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1、目录目录关于物质代谢的联系与调节(3)现在学习的是第1页，共74页目录目录2动态生物化学动态生物化学v 糖代谢v 脂类代谢v 生物氧化v 氨基酸代谢v 核苷酸代谢v 物质代谢的联系与调节现在学习的是第2页，共74页目录目录3生物体的新陈代谢生物体的新陈代谢合成合成代谢代谢分解分解代谢代谢能量代谢能量代谢物质物质代谢代谢物质代谢与能量代谢的统一，二者相辅相成。物质代谢与能量代谢的统一，二者相辅相成。生物小分子合成生物大分子生物小分子合成生物大分子需要能量需要能量释放能量释放能量生物大分子分解成生物小分子生物大分子分解成生物小分子v新陈代谢新陈代谢泛指生物体与周围环境进行泛指生物体与周围环境进行物
2、质物质与与能量能量交交换的过程。是生物体换的过程。是生物体物质代谢物质代谢与与能量代谢能量代谢的有机的有机统一统一。现在学习的是第3页，共74页目录目录4物质代谢物质代谢v物质代谢物质代谢:v指机体与环境间不断进行的物质交换。指机体与环境间不断进行的物质交换。v是生命的本质特征，是生命活动的物质基础。是生命的本质特征，是生命活动的物质基础。v物质代谢停止，生命也随之终止。物质代谢停止，生命也随之终止。现在学习的是第4页，共74页目录目录5物质代谢的特点物质代谢的特点The Specialty of Metabolism第一节第一节现在学习的是第5页，共74页目录目录6一、体内各种物质代谢过程互
3、相联系形一、体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体成一个整体 糖类糖类 脂类脂类蛋白质蛋白质水水 无机盐无机盐维生素维生素v各种物质代谢之间各种物质代谢之间不是孤立，而是不是孤立，而是互有联系，相互依存互有联系，相互依存，同时整体同时整体进行的进行的。v某个代谢的紊乱可导致其他代谢的紊乱（糖尿病）某个代谢的紊乱可导致其他代谢的紊乱（糖尿病）消化吸收中间代谢废物排泄现在学习的是第6页，共74页目录目录7二、机体物质代谢不断受到精细调节二、机体物质代谢不断受到精细调节机体有精细的调节机机体有精细的调节机制，调节代谢的制，调节代谢的强度、强度、方向和速度方向和速度内外环境内外环境不断变化不断变化影
4、响机体代谢影响机体代谢适应环境的适应环境的变化变化v代谢调节是生物界普遍存在的重要特征，是机体代谢调节是生物界普遍存在的重要特征，是机体适应内外环境变化的需要。适应内外环境变化的需要。现在学习的是第7页，共74页目录目录8三、各组织、器官物质代谢各具特色三、各组织、器官物质代谢各具特色结构不同结构不同酶系的种类、酶系的种类、含量不同含量不同不同的组织、不同的组织、器官器官代谢途径不同、代谢途径不同、功能各异功能各异v肝脏是物质代谢枢纽，对三大营养物质代谢作用最大肝脏是物质代谢枢纽，对三大营养物质代谢作用最大v脂肪组织因含有脂蛋白脂酶和激素敏感脂肪酶，所以是是具脂肪组织因含有脂蛋白脂酶和激素敏感
5、脂肪酶，所以是是具有存储和动员脂肪的功能有存储和动员脂肪的功能v脑和红细胞只能利用血液葡萄糖作为能源，因不能储存糖原。红脑和红细胞只能利用血液葡萄糖作为能源，因不能储存糖原。红细胞没有线粒体，脑没有脂肪酸细胞没有线粒体，脑没有脂肪酸B B氧化酶体系。氧化酶体系。现在学习的是第8页，共74页目录目录9四、各种代谢物均具有各自共同四、各种代谢物均具有各自共同的代谢池的代谢池 消化吸收的糖消化吸收的糖 肝糖原分解肝糖原分解的糖的糖氨基酸或甘油氨基酸或甘油糖异生糖异生血血糖糖v各种来源的营养物质（内源各种来源的营养物质（内源+外源），都参与到共同的外源），都参与到共同的代谢池中参与代谢。（血糖、血脂、
6、氨基酸代谢池等）代谢池中参与代谢。（血糖、血脂、氨基酸代谢池等）各各种种组组织织代代谢谢参与参与现在学习的是第9页，共74页目录目录10五、五、ATP是机体储存能量和消耗能量的共是机体储存能量和消耗能量的共同形式同形式营养物营养物分解分解释放释放能量能量ADP+PiATP直直接接供供能能v体内物质代谢释放的能量均储存于体内物质代谢释放的能量均储存于ATPATP高能磷酸键高能磷酸键v以以ATPATP形式为生命活动直接供应能量形式为生命活动直接供应能量现在学习的是第10页，共74页目录目录11六、六、NADPH提供合成代谢所需的还原提供合成代谢所需的还原当量当量，供氢体，供氢体乙酰乙酰CoANAD
