-P F-6-P（進(jìn)入酵解途徑）G-1-PGn（合成糖原）UDPG 6-磷酸葡萄糖內(nèi)酯（進(jìn)入磷酸戊糖途徑） 葡糖醛酸（進(jìn)入葡糖醛酸途徑）其他單糖脂肪（二）肝是糖異生的主要場所不同營養(yǎng)狀態(tài)下肝內(nèi)如何進(jìn)行糖代謝？飽食狀態(tài)： 肝糖原合成過多糖則轉(zhuǎn)化為脂肪，以VLDL形式輸出肝糖原分解以糖異生為主脂肪動員酮體合成 節(jié)省葡萄糖饑餓狀態(tài)：空腹?fàn)顟B(tài)：二、肝在脂質(zhì)代謝中占據(jù)中心地位作用：在脂

7、類的消化、吸收、合成、分解與運(yùn)輸均具有重要作用。（一）肝在脂質(zhì)消化吸收中具有重要作用 肝細(xì)胞合成和分泌的膽汁酸，是脂質(zhì)消化吸收必不可少的物質(zhì)。厭油膩、脂肪瀉等肝功能下降膽道阻塞飽食后合成甘油三酯、 膽固醇 、磷脂，并以VLDL形式分泌入血，供其他組織器官攝取與利用；饑餓時，肝脂肪酸-氧化產(chǎn)生的大量乙酰輔酶A有兩條去路，一是徹底氧化供能，二是生成酮體。合成分泌的apo C是毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞LPL的激活劑。（二）肝是甘油三酯和脂肪酸代謝的中樞器官（三）肝是維持機(jī)體膽固醇平衡的主要器官肝是合成膽固醇最活躍的器官，是血漿膽固醇的主要來源；膽汁酸的生成是肝降解膽固醇的最重要途徑；肝也是體內(nèi)膽固醇的主要排

8、泄器官； 肝對膽固醇的酯化也具有重要作用。（四）肝是血漿磷脂的主要來源體內(nèi)大多數(shù)組織都能合成磷脂，但肝合成最活躍。肝可利用糖及某些氨基酸合成磷脂，是血液中磷脂的主要來源。 三、肝的蛋白質(zhì)合成及分解代謝均非?；钴S（一）肝合成多數(shù)血漿蛋白質(zhì)肝細(xì)胞的一個重要功能是合成與分泌血漿蛋白質(zhì)；肝還是清除血漿蛋白質(zhì)（清蛋白除外）的重要器官。（二）肝內(nèi)氨基酸代謝十分活躍催化氨基酸轉(zhuǎn)氨基、脫氨基、轉(zhuǎn)甲基、脫羧基等反應(yīng)的酶類十分豐富分解氨基酸、合成非必需氨基酸利用一些氨基酸合成各種含氮化合物，如嘌呤類衍生物、嘧啶類衍生物、肌酸、乙醇胺、膽堿等。（三）肝是機(jī)體解“氨毒”的主要器官合成尿素：氨基甲酰磷酸合成酶及鳥氨酸氨

9、基甲酰轉(zhuǎn)移酶只存在于肝細(xì)胞線粒體。合成谷氨酰胺四、肝參與多種維生素和輔酶的代謝（一）肝在脂溶性維生素吸收和血液運(yùn)輸中具有重要作用 膽汁酸脂溶性維生素A、D、E和K吸收 視黃醇結(jié)合蛋白結(jié)合運(yùn)輸視黃醇 維生素D結(jié)合蛋白結(jié)合運(yùn)輸維生素D （二）肝儲存多種維生素 儲存維生素A、E、K及B12，富含維生素B1、B2、B6、泛酸和葉酸。（三）肝參與多數(shù)維生素的轉(zhuǎn)化胡蘿卜素維生素A維生素PPNAD+和NADP+泛酸輔酶A維生素B1焦磷酸硫胺素維生素D325-羥維生素D3五、肝參與多種激素的滅活激素的滅活 (inactivation): 激素主要在肝中轉(zhuǎn)化、降解或失去活性的過程稱為激素的滅活。主要方式：生物轉(zhuǎn)

