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1、目目 录录现在学习的是第1页，共46页现在学习的是第2页，共46页物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系Metabolic Interrelationships第第 一一 节节现在学习的是第3页，共46页1、糖代谢与脂类代谢的相互关系2、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系3、脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系4、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系现在学习的是第4页，共46页现在学习的是第5页，共46页一、在能量代谢上的相互联系三大营养素共同中间产物共同最终代谢通路糖脂肪蛋白质乙酰CoACoATAC2H2H氧化磷酸化ATPCOCO2 2三大营养素可在体内氧化供能。现在学习的是第6页，共46页从能量供应的角度看
2、，三大营养素可以互相代替，并互相制约。一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约其他物质的降解。现在学习的是第7页，共46页（一）糖代谢与脂代谢的相互联系1.摄入的糖量超过能量消耗时 二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪组织）合成糖原储存（肝、肌肉）现在学习的是第8页，共46页2.脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂酸乙酰CoA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、肾、肠磷酸-甘油葡萄糖现在学习的是第9页，共46页3.脂肪的分解代谢受糖代谢的影响饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时高酮血症草酰乙酸相对不足糖不足脂肪大量动员酮体生成增加氧化
3、受阻现在学习的是第10页，共46页（二）糖与氨基酸代谢的相互联系例如丙氨酸丙酮酸脱氨基糖异生葡萄糖1.大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的-酮酸，可转变为糖。现在学习的是第11页，共46页2.糖代谢的中间产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柠檬酸柠檬酸-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸现在学习的是第12页，共46页氨基酸乙酰CoA脂肪 1.蛋白质可以转变为脂肪 2.氨基酸可作为合成磷脂的原料丝氨酸磷脂酰丝氨酸胆胺脑磷脂胆碱卵磷脂（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系现在学习的是第13页，共46页 但不能说，脂类可转变为氨基酸。脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途径丙酮酸 其他-酮酸某些非必需氨
4、基酸3.脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸现在学习的是第14页，共46页（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系 1.氨基酸是体内合成核酸的重要原料氨基酸是体内合成核酸的重要原料甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳单位合成嘌呤合成嘧啶2.磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供现在学习的是第15页，共46页ATPADP+Pi太阳能化学能生物合成细胞运动膜运输现在学习的是第16页，共46页NADPH+H+NADP+分解代谢还原性有机物还原性生物合成反应氧化物还原性生物合成产物氧化前体现在学习的是第17页，共46页 代谢的基本要略在于形成ATP、还原力和构造单元以用于生物合成。由ATP、还原力和构造单元可合成各类生物分子，并
5、进而装配成生物不同层次的结构。生物合成和生物形态建成是一个耗能和增加有序结构的过程，需要由物质流、能量流和信息流来支持。现在学习的是第18页，共46页物 质 代 谢 调 节The Regulation of Metabolism第 二 节现在学习的是第19页，共46页 生命是靠代谢的正常运转维持的。生命有限的空间内同时有那麽多复杂的代谢途径在运转，必须有灵巧而严密的调节机制，才能使代谢适应外界环境的变化与生物自身生长发育的需要。调节失灵便会导致代谢障碍，出现病态甚至危及生命。在漫长的生物进化历程中，机体的结构、代谢和生理功能越来越复杂，代谢调节机制也随之更为复杂。代谢调节的四级水平：酶水平调节
6、 细胞水平调节 激素水平调节 神经水平调节多细胞整体水平调节现在学习的是第20页，共46页 代谢调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通过细胞内代谢物浓度的变化，对酶的活性及含量进行调节，这种调节称为原始调节或细胞水平代谢调节。单细胞生物现在学习的是第21页，共46页高等生物 三级水平代谢调节 细胞水平代谢调节激素水平代谢调节高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。整体水平代谢调节在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌来调节代谢及功能，并通过各种激素的互相协调而对代谢进