7、PH +H+脂酸、胆固醇脂酸、胆固醇 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径vNADNAD（CoA ICoA I），主要参与氧化分解代谢），主要参与氧化分解代谢vNADPHNADPH（CoA IICoA II），主要参与还原合成代谢），主要参与还原合成代谢现在学习的是第11页，共74页目录目录12物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系Metabolic Interrelationships第二节第二节现在学习的是第12页，共74页目录目录琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘
8、油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸 天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸 缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2CO2氨氨基基酸酸、糖糖及及脂脂肪肪代代谢谢的的联联系系T A C现在学习的是第13页，共74页目录目录14一、各种能量物质的代谢相互联系相一、各种能量物质的代谢相互
9、联系相互制约互制约三大营养素三大营养素共同中共同中间产物间产物共同最终共同最终代谢通路代谢通路糖糖脂肪脂肪蛋白质蛋白质乙酰乙酰CoACoATAC2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATP+H2OCOCO2 2v三大营养三大营养物的代谢通过共同的中间代谢物、物的代谢通过共同的中间代谢物、TACTAC和生和生物氧化相互联系、相互转变物氧化相互联系、相互转变现在学习的是第14页，共74页目录目录15从能量供应的角度看，三大营养素可以互从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代替，并互相制约。相代替，并互相制约。一般情况下，机体优先利用燃料的次序是糖原、一般情况下，机体优先利用燃料的次序是糖原、脂肪和蛋白质。供
10、能以糖及脂为主，并尽量节约蛋脂肪和蛋白质。供能以糖及脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。白质的消耗。蛋白质供能不够经济。蛋白质供能不够经济。现在学习的是第15页，共74页目录目录16脂肪分解脂肪分解增强增强ATP 增多增多ATP/ADP 比值增高比值增高任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节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。约其他物质的降解。糖分解被抑制糖分解被抑制 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1被抑制被抑制(糖分解代谢限速酶之一糖分解代谢限速酶之一)v例如：例如：现在学习的是第16页，共74页目录目录17饥饿时：饥饿时：肝糖原分解肝糖原分解 ，肌糖原分解肌糖原分解 肝糖异
11、生肝糖异生，蛋白质分解蛋白质分解 以脂酸、酮体分解供能以脂酸、酮体分解供能为主为主蛋白质分解明显降低蛋白质分解明显降低1 2 天天3 4 周周现在学习的是第17页，共74页目录目录18（一）（一）体内糖可转变体内糖可转变成成脂肪脂肪、氨基酸、胆固醇等、氨基酸、胆固醇等，但偶数，但偶数碳碳原子的原子的脂肪酸不能转变成糖脂肪酸不能转变成糖 1.摄入的糖量超过能量消耗时：摄入的糖量超过能量消耗时：二、糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢二、糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢物而相互联系物而相互联系葡葡萄萄糖糖乙酰乙酰CoA合成脂肪合成脂肪（脂肪组织）（脂肪组织）合成糖原储存（肝、肌肉）合成糖原储存（肝、肌肉）