10、化作用肝外重要組織器官的物質(zhì)代謝特點(diǎn)及聯(lián)系Characteristic and Interconnection of Metabolism in Extra-hepatic Tissue/Organ第四節(jié)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。 一、心肌優(yōu)先利用脂肪酸氧化分解供能 （一）心肌可利用多種營養(yǎng)物質(zhì)及其代謝中間產(chǎn)物為能源（二）心肌細(xì)胞分解營養(yǎng)物質(zhì)供能方式以有氧氧化為主脂肪酸葡萄糖乳酸酮體心肌細(xì)胞富含LDH1、肌紅蛋白、細(xì)胞色素及線粒體。 二、腦主要利用葡萄糖供能且耗氧量大 （一）葡萄糖和酮體是腦的主要能量物質(zhì)（二）腦耗氧量高達(dá)全身耗氧總量

11、的四分之一（三）腦具有特異的氨基酸及其代謝調(diào)節(jié)機(jī)制葡萄糖為主要能源，每天消耗約100g。不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時，利用酮體。合成、儲存肌糖原和磷酸肌酸；通常以脂酸氧化為主要供能方式； 劇烈運(yùn)動時，以糖酵解為主。三、骨骼肌主要氧化脂肪酸，強(qiáng)烈運(yùn)動產(chǎn)生大量乳酸（一）不同類型骨骼肌產(chǎn)能方式不同直接能源：ATP磷酸肌酸：可快速轉(zhuǎn)移能量，生成ATP靜息狀態(tài)：以有氧氧化肌糖原、脂肪酸、酮體為主劇烈運(yùn)動：糖無氧酵解供能大大增加乳酸循環(huán)：整合糖異生與肌糖酵解途徑紅?。汉哪芏?，富含肌紅蛋白及細(xì)胞色素體系，具有較強(qiáng)氧化磷酸化能力。白?。汉哪苌?，主要靠酵解供能。（二）骨骼肌適應(yīng)不同耗能狀態(tài)選擇不同能源四、糖酵

12、解是成熟紅細(xì)胞的供能主要途徑成熟紅細(xì)胞沒有線粒體，不能進(jìn)行營養(yǎng)物質(zhì)的有氧氧化，不能利用脂肪酸和其他非糖物質(zhì)作為能源。葡萄糖酵解是其主要能量來源。 五、脂肪組織是儲存和釋放能量的重要場所（一）機(jī)體將從膳食中攝取的能量主要儲存于脂肪組織膳食脂肪：以CM形式運(yùn)輸至脂肪組織儲存。膳食糖：主要運(yùn)輸至肝轉(zhuǎn)化成脂肪，以VLDL形式運(yùn)輸至脂肪組織儲存。部分在脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)化為脂肪儲存。（二）饑餓時主要靠分解儲存于脂肪組織的脂肪供能饑餓脂解激素HSL脂肪動員脂肪酸甘油酮體肝氧化供能腎髓質(zhì)無線粒體，主要由糖酵解供能；腎皮質(zhì)主要由脂酸、酮體有氧氧化供能。一般情況下，腎糖異生只有肝糖異生葡萄糖量的10%。長期饑餓（56周

13、），腎糖異生可達(dá)每天40g，與肝糖異生的量幾乎相等。 六、腎能進(jìn)行糖異生和酮體生成物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)的主要方式The main way for Regulation of Metabolism第五節(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)胞生物高等生物 三級水平代謝調(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)對靶細(xì)胞直接發(fā)生影響，或通

14、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)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(key enzyme)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)而實現(xiàn)的。（一）各種代謝酶在細(xì)胞內(nèi)區(qū)隔分布是物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)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 。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肪酸合成胞液脂肪酸氧化線粒體膽固醇合成

