物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系代謝調(diào)節(jié)

物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系代謝調(diào)節(jié)第一頁，共四十七頁，2022年，8月28日一、在能量代謝上的相互聯(lián)系三大營養(yǎng)素共同中間產(chǎn)物共同最終代謝通路糖脂肪蛋白質(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。第二頁，共四十七頁，2022年，8月28日從能量供應的角度看，三大營養(yǎng)素可以互相代替，并互相制約。一般情況下，供能以糖、脂為主，并盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。第三頁，共四十七頁，2022年，8月28日脂肪分解增強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

6-磷酸果糖激酶-1被抑制（糖分解代謝限速酶之一）例如第四頁，共四十七頁，2022年，8月28日饑餓時

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周第五頁，共四十七頁，2022年，8月28日（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

二、糖、脂和蛋白質(zhì)之間的相互聯(lián)系葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）第六頁，共四十七頁，2022年，8月28日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-甘油葡萄糖第七頁，共四十七頁，2022年，8月28日3.脂肪的分解代謝受糖代謝的影響?zhàn)囸I、糖供應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第八頁，共四十七頁，2022年，8月28日（二）糖與氨基酸代謝的相互聯(lián)系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，生成相應的α-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。第九頁，共四十七頁?022年，8月28日2.糖代謝的中間產(chǎn)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檸檬酸α-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸第十頁，共四十七頁，2022年，8月28日氨基酸乙酰CoA脂肪

1.蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?/p>

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）脂類與氨基酸代謝的相互聯(lián)系第十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途徑丙酮酸

其他α-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岬谑?，共四十七頁?022年，8月28日（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第十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日葡萄糖、糖原丙酮酸乙酰CoA脂肪Leu、Lys草酰乙酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸TyrProVal,Ile,Met,ThrAspGluArgHisPro膽固醇、酮體AlaTrpSerGlyThrCys甘油脂酸目錄第十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日第十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日代謝調(diào)節(jié)TheRegulationofMetabolism第二節(jié)第十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過細胞內(nèi)代謝物濃度的變化，對酶的活性及含量進行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為原始調(diào)節(jié)或細胞水平代謝調(diào)節(jié)。單細胞生物第十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日高等生物——

三級水平代謝調(diào)節(jié)細胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)高等生物在進化過程中，出現(xiàn)了專司調(diào)節(jié)功能的內(nèi)分泌細胞及內(nèi)分泌器官，其分泌的激素可對其他細胞發(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)。第十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日一、細胞水平的調(diào)節(jié)作用酶的區(qū)室化動物細胞的膜結(jié)構(gòu)把細胞分為許多區(qū)域，稱為酶的區(qū)室化。酶的區(qū)室化作用保證了代謝途徑的定向和有序，也使合成途徑和分解途徑彼此獨立、分開進行。酶活性的調(diào)節(jié)

變構(gòu)調(diào)節(jié)和共價修飾調(diào)節(jié)是對關(guān)鍵酶活性調(diào)節(jié)的兩種主要方式。酶含量的調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的酶活性一般與其含量呈正相關(guān)。第十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日細胞內(nèi)酶的隔離分布代謝途徑有關(guān)酶類常常組成多酶體系，分布于細胞的某一區(qū)域。線粒體:丙酮酸氧化;三羧酸循環(huán);-氧化;呼吸鏈電子傳遞;氧化磷酸化細胞質(zhì):酵解;磷戊糖途徑;糖原合成;脂肪酸合成;細胞核:核酸合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng):蛋白質(zhì)合成;磷脂合成第二十頁，共四十七頁，2022年，8月28日多酶體系在細胞內(nèi)的分布第二十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日第二十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日

酶的隔離分布的意義

——避免了各種代謝途徑互相干擾。第二十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日①速度最慢，它的速度決定整個代謝途徑的總速度，故又稱其為限速酶(limitingvelocityenzymes)。②催化單向反應不可逆或非平衡反應，它的活性決定整個代謝途徑的方向。③這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應劑的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵酶催化的反應具有以下特點：代謝途徑是一系列酶促反應組成的，其速度及方向由其中的關(guān)鍵酶決定。第二十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日（一）酶活性的調(diào)節(jié)

其調(diào)節(jié)機理是通過酶的變構(gòu)效應來實現(xiàn)的。S0SnS2S1E0E1En-1或+—或+—反饋前饋1、反饋調(diào)節(jié)：代謝終末段的某一產(chǎn)物，可返回影響代謝初的某步反應，并對代謝全程起限速作用，這種調(diào)節(jié)方式叫反饋調(diào)節(jié)，因此種調(diào)節(jié)使反應加速的叫正反饋；如使反應減速的為負反饋。第二十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日反饋調(diào)節(jié)中酶活性調(diào)節(jié)的機制代謝物別構(gòu)中心活性中心第二十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日氨基酸合成的反饋調(diào)控反硝化作用氧化亞氮氨甲酰磷酸分支酸脫氧庚酮糖酸-7-磷酸天冬氨酸天冬氨酰磷酸赤蘚糖-4-磷酸脫氫奎尼酸莽草酸谷氨酸磷酸烯醇式丙酮酸+預苯酸TryPheTrpIleTrpHisCTPAMPGlnLysMetThr酮丁酸GlyAla谷氨酰胺合酶天冬氨酰半醛高絲氨酸氨基苯甲酸第二十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日糖酵解與三羧酸循環(huán)途徑的調(diào)節(jié)丙酮酸