12、现在学习的是第18页，共74页目录目录192.脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂酸脂酸乙酰乙酰CoA葡萄糖葡萄糖脂脂肪肪甘油甘油甘油激酶甘油激酶肝、肾、肠肝、肾、肠磷酸磷酸-甘油甘油葡葡萄萄糖糖丙酮酸丙酮酸不可逆步骤现在学习的是第19页，共74页目录目录203.脂肪的分解代谢受糖代谢的影响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饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时：高酮血症高酮血症草酰乙酸草酰乙酸相对不足相对不足糖不足糖不足脂肪大量动员脂肪大量动员酮体生成增加酮体生成增加氧化氧化受阻受阻，不能进入不能进入TACTACB氧化酮体过量现在学习的是第20页，共
13、74页目录目录21（二）体内糖与大部分氨基酸碳架部分可以相互转（二）体内糖与大部分氨基酸碳架部分可以相互转变变例如：例如：丙氨酸丙氨酸丙酮酸丙酮酸脱氨基脱氨基糖异生糖异生葡萄糖葡萄糖1.大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的-酮酸，可转酮酸，可转变为糖变为糖（生糖氨基酸）（生糖氨基酸）现在学习的是第21页，共74页目录目录222.糖代谢的中间产物可氨基化生成某些非必需氨糖代谢的中间产物可氨基化生成某些非必需氨基酸基酸糖糖丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA柠檬酸柠檬酸-酮戊二酸酮戊二酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸现在学习的是第22页，共74页目录目录
14、23氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪 1.蛋白质可以转变为脂肪蛋白质可以转变为脂肪 2.氨基酸可作为合成磷脂的原料氨基酸可作为合成磷脂的原料丝氨酸丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸胆胺胆胺脑磷脂脑磷脂胆碱胆碱卵磷脂卵磷脂（三）脂类不能转变成氨基酸，但氨基酸能转（三）脂类不能转变成氨基酸，但氨基酸能转变成脂肪变成脂肪现在学习的是第23页，共74页目录目录24 但不能说，脂类可转变为氨基酸。但不能说，脂类可转变为氨基酸。脂肪脂肪甘油甘油磷酸甘油醛磷酸甘油醛糖酵解途径糖酵解途径丙酮酸丙酮酸 其他其他-酮酸酮酸某些非必需氨基酸某些非必需氨基酸3.脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸脂肪的甘油部分可转变为非
15、必需氨基酸现在学习的是第24页，共74页目录目录25（四）某些氨基酸是核苷酸（四）某些氨基酸是核苷酸/核酸合成的前体核酸合成的前体 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甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳单位一碳单位合成嘌呤合成嘌呤合成嘧啶合成嘧啶2.磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供现在学习的是第25页，共74页目录目录26（五）枢纽性中间产物沟通不同的代谢通路（五）枢纽性中间产物沟通不同的代谢通路v糖酵解、异生、有氧氧化、磷酸戊糖途径及糖原代谢的交汇点糖酵解、异生、有氧氧化、磷酸戊糖途径及糖原代谢的交汇点:6:6磷磷酸葡萄糖（酸葡萄
16、糖（6C6C水平）水平）v糖、核苷酸代谢的交汇点糖、核苷酸代谢的交汇点:5:5磷酸核糖（磷酸核糖（5C5C）v糖、甘油代谢交汇点糖、甘油代谢交汇点:磷酸二羟丙酮（磷酸二羟丙酮（3C3C）v糖、脂、氨基酸分解代谢的交汇点糖、脂、氨基酸分解代谢的交汇点:乙酰辅酶乙酰辅酶A A（2C2C）v氨基酸、核苷酸代谢的交汇点氨基酸、核苷酸代谢的交汇点:一碳单位（一碳单位（1C1C）v三个重要氨基酸与糖代谢的交汇点三个重要氨基酸与糖代谢的交汇点:Asp-:Asp-草酰乙酸草酰乙酸(4C);Glu-(4C);Glu-酮戊酮戊二酸二酸(5C);Ala-(5C);Ala-丙酮酸丙酮酸(3C)(3C)v奇数碳原子脂肪