15、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)檸檬酸循環(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，線粒體主要代謝途徑(多酶體系)在細(xì)胞內(nèi)的分布 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)物對各途徑的特異調(diào)節(jié)。（二）關(guān)鍵酶活性決定整個代謝途徑的速度 和方向 關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)特點(diǎn)：常常催化一條代謝途徑的第一步反應(yīng)或分支點(diǎn)上的反應(yīng)，速度最慢，其活性能決定整個代謝途徑的總速度。常催化單向反應(yīng)或非平衡反應(yīng)，其活性能決定整個代謝途徑的方向。酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應(yīng)劑調(diào)節(jié)。 關(guān)鍵酶（key enzymes） 代謝過程中具有調(diào)節(jié)作

16、用的酶。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脂肪酸合成乙酰輔酶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 快速調(diào)節(jié)（改變酶分子結(jié)構(gòu)） 遲緩調(diào)節(jié)（改變酶含量）數(shù)秒、數(shù)分鐘改變單個酶分子的催化能力數(shù)小時、幾天調(diào)節(jié)酶的合成與降解速度 別構(gòu)調(diào)節(jié) (allosteric regulation)化學(xué)修飾調(diào)節(jié) (chemical modification) 調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶活性（酶分子結(jié)構(gòu)改變或酶含量改變）是細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)的基本方式，也是激素

17、水平代謝調(diào)節(jié)和整體代謝調(diào)節(jié)的重要環(huán)節(jié)。（三）別構(gòu)調(diào)節(jié)通過別構(gòu)效應(yīng)改變關(guān)鍵酶活性別構(gòu)調(diào)節(jié)是生物界普遍存在的代謝調(diào)節(jié)方式 一些小分子化合物能與酶蛋白分子活性中心外的特定部位特異結(jié)合，改變酶蛋白分子構(gòu)象、從而改變酶活性，這種調(diào)節(jié)稱為酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation) 。 被調(diào)節(jié)的酶稱為變構(gòu)酶或別構(gòu)酶(allosteric enzyme)。使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱為變構(gòu)效應(yīng)劑 (allosteric effector) 。變構(gòu)激活劑allosteric effector引起酶活性增加的變構(gòu)效應(yīng)劑。變構(gòu)抑制劑allosteric effector 引起酶活性降低的變構(gòu)效應(yīng)劑。代

18、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

19、及其變構(gòu)效應(yīng)劑 2. 別構(gòu)效應(yīng)劑通過改變酶分子構(gòu)象改變酶活性 別構(gòu)酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基別構(gòu)效應(yīng)劑：底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物別構(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 別構(gòu)效應(yīng)的機(jī)制有兩種：（1）調(diào)節(jié)亞基含有一個“假底物”（pseudosubstrate）序列 “假底物”序列能阻止催化亞基結(jié)合底物，抑制酶活性；效應(yīng)劑結(jié)合調(diào)節(jié)亞基導(dǎo)致“假底物”序列構(gòu)象變化，釋放催化亞基，使其發(fā)揮催化作用。如cAMP激活PKA。（2）別構(gòu)效應(yīng)劑與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，能引起酶分子三級和/或四級結(jié)構(gòu)在“T”構(gòu)象（緊密態(tài)、無活性低活性）與“R”構(gòu)象（松弛態(tài)、有活性

20、高活性）之間互變，從而影響酶活性。如氧調(diào)節(jié)Hb。 3. 別構(gòu)調(diào)節(jié)使一種物質(zhì)的代謝與相應(yīng)的代謝需求 和相關(guān)物質(zhì)的代謝協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)相應(yīng)代謝的強(qiáng)度、方向，以協(xié)調(diào)相關(guān)代謝、滿足相應(yīng)代謝需求 別構(gòu)效應(yīng)劑（底物、終產(chǎn)物、其他小分子代謝物）細(xì)胞內(nèi)濃度的改變（反映相關(guān)代謝途徑的強(qiáng)度和相應(yīng)的代謝需求）關(guān)鍵酶構(gòu)象改變，影響酶活性 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。乙酰CoA 乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長鏈脂酰CoA 變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)。G-6-P+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進(jìn)糖的儲存變構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。檸檬酸