7、行综合调节。现在学习的是第22页，共46页 一、细胞水平的代谢调节现在学习的是第23页，共46页（一）细胞内酶的隔离分布 代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于细胞的代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于细胞的某一区域某一区域 。现在学习的是第24页，共46页多酶体系在细胞内的分布多酶体系在细胞内的分布多酶体系多酶体系分分 布布糖酵解糖酵解胞液胞液磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径糖异生糖异生糖原合成糖原合成三羧酸循环三羧酸循环线粒体线粒体氧化磷酸化氧化磷酸化线粒体线粒体胞液胞液胞液胞液胞液胞液现在学习的是第25页，共46页多酶体系多酶体系分布分布线粒体线粒体脂酸脂酸 氧化氧化脂酸脂酸合成合成胞液胞
8、液内质网、胞液内质网、胞液胆固醇胆固醇合成合成磷脂磷脂合成合成内质网内质网DNA、RNA合成合成细胞核细胞核现在学习的是第26页，共46页 酶的隔离分布的意义 避免了各种代谢途径互相干扰。多酶体系多酶体系分分 布布蛋白质合成蛋白质合成多种水解酶多种水解酶溶酶体溶酶体线粒体、胞液线粒体、胞液尿素合成尿素合成血红素血红素合成合成内质网、胞液内质网、胞液线粒体、胞液线粒体、胞液现在学习的是第27页，共46页 速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度，故又称其为限速酶(limiting velocity enzymes)。催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。这类酶活性除受
9、底物控制外，还受多种代谢物或效应剂的调节。关键酶催化的反应具有以下特点：代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的关键酶决定。现在学习的是第28页，共46页 快速代谢 迟缓代谢数秒、数分钟通过改变酶的活性数小时、几天通过改变酶的含量 变构调节(allosteric regulation)化学修饰调节(chemical modification)代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。现在学习的是第29页，共46页1.变构调节的概念小分子化合物与酶分子活性中心以外的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子构象变化，从而改变酶的活性，这种调节称为酶的变构调节或别构调节。（二）关键酶的变构调
10、节现在学习的是第30页，共46页 被调节的酶称为变构酶或别构酶(allosteric enzyme)使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂(allosteric effector)变构激活剂allosteric effector引起酶活性增加的变构效应剂。变构抑制剂allosteric effector 引起酶活性降低的变构效应剂。现在学习的是第31页，共46页2.变构调节的机制变构酶催化亚基调节亚基变构效应剂：底物、终产物其他小分子代谢物现在学习的是第32页，共46页变构效应剂+酶的调节亚基酶的构象改变酶的活性改变（激活或抑制）疏松亚基聚合紧密亚基解聚酶分子多聚化现在学习的是第33页，共46
11、页（三）酶的化学修饰调节1.1.化学修饰的概念酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发生可逆的共价修饰(covalent modification)，从而引起酶活性改变，这种调节称为酶的化学修饰。现在学习的是第34页，共46页2.化学修饰的主要方式磷酸化-去磷酸乙酰化-脱乙酰甲基化-去甲基腺苷化-脱腺苷 SH 与与 S S 互变互变现在学习的是第35页，共46页酶的磷酸化与脱磷酸化-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现在学习的是第36页，共46页3.3.化学修饰的特点酶蛋白的
12、共价修饰是可逆的酶促反应，在不同酶的作用下，酶蛋白的活性状态可互相转变。具有放大效应，效率较变构调节高。磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节。现在学习的是第37页，共46页（四）酶量的调节1.酶蛋白合成的诱导与阻遏加速酶合成的化合物称为诱导剂(inducer)减少酶合成的化合物称为阻遏剂(repressor)现在学习的是第38页，共46页 2.酶蛋白降解溶酶体蛋白酶体 释放蛋白水解酶，降解蛋白质 泛素识别、结合蛋白质；蛋白水解酶降解蛋白质 通过改变酶蛋白分子的降解速度，也能调节酶的含量。现在学习的是第39页，共46页内、外环境改变机体相关组织分泌激素激素与靶细
13、胞上的受体结合靶细胞产生生物学效应，适应内外环境改变激素作用机制二、激素水平的代谢调节现在学习的是第40页，共46页激素分类 膜受体激素 胞内受体激素按激素受体在细胞的部位不同，分为：现在学习的是第41页，共46页1.膜受体激素的作用方式激素作用方式现在学习的是第42页，共46页 2.胞内受体激素的作用方式现在学习的是第43页，共46页（一）饥饿糖原消耗血糖趋于降低胰岛素分泌减少胰高血糖素分泌增加 引起一系列的代谢变化1.短期饥饿（13天）三、整体水平的代谢调节现在学习的是第44页，共46页（1）蛋白质代谢变化分解加强，氨基酸异生成糖（2）糖代谢变化 糖异生加强，组织对葡萄糖利用降低（3）脂代谢变化 脂肪动员加强，酮体生成增多现在学习的是第45页，共46页2.长期饥饿（1）蛋白质代谢变化 蛋白质分解减少（2）糖代谢变化肝肾糖异生增强肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸（3）脂代谢变化脂肪动员进一步加强脑组织利用酮体增加现在学习的是第46页，共46页