17、酸代谢与糖代谢的交汇点奇数碳原子脂肪酸代谢与糖代谢的交汇点:琥珀酸辅酶琥珀酸辅酶A(4C)A(4C)、乙、乙酰辅酶酰辅酶A(2C)A(2C)。现在学习的是第26页，共74页目录目录27体内重要组织、器官的代谢特体内重要组织、器官的代谢特点及联系点及联系Metabolic Specialty&Interrelationships of Important Tissues&Apparatus in the Body 第三节第三节现在学习的是第27页，共74页目录目录28器官器官组织组织特有的酶特有的酶功能功能主要代谢途径主要代谢途径主要供能物质主要供能物质代谢和输出的代谢和输出的产物产物肝肝葡萄糖
18、激酶，葡萄糖葡萄糖激酶，葡萄糖-6-磷酸酶，甘油激酶，磷酸酶，甘油激酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶激酶代谢枢代谢枢纽纽糖异生，脂酸糖异生，脂酸-氧化，氧化，糖有氧氧化，糖原代谢，糖有氧氧化，糖原代谢，酮体生成等酮体生成等葡萄糖，脂酸，葡萄糖，脂酸，乳酸，甘油，氨乳酸，甘油，氨基酸基酸葡萄糖，葡萄糖，VLDL，HDL，酮体等，酮体等脑脑神经中神经中枢枢糖有氧氧化，糖酵解，糖有氧氧化，糖酵解，氨基酸代谢氨基酸代谢葡萄糖，脂酸，葡萄糖，脂酸，酮体，氨基酸等酮体，氨基酸等乳酸，乳酸，CO2,H2O心心脂蛋白脂酶，呼吸链脂蛋白脂酶，呼吸链丰富丰富泵出血泵出血液液有氧氧化有氧氧化脂酸，葡萄糖
19、，脂酸，葡萄糖，酮体，酮体，VLDLCO2，H2O脂肪脂肪组织组织脂蛋白脂酶，激素敏脂蛋白脂酶，激素敏感脂肪酶感脂肪酶储存及储存及动员脂动员脂肪肪酯化脂酸，脂解酯化脂酸，脂解VLDL，CM游离脂酸，甘游离脂酸，甘油油骨骼骨骼肌肌脂蛋白脂酶，呼吸链脂蛋白脂酶，呼吸链丰富丰富收缩收缩有氧氧化，糖酵解有氧氧化，糖酵解 脂酸，葡萄糖，脂酸，葡萄糖，酮体酮体乳酸，乳酸，CO2，H2O肾肾甘油激酶，磷酸烯醇甘油激酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶式丙酮酸羧激酶排泄尿排泄尿液液糖异生，糖酵解，酮体糖异生，糖酵解，酮体生成生成脂酸，葡萄糖，脂酸，葡萄糖，乳酸，甘油乳酸，甘油葡萄糖葡萄糖红细红细胞胞无线粒体无线粒体运输
20、氧运输氧糖酵解糖酵解葡萄糖葡萄糖乳酸乳酸v体内各组织、器官的代谢因为细胞分化与结构不同有体内各组织、器官的代谢因为细胞分化与结构不同有着自身的特点，但并非孤立进行，而是通过血液循环着自身的特点，但并非孤立进行，而是通过血液循环及神经系统联合统一的整体及神经系统联合统一的整体v重要器官及组织氧化供能的特点重要器官及组织氧化供能的特点 现在学习的是第28页，共74页在糖、脂、蛋白质、在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢中均水、盐及维生素代谢中均具有独特而重要的作用。具有独特而重要的作用。合成、储存糖原合成、储存糖原分解糖原生成葡萄糖，释放入血分解糖原生成葡萄糖，释放入血是糖异生的主要器官是糖异生的
21、主要器官肝在糖代谢中的作用肝在糖代谢中的作用v例如：例如：肝在维持血糖稳定中起重要作用。肝在维持血糖稳定中起重要作用。一、肝是人体最重要的物质代谢中一、肝是人体最重要的物质代谢中心和枢纽心和枢纽现在学习的是第29页，共74页酮体酮体乳酸乳酸 游离脂酸游离脂酸葡萄糖葡萄糖正常优先以脂酸为燃料产生正常优先以脂酸为燃料产生ATP。能量可依次以。能量可依次以消耗自由脂酸、葡萄糖、酮体等能源物质提供。消耗自由脂酸、葡萄糖、酮体等能源物质提供。二、心可利用多种能源物质，以二、心可利用多种能源物质，以有氧氧化为主有氧氧化为主现在学习的是第30页，共74页v耗能大，耗氧多。耗能大，耗氧多。v不能储存糖原、有意
22、义的脂肪、蛋白质不能储存糖原、有意义的脂肪、蛋白质v葡萄糖为主要能源，每天消耗约葡萄糖为主要能源，每天消耗约100g100g。v长期饥饿时，长期饥饿时，葡萄糖供应不足时，葡萄糖供应不足时，脑虽脑虽不能不能直接直接利用脂利用脂酸，酸，但可间接但可间接利用利用脂肪代谢中间物脂肪代谢中间物酮体酮体供能供能。三、脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大三、脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大 现在学习的是第31页，共74页v合成、储存肌糖原；合成、储存肌糖原；v通常以脂酸氧化为主要供能方式；通常以脂酸氧化为主要供能方式；剧剧烈运动时，以糖酵解为主。烈运动时，以糖酵解为主。v缺乏葡萄糖缺乏葡萄糖-6-6-磷酸酶，使肌糖
