代謝調(diào)節(jié)課件

第九章物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)MetabolicInterrelationshipsandRegulation代謝途徑〔metabolicpathway〕：有嚴(yán)格順序的一系列生化反響。

廣義的新陳代謝：物質(zhì)的消化、吸收，在細胞內(nèi)的化學(xué)變化和代謝產(chǎn)物的排泄等等。

狹義的新陳代謝〔中間代謝〕：指物質(zhì)吸收到細胞后，在細胞內(nèi)的化學(xué)變化的過程。

消化吸收

中間代謝廢物排泄物質(zhì)代謝的特點TheSpecialtyofMetabolism第一節(jié)一、整體性

糖類

脂類蛋白質(zhì)水

無機鹽維生素體內(nèi)各種物質(zhì)代謝過程相互聯(lián)系形成一個整體四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池各種組織

消化吸收的糖

肝糖原分解糖異生血糖ATPADP

肌酸磷酸肌酸

氧化磷酸化底物水平磷酸化

~P~P機械能(肌肉收縮)滲透能(物質(zhì)主動轉(zhuǎn)運)化學(xué)能(合成代謝)電能(生物電)熱能(維持體溫)五、ATP是機體能量利用的共同形式六、NADPH是合成代謝所需的復(fù)原當(dāng)量乙酰CoANADPH+H+脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系MetabolicInterrelationships第二節(jié)糖原Gn

脂肪

蛋白質(zhì)G

FA

AA乙酰CoATCACCO2+H2O+能量一、在能量代謝上的相互聯(lián)系三大營養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。三大營養(yǎng)素共同中間產(chǎn)物共同最終代謝通路脂肪分解增強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）〔一〕糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系1.糖可以轉(zhuǎn)變成脂肪二、糖、脂和蛋白質(zhì)之間的相互聯(lián)系葡萄糖乙酰CoA脂肪酸3-P-甘油醛3-P-甘油磷酸戊糖途徑NADPH2.脂肪的甘油局部能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵靖视透视图っ父巍⒛I、腸磷酸-甘油葡萄糖脂酸乙酰CoA葡萄糖3.脂肪的分解代謝受糖代謝的影響?zhàn)囸I、糖供給缺乏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〕糖與氨基酸代謝的相互聯(lián)系丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡萄糖1.大局部氨基酸脫氨基后，生成相應(yīng)的α-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰?.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乙醇胺磷脂酰乙醇胺膽堿磷脂酰膽堿〔三〕脂類與氨基酸代謝的相互聯(lián)系——但不能說，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被帷Ｖ靖视土姿岣视腿┨墙徒馔緩奖?/p>

其他α-酮酸某些非必需氨基酸3.脂肪的甘油局部可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被帷菜摹澈怂崤c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甘油脂酸代謝調(diào)節(jié)TheRegulationofMetabolism第四節(jié)代謝調(diào)節(jié)：機體對代謝速率的控制能力通過代謝物濃度變化

改變細胞內(nèi)cAMP濃度誘導(dǎo)或阻遏酶合成影響酶促反響速度

釋放神經(jīng)遞質(zhì)直接調(diào)節(jié)影響激素的分泌激素水平細胞水平整體水平

一、細胞水平的代謝調(diào)節(jié)?細胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是酶水平的調(diào)節(jié)〔一〕細胞內(nèi)酶的隔離分布防止了各種代謝途徑互相干擾，是實現(xiàn)代謝調(diào)節(jié)的根本前提?代謝調(diào)節(jié)主要是通過對關(guān)鍵酶(keyenzyme)活性的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。催化的反響速度最慢〔限速酶〕常常催化單向反響受多種效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶〔keyenzymes〕能夠決定代謝途徑的速度和方向的酶調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶活性調(diào)節(jié)現(xiàn)有酶結(jié)構(gòu)〔快速調(diào)節(jié)〕誘導(dǎo)、阻遏酶合成〔緩慢調(diào)節(jié)〕變構(gòu)調(diào)節(jié)酶的共價修飾調(diào)節(jié)改變酶的構(gòu)象來改變酶活性通過參加或去掉一個化學(xué)基團來改變酶活性酶結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)