21、+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（四）化學(xué)修飾調(diào)節(jié)通過酶促共價修飾調(diào) 節(jié)酶活性1. 酶促共價修飾有多種形式 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(covalent modification)，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學(xué)修飾?；瘜W(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

22、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)修飾對酶活性的調(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2. 酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)具有級聯(lián)放大效應(yīng)酶促化學(xué)修飾的特點(diǎn) ：受化學(xué)修飾調(diào)節(jié)的關(guān)鍵酶具無（或低）活性和有（或高）活性兩種形式，由兩種酶催

23、化發(fā)生共價修飾，互相轉(zhuǎn)變。酶的化學(xué)修飾是酶促反應(yīng)，特異性強(qiáng)，有放大效應(yīng)。磷酸化與去磷酸化是最常見的化學(xué)修飾反應(yīng)，是調(diào)節(jié)酶活性經(jīng)濟(jì)有效的方式，作用迅速，有放大效應(yīng)，。催化共價修飾的酶自身常受別構(gòu)調(diào)節(jié)、化學(xué)修飾調(diào)節(jié)，并與激素調(diào)節(jié)偶聯(lián)，形成由信號分子、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子和效應(yīng)分子組成的級聯(lián)反應(yīng)，使細(xì)胞內(nèi)酶活性調(diào)節(jié)更精細(xì)協(xié)調(diào)。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)。（五）通過改變細(xì)胞內(nèi)酶含量調(diào)節(jié)酶活性1誘導(dǎo)或阻遏酶蛋白基因表達(dá)調(diào)節(jié)酶含量 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) 誘導(dǎo)劑或阻遏劑在酶蛋白生物合成的轉(zhuǎn)錄或翻譯過程中發(fā)揮作用，影響轉(zhuǎn)錄較常見

24、。 常見的誘導(dǎo)或阻遏方式:底物對酶合成的誘導(dǎo)和阻遏產(chǎn)物對酶合成的阻遏激素對酶合成的誘導(dǎo)藥物對酶合成的誘導(dǎo) 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。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：二、激素通過特異受體調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝激素分類： 膜受體激素 胞內(nèi)受體激素按激素受體在細(xì)胞的部位不同，分為：（一）膜受體激素通過跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)物質(zhì) 代謝腺苷環(huán)化酶 （無活性）腺苷環(huán)化酶（有活性） 激素（胰高血糖

25、素、腎上腺素等）+ 受體 ATP cAMP PKA(無活性) 磷酸化酶b激酶 糖原合酶 糖原合酶-P PKA(有活性) 磷酸化酶b 磷酸化酶a-P 磷酸化酶b激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶抑制劑-P 磷蛋白磷酸酶抑制劑 PKA（有活性） （二）胞內(nèi)受體激素通過激素-胞內(nèi)受體復(fù)合物 改變基因表達(dá)、調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝 三、機(jī)體通過神經(jīng)系統(tǒng)及神經(jīng)-體液途徑整體調(diào)節(jié)體內(nèi)物質(zhì)代謝整體水平調(diào)節(jié)：在神經(jīng)系統(tǒng)主導(dǎo)下，調(diào)節(jié)激素釋放，并通過激素整合不同組織器官的各種代謝，實現(xiàn)整體調(diào)節(jié)，以適應(yīng)飽食、空腹、饑餓、營養(yǎng)過剩、應(yīng)激等狀態(tài)，維持整體代謝平衡。（一）飽