23、原不能直接磷酸酶，使肌糖原不能直接分解成葡萄糖分解成葡萄糖四、肌肉主要氧化脂肪酸，强烈四、肌肉主要氧化脂肪酸，强烈运动产生大量乳酸运动产生大量乳酸现在学习的是第32页，共74页目录目录33五、糖酵解是为成熟红细胞提供五、糖酵解是为成熟红细胞提供能量的主要途径能量的主要途径红细胞没有线粒红细胞没有线粒体，每天消耗体，每天消耗15 20g葡葡萄糖。萄糖。现在学习的是第33页，共74页目录目录34v将脂肪分解成脂酸、甘油，供机将脂肪分解成脂酸、甘油，供机体其他组织利用。体其他组织利用。六、脂肪组织是合成、储存脂肪六、脂肪组织是合成、储存脂肪的重要组织的重要组织现在学习的是第34页，共74页目录目录3
24、5肾髓质肾髓质，无线粒体，无线粒体，主主要由糖酵解供能；肾皮质主要要由糖酵解供能；肾皮质主要由脂酸、酮体有氧氧化供能。由脂酸、酮体有氧氧化供能。七、肾是可进行糖异生和生成酮体两七、肾是可进行糖异生和生成酮体两种代谢的器官种代谢的器官现在学习的是第35页，共74页目录目录36代谢调节方式代谢调节方式The Way for Regulation of Metabolism第四节第四节现在学习的是第36页，共74页目录目录37v代谢调节代谢调节是生物是生物适应环境适应环境的一种能力，的一种能力，是生物的重要特征。是生物的重要特征。高等生物存在三种水平的代谢调节。高等生物存在三种水平的代谢调节。细胞水
25、平代谢调节细胞水平代谢调节:单细胞生物单细胞生物主要通过细胞内代谢物浓度的变化，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。对酶的活性及含量进行调节。激素水平代谢调节激素水平代谢调节:高等高等生物生物有有专司调节功能的专司调节功能的内分泌系统（内分泌系统（内内分泌细胞及内分泌器官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，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。作用。整体水平代谢调节整体水平代谢调节:高等动物高等动物还有还有中枢神经系统中枢神经系统，或通过神经纤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维及神经递质对靶细胞直接发生影响，或
26、通过某些激素的分泌来调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的互相协泌来调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的互相协调而对机体代谢进行综合调节。调而对机体代谢进行综合调节。细胞水平代谢调节最为基础，激素和神经对代谢的调节都是通过细胞细胞水平代谢调节最为基础，激素和神经对代谢的调节都是通过细胞水平代谢调节来实现的。水平代谢调节来实现的。现在学习的是第37页，共74页目录目录38快速快速调节调节 迟缓迟缓调节调节数秒、数分钟数秒、数分钟通过改变酶的活性通过改变酶的活性数小时、几天数小时、几天通过改变酶的含量通过改变酶的含量 变构调节变构调节 (allosteric regulation)化学修
27、饰调节化学修饰调节 (chemical modification)v 1.1.细胞酶系的区域化隔离分布细胞酶系的区域化隔离分布v 2.2.酶活性的调节酶活性的调节一、一、细胞水平的代谢调节细胞水平的代谢调节v3.3.酶含量的调节酶含量的调节现在学习的是第38页，共74页目录目录391.酶的区域性隔离分布酶的区域性隔离分布线粒体线粒体:丙酮酸氧化丙酮酸氧化;三羧酸三羧酸循环循环;-氧化氧化;呼吸链电子传呼吸链电子传递递;氧化磷酸化氧化磷酸化细胞质细胞质:酵解酵解;磷戊糖磷戊糖途径途径;糖原合成糖原合成;脂肪脂肪酸合成酸合成;细胞核细胞核:核酸合成核酸合成内质网内质网:蛋白质合成蛋白质合成;磷脂合
