物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)

物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第1頁(yè)新者陳,陳乃謝,新陳恒代謝生則化,化者生,生化即化生動(dòng)態(tài)平衡物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第2頁(yè)第一節(jié)物質(zhì)代謝特點(diǎn)2、動(dòng)態(tài)平衡，以預(yù)防中間產(chǎn)物堆積和缺乏

4、代謝調(diào)整與協(xié)調(diào)

5、組織、器官代謝各有特色，相互配合形成整體

6、ATP是機(jī)體能量利用共同形式

7、NADPH是合成代謝所需還原當(dāng)量3、代謝聯(lián)絡(luò)組成代謝網(wǎng)絡(luò)1、共有代謝池8、以糖和脂肪為主要供能物質(zhì)，節(jié)約蛋白質(zhì)9、存在兩用代謝路徑，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第3頁(yè)第二節(jié)代謝路徑間相互聯(lián)絡(luò)一、樞紐性中間產(chǎn)物能夠溝通不一樣代謝通路

2、糖、核苷酸代謝交匯點(diǎn)：5磷酸核糖（5C）

3、糖、甘油代謝交匯點(diǎn)：磷酸二羥丙酮（3C）

4、糖、脂、氨基酸分解代謝交匯點(diǎn)：乙酰輔酶A（2C）

5、氨基酸、核苷酸代謝交匯點(diǎn)：一碳單位（1C）

1、糖酵解、異生、有氧氧化、磷酸戊糖路徑及糖原代謝交匯點(diǎn)：6磷酸葡萄糖（6C水平）

6、3個(gè)主要氨基酸與糖代謝交匯點(diǎn)：Asp-草酰乙酸（4C）；Glu-酮戊二酸(5C)；Ala-丙酮酸(3C)物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第4頁(yè)

1、糖是良好碳源，可轉(zhuǎn)變?yōu)椋褐尽被?、膽固醇?但普通不能轉(zhuǎn)變?yōu)橥w

2、偶數(shù)碳原子脂肪酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?/p>

3、生糖、生酮、生糖兼生酮氨基酸

5、兩用代謝路徑在物質(zhì)轉(zhuǎn)變中含有主要意義

7、奇數(shù)碳原子脂肪酸代謝與糖代謝交匯點(diǎn)：琥珀酰輔酶A(4C)、乙酰輔酶A(2C)

6、3個(gè)主要氨基酸代謝轉(zhuǎn)變：Asp；Glu；Ala二、不一樣物質(zhì)之間代謝轉(zhuǎn)變

4、磷酸戊糖路徑可實(shí)現(xiàn)3、4、5、6、7C轉(zhuǎn)變物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第5頁(yè)

1、糖類(lèi)、脂類(lèi)是人體主要供能物質(zhì)

2、糖類(lèi)在動(dòng)物供能中優(yōu)勢(shì)

3、脂肪是良好能量?jī)?chǔ)存形式，相同碳原子脂肪酸氧化分解時(shí)提供ATP最多三、能量代謝共性

4、ATP在能量代謝中中心作用四、細(xì)胞內(nèi)、間代謝聯(lián)絡(luò)

1、細(xì)胞器之間代謝分工及合作

2、器官之間代謝分工及合作物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第6頁(yè)第三節(jié)物質(zhì)代謝調(diào)整網(wǎng)絡(luò)一、細(xì)胞水平調(diào)整/酶調(diào)整：酶結(jié)構(gòu)、數(shù)量、位置關(guān)鍵酶(keyenzyme)與限速酶(rate-limitingenzyme)

1、酶活性調(diào)整：別構(gòu)調(diào)整、化學(xué)修飾調(diào)整、同工酶反饋調(diào)整(feedbackregulation)

1.1別構(gòu)調(diào)整（allostericregulation）與別構(gòu)酶

1.2化學(xué)修飾調(diào)整（chemicalmodification）/共價(jià)修飾調(diào)整(covalentmodification)磷酸化/去磷酸化是主要修飾調(diào)整方式一些小分子可與酶蛋白特殊部位結(jié)合，引發(fā)酶分子構(gòu)象改變，由此改變酶活性物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第7頁(yè)別構(gòu)調(diào)整共價(jià)調(diào)整共同點(diǎn)