G細胞液檸檬酸乙酰CoA檸檬酸草酰乙酸-酮戊二酸乙酰CoA丙酮酸線粒體

G-6-P

F-6-P

F-1.6-2P

磷酸果糖激酶PEPADP+PiATPADP+PiATP

NADHO2ATP

ADP+PiAMP+ATP2ADP

PiPi

PEP羧激酶+++---++----

己糖激酶

丙酮酸脫氫酶

檸檬酸合成酶-酮戊二酸

脫氫酶第二十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日

酶分子中的某些基團，在其它酶的催化下，可以共價結(jié)合或脫去，引起酶分子構(gòu)象的改變，使其活性得到調(diào)節(jié)，這種方式稱為酶的共價修飾（Covalentmoldification

）目前已知有六種修飾方式：磷酸化/去磷酸化，乙?；?去乙?；?，腺苷?；?去腺苷?；?，尿苷?；?去尿苷酰化，甲基化/去甲基化，氧化（S-S）/還原(2SH)。激酶ATPADP磷酸化酶b（無活性）磷酸化酶aP（有活性）磷酸酯酶-OHH2OP例：糖原磷酸化酶的共價修飾2、共價修飾

第二十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日酶級聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控示意圖意義：由于酶的共價修飾反應是酶促反應，只要有少量信號分子（如激素）存在，即可通過加速這種酶促反應，而使大量的另一種酶發(fā)生化學修飾，從而獲得放大效應。這種調(diào)節(jié)方式快速、效率極高。腎上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸環(huán)化酶（無活性）腺苷酸環(huán)化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶（無活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶（無活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶b（無活性）磷酸化酶a（活性）6、糖原6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖葡萄糖血液腎上腺素或胰高血糖素132102104106108葡萄糖ATPADPATPADP456第三十頁，共四十七頁，2022年，8月28日（二）酶量的調(diào)節(jié)1.酶蛋白合成的誘導與阻遏加速酶合成的化合物稱為誘導劑(inducer)減少酶合成的化合物稱為阻遏劑(repressor)第三十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日乳糖操縱子調(diào)節(jié)機制（一）乳糖操縱子(lacoperon)的結(jié)構(gòu)

調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點啟動序列操縱序列

結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：β-半乳糖透性酶A：β-半乳糖苷乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNA第三十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日

乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)：I-CAP-P-O-Z-Y-A

結(jié)構(gòu)基因：Z、Y及A，分別編碼β-半乳糖苷酶、透酶和乙?；D(zhuǎn)移酶

控制序列：操縱序列O、啟動序列P、分解代謝物基因激活蛋白(CAP，cAMP結(jié)合蛋白)結(jié)合位點

調(diào)節(jié)基因I：編碼阻遏蛋白（與O序列結(jié)合，關(guān)閉操縱子）

第三十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時阻遏基因（二）阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié)第三十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時IDNAZYAOPpol

啟動轉(zhuǎn)錄乳糖mRNAZmRNAYmRNAa

酶的誘導第三十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日單純?nèi)樘谴嬖跁r，細菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時，細菌首先利用葡萄糖。葡萄糖對lac操縱子的阻遏作用稱分解代謝阻遏(catabolicrepression)。

第三十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日乳糖操縱子的正調(diào)控RLacZLacYLacamRNAmRNAZmRNAYmRNAa基因表達CAP基因結(jié)構(gòu)基因TCAPOCAP結(jié)合部位RNA聚合酶TcAMP-CAPP葡萄糖分解代謝產(chǎn)物腺苷酸環(huán)化酶磷酸二酯酶ATPcAMP5'-AMP抑制激活葡萄糖降解物與cAMP的關(guān)系cAMP

CAP：環(huán)腺苷酸受體蛋白（cycilicAMPreceptorprotein）

葡萄糖低，cAMP濃度升高。促進轉(zhuǎn)錄。葡萄糖高，cAMP濃度低。抑制轉(zhuǎn)錄。降低cAMP濃度使CAP呈失活狀態(tài)第三十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日++++轉(zhuǎn)錄無葡萄糖，cAMP濃度高時有葡萄糖，cAMP濃度低時CAP的正性調(diào)節(jié)ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP第三十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日色氨酸操縱子阻遏蛋白不能跟操縱基因結(jié)合,結(jié)構(gòu)基因可以表達阻遏蛋白(無活性)色氨酸mRNA代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合,從而使阻遏蛋白能夠阻擋操縱基因,結(jié)構(gòu)基因不表達色氨酸EDCBARPO當色氨酸濃度高時當色氨酸濃度低時第三十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日酶的誘導和阻遏操縱子模型B.有活性阻遏蛋白加誘導劑A.有活性阻遏蛋白C.無活性阻遏蛋白D.無活性阻遏蛋白加輔阻遏劑操縱基因啟動基因調(diào)節(jié)基因結(jié)構(gòu)基因

阻遏蛋白(有活性)阻遏蛋白阻擋操縱基因結(jié)構(gòu)基因不表達誘導物誘導物與阻遏蛋白結(jié)合,使阻遏蛋白不能起到阻擋操縱基因的作用,結(jié)構(gòu)基因可以表達酶蛋白mRNA阻遏蛋白不能跟操縱基因結(jié)合,結(jié)構(gòu)基因可以表達阻遏蛋白(無活性)酶蛋白mRNA代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合,從而使阻遏蛋白能夠阻擋操縱基因,結(jié)