28、成磷脂合成v细胞内细胞内与代谢途径有关的酶类常常组成多酶体系，分布于与代谢途径有关的酶类常常组成多酶体系，分布于细胞的某一区域或亚细胞结构中。细胞的某一区域或亚细胞结构中。v多酶体系的隔离分布多酶体系的隔离分布有利于提高同一代谢途径的酶促有利于提高同一代谢途径的酶促反应连续进行，提高反应速率；使各种代谢途径互不干反应连续进行，提高反应速率；使各种代谢途径互不干扰，彼此协调，有利于代谢途径的特异调节。扰，彼此协调，有利于代谢途径的特异调节。现在学习的是第39页，共74页目录目录40多酶体系多酶体系分布分布多酶体系多酶体系分布分布DNA及及RNA合成合成细胞核细胞核糖酵解糖酵解胞液胞液蛋白质合成蛋
29、白质合成内质网，胞液内质网，胞液 戊糖磷酸途径戊糖磷酸途径胞液胞液糖原合成糖原合成胞液胞液糖异生糖异生胞液胞液脂酸合成脂酸合成胞液胞液脂酸脂酸氧化氧化线粒体线粒体胆固醇合成胆固醇合成内质网，胞液内质网，胞液多种水解酶多种水解酶溶酶体溶酶体磷脂合成磷脂合成内质网内质网三羧酸循环三羧酸循环线粒体线粒体血红素合成血红素合成胞液，线粒体胞液，线粒体氧化磷酸化氧化磷酸化线粒体线粒体尿素合成尿素合成胞液，线粒体胞液，线粒体呼吸链呼吸链线粒体线粒体主要代谢途径多酶体系在细胞内的分布主要代谢途径多酶体系在细胞内的分布 现在学习的是第40页，共74页目录目录41 速度最慢，速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的它
30、的速度决定整个代谢途径的总速度总速度，故又称其为故又称其为限速酶限速酶(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径的方向方向。这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂的调这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂的调节。节。v代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其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中的关键酶关键酶(key enzyme)的的活性活性决定决定 。v细胞水平的代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而细胞水平的代谢调节主
31、要是通过对关键酶活性的调节而实现的。实现的。2.酶活性的调节酶活性的调节v关键酶催化的反应具有以下特点：关键酶催化的反应具有以下特点：现在学习的是第41页，共74页代谢途径代谢途径关键酶关键酶糖原降解糖原降解磷酸化酶磷酸化酶糖原合成糖原合成糖原合酶糖原合酶糖酵解糖酵解己糖激酶己糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1丙酮酸激酶丙酮酸激酶糖有氧氧化糖有氧氧化丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系柠檬酸合酶柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶糖异生糖异生丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-1-1脂酸合成脂酸合成乙酰辅酶乙酰辅酶A A羧化酶羧化酶胆固醇
32、合成胆固醇合成HMGHMG辅酶辅酶A A还原酶还原酶某某些些重重要要代代谢谢途途径径的的关关键键酶酶 现在学习的是第42页，共74页目录目录432.1 2.1 酶的变构调节或别构调节酶的变构调节或别构调节：小小分分子子化化合合物物与与酶酶分分子子活活性性中中心心以以外外的的某某一一部部位位特特异异结结合合，引起酶蛋白分子构象变化，从而改变酶的活性引起酶蛋白分子构象变化，从而改变酶的活性。代谢途径关键酶多数受代谢途径关键酶多数受此种此种变构调节变构调节。代谢途径的起始物或产物通过变构调节影响代谢途径代谢途径的起始物或产物通过变构调节影响代谢途径 。现在学习的是第43页，共74页目录目录44v被调
33、节的酶称为被调节的酶称为变构酶变构酶或或别构酶别构酶(allosteric enzyme)。v使酶发生变构效应的物质，称为使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂变构效应剂 (allosteric effector)。变构激活剂变构激活剂 allosteric effector 引起酶活性增加的变构引起酶活性增加的变构效应剂。效应剂。变构抑制剂变构抑制剂 allosteric effector 引起酶活性降低的变构效引起酶活性降低的变构效应剂。应剂。现在学习的是第44页，共74页目录目录45v变构效应剂变构效应剂+酶的调节亚基酶的调节亚基酶的构象改变酶的构象改变酶的活性改变酶的活性改变（激活或抑