酶含量調(diào)節(jié)(Allostericregulation)1.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?！捕酬P(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)寡聚酶：有二個獨立部位：催化部位與調(diào)節(jié)部位動力學(xué)特征：S形曲線2.變構(gòu)酶：具有以下幾個特點〔S〕V米氏酶變構(gòu)酶酶分子中有二個獨立的部位催化部位〔亞基〕調(diào)節(jié)部位〔亞基〕〔活性中心〕〔變構(gòu)部位〕功能：結(jié)合S，并轉(zhuǎn)變?yōu)镻結(jié)合變構(gòu)劑，改變E活性3.變構(gòu)效應(yīng)劑化學(xué)本質(zhì)：酶的S、P、其它小分子化合物使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱為變構(gòu)效應(yīng)劑

?變構(gòu)激活劑——引起酶活性增加的變構(gòu)效應(yīng)劑。?變構(gòu)抑制劑

——引起酶活性降低的變構(gòu)效應(yīng)劑。4.變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義飽食下，糖、脂代謝的變構(gòu)調(diào)節(jié)G↓G-6-P↓F-1.6-2P↓PEP↓丙酮酸G-1-P→UDPG→Gn丙酮酸→乙酰CoA→檸檬酸TCA脂肪↑脂酰oA↑丙二酰CoA↑乙酰CoA↑檸檬酸PK乙酰CoA羧化酶肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ磷酸化酶糖原合酶總的結(jié)果：糖原合成↑、糖原分解↓糖酵解↑脂肪合成↑、脂肪分解↓血糖濃度↓生理意義：快速調(diào)節(jié)代謝的速度和方向，防止產(chǎn)物堆積，使能量合理分配〔三〕酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)1.化學(xué)修飾的概念酶蛋白肽鏈上某些殘基在不同催化單向反響的酶促催化下發(fā)生可逆的共價修飾，從而引起酶活性改變的過程。2.化學(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3.修飾的過程：

蛋白激酶A〔A激酶〕磷酸化酶b激酶

磷酸化酶b激酶－P磷酸化酶b

磷酸化酶a-PGnG糖原合酶

糖原合酶－PGGn激素4.酶促化學(xué)修飾的特點絕大多數(shù)共價調(diào)節(jié)酶有二種形式，可在其它酶的催化下互變對調(diào)節(jié)信號有級聯(lián)放大效應(yīng)〔瀑布效應(yīng)〕見圖與酶蛋白合成相比，耗能少，是體內(nèi)調(diào)節(jié)酶活性經(jīng)濟而有效的方式磷酸化與脫磷酸化是最常見的修飾反響腺苷酸環(huán)化酶〔無活性〕腺苷酸環(huán)化酶〔有活性〕胰高血糖素+受體ATPcAMP

PKA(無活性)磷酸化酶b激酶糖原合酶

糖原合酶-PPKA(有活性)

磷酸化酶b

磷酸化酶a-P磷酸化酶b激酶-P

Gn→G加強G→Gn抑制G蛋白

+

變構(gòu)調(diào)節(jié)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)物質(zhì)

酶分子變化

特點

意義

變構(gòu)調(diào)節(jié)與化學(xué)修飾比較

變構(gòu)調(diào)節(jié)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)物質(zhì)變構(gòu)效應(yīng)劑激素等酶分子變化非共價結(jié)合共價結(jié)合特點S型曲線放大效應(yīng)意義防止產(chǎn)物堆積經(jīng)濟有效的和能量的浪費調(diào)節(jié)方式㈣酶含量的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)酶的合成速度調(diào)節(jié)酶的分解速度誘導(dǎo)合成阻遏合成三、整體水平的代謝調(diào)節(jié)〔一〕饑餓肝糖原酮體

游離脂肪酸血糖胰島素胰高血糖素〔一〕饑餓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〔1～3天〕：異生期〔1〕蛋白質(zhì)代謝變化分解加強，氨基酸異生成糖〔2〕糖代謝變化