26、食狀態(tài)下機(jī)體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關(guān) 混合膳食胰島素水平中度升高：（1）機(jī)體主要分解葡萄糖供能（2）未被分解的葡萄糖，部分合成肝糖原和肌糖原貯存；部分在肝內(nèi)合成甘油三酯，以VLDL形式輸送至脂肪等組織。（3）吸收的甘油三酯，部分經(jīng)肝轉(zhuǎn)換成內(nèi)源性甘油三酯，大部分輸送到脂肪組織、骨骼肌等轉(zhuǎn)換、儲存或利用。 高糖膳食胰島素水平明顯升高，胰高血 糖素降低：（1）部分葡萄糖合成肌糖原和肝糖原和VLDL（2）大部分葡萄糖直接被輸送到脂肪組織、骨骼肌、腦等組織轉(zhuǎn)換成甘油三酯等非糖物質(zhì)儲存或利用。 高蛋白膳食胰島素水平中度升高，胰高血 糖素水平升高：（1）肝糖原分解補(bǔ)充血糖（2）肝利用氨基酸異生為葡萄糖補(bǔ)充

27、血糖（3）部分氨基酸轉(zhuǎn)化成甘油三酯（4）還有部分氨基酸直接輸送到骨骼肌。 高脂膳食胰島素水平降低，胰高血糖 素水平升高：（1）肝糖原分解補(bǔ)充血糖（2）肌組織氨基酸分解，轉(zhuǎn)化為丙酮酸，輸送至肝異生為葡萄糖，補(bǔ)充血糖。（3）吸收的甘油三酯主要輸送到脂肪、肌組織等。（4）脂肪組織在接受吸收的甘油三酯同時，也部分分解脂肪成脂肪酸，輸送到其他組織。（5）肝氧化脂肪酸，產(chǎn)生酮體。（1）餐后68小時 肝糖原即開始分解補(bǔ)充血糖。（2）餐后1624小時 肝糖原即將耗盡，糖異生補(bǔ)充血糖。 脂肪動員中度增加，釋放脂肪酸。 肝氧化脂肪酸，產(chǎn)生酮體，主要供應(yīng)肌組織。 骨骼肌部分氨基酸分解，補(bǔ)充肝糖異生的原料。（二）空腹

28、機(jī)體物質(zhì)代謝以糖原分解、糖異 生和中度脂肪動員為特征空腹：通常指餐后12小時以后，體內(nèi)胰島素水平降低，胰高血糖素升高。（三）饑餓時機(jī)體主要氧化分解脂肪供能 糖原消耗血糖趨于降低胰島素分泌減少胰高血糖素分泌增加 引起一系列的代謝變化1. 短期饑餓后糖氧化供能減少而脂肪動員加強(qiáng) 短期饑餓：通常指13天未進(jìn)食。 （1）機(jī)體從葡萄糖氧化供能為主轉(zhuǎn)變?yōu)橹狙趸┠転橹鳎撼X組織細(xì)胞和紅細(xì)胞外，組織細(xì)胞減少攝取利用葡萄糖，增加攝取利用脂肪酸和酮體。（2）脂肪動員加強(qiáng)且肝酮體生成增多：脂肪動員釋放的脂肪酸約25在肝氧化生成酮體。（3）肝糖異生作用明顯增強(qiáng)（150gd） ：以饑餓1636小時增加最多。原料主要來自氨基酸，部分來自乳酸及甘油。（4）骨骼肌蛋白質(zhì)分解加強(qiáng)：略遲于脂肪動員加強(qiáng)。氨基酸異生成糖。2. 長期饑餓可造成器官損害甚至危及生命 。長期饑餓：指未進(jìn)食3天以上。（1）脂肪動員進(jìn)一步加強(qiáng)：生成大量酮體，腦利用酮體超過葡萄糖。肌組織利用脂肪酸。（2）蛋白質(zhì)分解減少：釋出氨基酸減少。（3）糖異生明顯減少（與短期饑餓相比）：乳酸和丙酮酸成為肝糖異生的主要原料。腎糖異生作用明顯增強(qiáng)，幾乎與肝相等。（四）應(yīng)激使機(jī)體分解代謝加強(qiáng) 概念：應(yīng)激(stress)指人體受到一些異乎尋常的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及劇烈情緒波動等所作出一系列反應(yīng)的