含有兩種活性形式相互轉(zhuǎn)變

構(gòu)象改變

不一樣點(diǎn)共價(jià)鍵改變無(wú)

有

其它酶參加不需要

需要

級(jí)聯(lián)放大無(wú)有構(gòu)型改變

無(wú)有

能量不一定需要意義調(diào)整代謝方向信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

別構(gòu)調(diào)整與化學(xué)修飾調(diào)整異同點(diǎn)物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第8頁(yè)物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第9頁(yè)物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第10頁(yè)生物體內(nèi)代謝不是孤立，各行其是進(jìn)行，即相互聯(lián)絡(luò)轉(zhuǎn)化，協(xié)調(diào)一致，又相互限制制約。體內(nèi)代謝能保持這種動(dòng)態(tài)平衡，應(yīng)歸功與它準(zhǔn)確調(diào)整機(jī)構(gòu)?！九e例】飽餐一頓血糖不會(huì)居高不下。1、細(xì)胞水平調(diào)整---經(jīng)過(guò)對(duì)細(xì)胞內(nèi)酶調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)2、激素水平調(diào)整---協(xié)調(diào)不一樣細(xì)胞間及組織與器官之間代謝。3、整體水平調(diào)整---在神經(jīng)系統(tǒng)參加下由酶和激素共同組成調(diào)整網(wǎng)絡(luò)。物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第11頁(yè)一、細(xì)胞水平調(diào)整細(xì)胞水平調(diào)整即是酶調(diào)整，它是一切代謝調(diào)整基礎(chǔ)，酶調(diào)整包含三方面：1、酶結(jié)構(gòu)調(diào)整：它經(jīng)過(guò)酶結(jié)構(gòu)改變，使其活性發(fā)生改變，調(diào)整特點(diǎn)是產(chǎn)生效應(yīng)快，但時(shí)效短2、酶量調(diào)整：經(jīng)過(guò)改變酶生成與降解速度來(lái)改變酶活性，特點(diǎn)是速度慢，但調(diào)整時(shí)間較長(zhǎng)久3、酶分布：各種多酶體系在細(xì)胞內(nèi)分布是區(qū)域化，同一多酶體系酶均集中在一定亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第12頁(yè)各種代謝路徑需各種酶參加，有些稱作關(guān)鍵酶，它們包含催化不可逆反應(yīng)酶；催化代謝途徑分

叉點(diǎn)酶；及參加代謝路徑中限速反應(yīng)酶，限速酶催化反應(yīng)常是代謝調(diào)整樞紐步驟反饋調(diào)整：代謝終末段某一產(chǎn)物，可返回影響代謝初某步反應(yīng)，并對(duì)代謝全程起限速作用，這種調(diào)整方式叫反饋調(diào)整，所以種調(diào)整使反應(yīng)加速叫正反饋；如使反應(yīng)減速為負(fù)反饋。物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第13頁(yè)代謝路徑主要關(guān)鍵酶

糖原分解

糖原磷酸化酶

糖原合成

糖原合酶

糖酵解

磷酸果糖激酶Ⅰ、己糖激酶、丙酮酸激酶丙酮酸氧化丙酮酸脫氫酶系三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、α酮戊二酸脫氫酶糖異生

丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，果糖二磷酸酶

磷酸戊糖路徑葡萄糖6磷酸脫氫酶物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第14頁(yè)脂肪分解激素敏感性甘油三酯脂肪酶