34、制（激活或抑制 ）疏松疏松亚基聚合亚基聚合紧密紧密亚基解聚亚基解聚酶分子多聚化酶分子多聚化v变构酶变构酶催化亚基催化亚基调节亚基调节亚基v变构效应剂变构效应剂底物、终产物底物、终产物其他小分子代谢物其他小分子代谢物现在学习的是第45页，共74页目录目录46代谢途径代谢途径变构酶变构酶变构激活剂变构激活剂变构抑制剂变构抑制剂糖酵解糖酵解己糖激酶己糖激酶AMP、ADP、FDP、PiG-6-P磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1FDP柠檬酸柠檬酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATP，乙酰，乙酰CoA三羧酸循环三羧酸循环柠檬酸合酶柠檬酸合酶AMPATP，长链脂酰，长链脂酰CoA异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶AMP，ADP
35、ATP糖异生糖异生丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶乙酰乙酰CoA，ATPAMP糖原分解糖原分解磷酸化酶磷酸化酶bAMP，G-1-P，PiATP，G-6-P脂酸合成脂酸合成乙酰辅酶乙酰辅酶A羧化酶羧化酶柠檬酸，异柠檬酸柠檬酸，异柠檬酸长链脂酰长链脂酰CoA氨基酸代谢氨基酸代谢谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶ADP，亮氨酸，蛋氨酸，亮氨酸，蛋氨酸GTP，ATP，NADH嘌呤合成嘌呤合成谷氨酰胺谷氨酰胺PRPP酰胺酰胺转移酶转移酶AMP，GMP嘧啶合成嘧啶合成天冬氨酸转甲酰酶天冬氨酸转甲酰酶CTP，UTP核酸合成核酸合成脱氧胸苷激酶脱氧胸苷激酶dCTP，dATPdTTP一些代谢途径中的变构酶及其变构效应剂一些代谢途
36、径中的变构酶及其变构效应剂 现在学习的是第46页，共74页目录目录47变构调节的生理意义变构调节的生理意义 代谢终产物代谢终产物反馈抑制反馈抑制(feedback inhibition)反应途反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。径中的酶，使代谢物不致生成过多。乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶丙二酰丙二酰CoA长链脂酰长链脂酰CoA如如长链脂酰长链脂酰CoA反馈抑制脂肪酸的合成：反馈抑制脂肪酸的合成：现在学习的是第47页，共74页目录目录48 变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。G-6-P+糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶抑制糖的氧化抑制糖的氧化糖原合
37、酶糖原合酶促进糖的储存促进糖的储存不仅避免产生过多的不仅避免产生过多的ATPATP，还有助于能量的储存，还有助于能量的储存现在学习的是第48页，共74页目录目录49变构调节使不同的代谢途径相互协调。变构调节使不同的代谢途径相互协调。柠檬酸柠檬酸+6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化抑制糖的氧化 乙酰辅酶乙酰辅酶A 羧化酶羧化酶 促进脂酸的合成促进脂酸的合成现在学习的是第49页，共74页目录目录50磷酸化磷酸化-去磷酸去磷酸乙酰化乙酰化-脱乙酰脱乙酰甲基化甲基化-去甲基去甲基腺苷化腺苷化-脱腺苷脱腺苷SH 与与 S S 互变互变 2.2 2.2 酶的化学修饰酶的化学修饰酶酶蛋蛋白白肽肽链