脂肪酸分解

肉毒堿?；D(zhuǎn)移酶

Ⅰ脂肪酸合成乙酰輔酶A羧化酶

酮體生成

HMG-CoA合成酶

酮體利用

琥珀酰輔酶A轉(zhuǎn)硫酶、乙酰乙酰輔酶A合成酶（乙酰乙酸硫激酶）膽固醇合成

HMG-CoA還原酶

膽固醇酯生成

ACAT（細(xì)胞）、LACT（脂蛋白）

尿素生成

CPSⅠ、精氨琥珀酸合成酶物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第15頁(yè)嘌呤核苷酸從頭合成

PRPP合成酶、酰胺轉(zhuǎn)移酶

嘧啶核苷酸從頭合成

PRPP合成酶、

CPSII嘌呤核苷酸分解

黃嘌呤氧化酶

膽汁酸合成

7-α羥化酶

維生素D3

活化1-α羥化酶

物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第16頁(yè)一、酶結(jié)構(gòu)調(diào)整

1、別構(gòu)調(diào)整（allostericregulation）一些小分子可與酶蛋白特殊部位結(jié)合，引發(fā)酶分子構(gòu)象改變，由此改變酶活性。別構(gòu)調(diào)整不引發(fā)酶構(gòu)型改變，不包括共價(jià)鍵改變。受別位調(diào)整酶稱為別位酶（別構(gòu)酶--allostericenzyme）能使酶發(fā)生構(gòu)象改變小分子物質(zhì)為效應(yīng)物或變構(gòu)劑。普通多是代謝物或作用物作用機(jī)制：效應(yīng)物與酶蛋白特定部位以非共價(jià)鍵結(jié)合后，出現(xiàn)次級(jí)鍵改變，酶蛋白立體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或引發(fā)亞基之間締合狀態(tài)改變物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第17頁(yè)

一些代謝路徑中變構(gòu)酶及其效應(yīng)劑物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第18頁(yè)變構(gòu)調(diào)整生理意義：調(diào)整代謝速度和強(qiáng)度調(diào)整代謝方向，由分解該為合成，預(yù)防產(chǎn)物過(guò)剩，多出能源合成儲(chǔ)存調(diào)整能量代謝平衡【舉例】蛋白激酶A：2個(gè)催化亞基C，2個(gè)調(diào)整亞基RC與R結(jié)合時(shí)抑制酶活性，當(dāng)變構(gòu)劑cAMP與調(diào)整亞基R結(jié)合時(shí),使個(gè)催化亞基C與R分離物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第19頁(yè)

蛋白激酶A變構(gòu)調(diào)整物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第20頁(yè)【例1】ATP調(diào)整作用抑制糖氧化和酵解酶，使ATP降低激活糖異生，使分解代謝轉(zhuǎn)為合成【例2】檸檬酸調(diào)整作用檸檬酸，抑制磷酸果糖激酶。檸檬酸是乙酰CoA羧化酶激活劑，將糖代謝轉(zhuǎn)為脂肪酸合成。物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第21頁(yè)2、酶化學(xué)修飾（chemicalmodification）酶蛋白肽鏈上一些基團(tuán)，在另一個(gè)酶催化下發(fā)生化學(xué)共價(jià)修飾過(guò)程稱為酶化學(xué)修飾2.1修飾形式：乙?；?、甲基化、腺苷化及磷酸化等，磷酸化是最常見(jiàn)主要修飾形

【催化磷酸化蛋白激酶】：通常由一個(gè)蛋白激酶催化作用物上ser/thr磷酸化過(guò)程，此酶又叫絲/蘇蛋白激酶；另一個(gè)叫酪氨酸激酶?！玖姿峄稽c(diǎn)】：酶蛋白中帶羥基氨基酸上，如：絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第22頁(yè)2.2酶促化學(xué)修飾特點(diǎn)修飾過(guò)程需要其它酶催化，酶從活性到非活性互變需不一樣酶分別催化?；瘜W(xué)修飾引發(fā)酶分子共價(jià)鍵改變，因一個(gè)酶可催化多個(gè)酶蛋白修飾，即出現(xiàn)級(jí)聯(lián)放大作用。修飾過(guò)程需耗能

2.3化學(xué)修飾調(diào)整生理意義以調(diào)整代謝強(qiáng)度為主，也調(diào)整速度調(diào)整過(guò)程耗能少調(diào)整速度快、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)有效物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第23頁(yè)【例1】促進(jìn)糖原分解糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶b(無(wú)活性)糖原磷酸化酶a(有活性)ATPADPPiH2O2糖原磷酸化酶b激酶糖原磷酸化酶b磷酸酶糖原合酶I(有活性)糖原合酶D(無(wú)活性)ATPADPPiH2O2糖原合酶激酶糖原合酶磷酸酶【例2】促進(jìn)糖原合成糖原合酶物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第24頁(yè)別構(gòu)與化學(xué)修飾協(xié)作效應(yīng)

【例1】肌肉中磷酸化酶b經(jīng)AMP別構(gòu)激活后易接收激酶催化，生成磷酸化酶a；不易受磷酸酶作用脫去p，使磷酸化酶a穩(wěn)定性。區(qū)域化意義：可防止代謝路徑之間相互干擾。有利于不一樣調(diào)整原因?qū)Σ灰粯哟x路徑特異調(diào)整。區(qū)域分布使代謝物濃度對(duì)代謝速度產(chǎn)生主要影響。二、酶空間分布3、同工酶（參見(jiàn)“調(diào)整酶”）物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第25頁(yè)代謝路徑亞細(xì)胞定位

糖原分解

細(xì)胞液、微粒體

糖原合成

細(xì)胞液糖酵解

細(xì)胞液丙酮酸氧化線粒體TAC線粒體糖異生

線粒體、細(xì)胞液、微粒體磷酸戊糖路徑細(xì)胞液物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第26頁(yè)脂肪分解細(xì)胞液脂肪酸分解

線粒體脂肪酸合成細(xì)胞液酮體生成

線粒體

酮體利用

線粒體膽固醇合成

細(xì)胞液、微粒體

膽固醇酯生成

細(xì)胞液、脂蛋白

氧化磷酸化線粒體尿素生成

線粒體、細(xì)胞液物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第27頁(yè)三、酶量調(diào)整人體經(jīng)過(guò)改變酶合成及降解速度，來(lái)調(diào)整細(xì)胞內(nèi)酶含量，進(jìn)而影響代謝速度。

1、酶蛋白合成誘導(dǎo)和阻遏誘導(dǎo)（induction）：使酶生成增多，增快。阻遏（repression）：使酶生成降低，減慢。

1.1一些小分子物質(zhì)，如代謝物、激素、藥品等，分別對(duì)酶產(chǎn)生誘導(dǎo)或阻遏作用，使酶含量發(fā)生改變，以到達(dá)對(duì)酶活性調(diào)整作用。

1.2誘導(dǎo)、阻遏機(jī)理：作用物、激素、藥品誘導(dǎo)酶蛋白合成酶量酶活性（誘導(dǎo)劑）反應(yīng)終產(chǎn)物阻遏酶蛋白合成酶量酶活性物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第28頁(yè)作用物誘導(dǎo)作用：受酶催化作用物，能夠誘導(dǎo)該酶合成。【例1】大腸桿菌無(wú)乳糖無(wú)分解乳糖酶乳糖-半乳糖苷酶合成【例2】Helacell精aa

精aa酶合成（3~5倍）藥品誘導(dǎo)作用：藥品使肝微粒體內(nèi)加單氧酶合成，分解藥品能力

易產(chǎn)生耐藥。藥品作用微粒體誘導(dǎo)加單氧酶合成加速藥品氧化失活激素誘導(dǎo)（略）產(chǎn)物阻遏作用：終產(chǎn)物反饋?zhàn)瓒舸x中關(guān)鍵酶?！九e例】肝臟：2乙酰CoA乙酰乙酰CoA（-）

HMGCoAHMGCoA還原酶膽固醇物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)第29頁(yè)1.3誘導(dǎo)、阻遏特點(diǎn)：反應(yīng)慢，但時(shí)效長(zhǎng)2、酶降解調(diào)整