38、链上上某某些些残残基基在在酶酶的的催催化化下下发发生生可可逆逆的的共共价价修修饰饰(covalent modification)，从而引起酶活性改变从而引起酶活性改变。通通过过对对酶酶蛋蛋白白的的化化学学修修饰饰可可调调节节代代谢谢途途径径关关键键酶酶的的活性活性v 化学修饰的主要方式化学修饰的主要方式:现在学习的是第50页，共74页目录目录51酶酶化学修饰类型化学修饰类型酶活性改变酶活性改变糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷酸化磷酸化/脱磷酸脱磷酸激活激活/抑制抑制磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶磷酸化磷酸化/脱磷酸脱磷酸激活激活/抑制抑制糖原合酶糖原合酶磷酸化磷酸化/脱磷酸脱磷酸抑制抑制/激活激活丙酮酸
39、脱羧酶丙酮酸脱羧酶磷酸化磷酸化/脱磷酸脱磷酸抑制抑制/激活激活磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸化磷酸化/脱磷酸脱磷酸抑制抑制/激活激活丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶磷酸化磷酸化/脱磷酸脱磷酸抑制抑制/激活激活HMG-CoA还原酶还原酶磷酸化磷酸化/脱磷酸脱磷酸抑制抑制/激活激活HMG-CoA还原酶激酶还原酶激酶磷酸化磷酸化/脱磷酸脱磷酸激活激活/抑制抑制乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶磷酸化磷酸化/脱磷酸脱磷酸抑制抑制/激活激活脂肪细胞甘油三酯脂肪酶脂肪细胞甘油三酯脂肪酶磷酸化磷酸化/脱磷酸脱磷酸激活激活/抑制抑制黄嘌呤氧化脱氢酶黄嘌呤氧化脱氢酶SH/-S-S-脱氢酶脱氢酶/氧化酶氧化酶酶促化学修饰对酶活性的
40、调节酶促化学修饰对酶活性的调节 现在学习的是第51页，共74页目录目录52酶的磷酸化与脱磷酸化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52页，共74页目录目录53v酶促化学修饰的特点酶促化学修饰的特点：酶酶蛋蛋白白的的共共价价修修饰饰是是可可逆逆的的酶酶促促反反应应，在在不不同同酶酶的的作作用用下下，酶酶蛋蛋白白的的活活性性状状态态可可互互相相转转变变。催催化化互变反应的酶在体内可受调节因素如激素的调控。互变反应的酶在体内可受调节因素如激素
41、的调控。具有放大效应，效率较变构调节高具有放大效应，效率较变构调节高。磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。v 同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节。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53页，共74页目录目录543.3.酶含量酶含量的的调节调节3.1 调节酶蛋白含量可通过调节酶蛋白含量可通过诱导或阻遏酶蛋白基因的表达诱导或阻遏酶蛋白基因的表达加速酶合成的化合物称为加速酶合成的化合物称为诱导剂诱导剂(inducer)减少酶合成的化合物称为减少酶合成的化合物称为阻遏剂阻遏剂(repressor)v常见的诱导或阻遏方式常见的诱导或阻遏方式:底物对酶合成
42、的诱导和阻遏底物对酶合成的诱导和阻遏产物对酶合成的阻遏产物对酶合成的阻遏激素对酶合成的诱导激素对酶合成的诱导药物对酶合成的诱导药物对酶合成的诱导现在学习的是第54页，共74页目录目录55 3.2 调节细胞酶含量也可通过调节细胞酶含量也可通过改变酶蛋白降解速度改变酶蛋白降解速度溶酶体溶酶体蛋白酶体蛋白酶体 释放蛋白水解酶，降解蛋白质释放蛋白水解酶，降解蛋白质 泛素识别、结合蛋白质；泛素识别、结合蛋白质；蛋白水解酶降解蛋白质蛋白水解酶降解蛋白质现在学习的是第55页，共74页目录目录56内、外环境改变内、外环境改变机体相关组织机体相关组织分泌激素分泌激素激素与靶细胞上激素与靶细胞上的的特异特异受体结
43、合受体结合靶细胞产生生物学效应，靶细胞产生生物学效应，适应内外环境改变适应内外环境改变v激素激素的调节的调节机制：机制：二、激素通过作用特异受体调节二、激素通过作用特异受体调节代谢过程代谢过程v激素调节表现出较高的组织特异性和效应特异性激素调节表现出较高的组织特异性和效应特异性现在学习的是第56页，共74页目录目录57v激素分类：激素分类：膜受体激素膜受体激素 胞内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：按激素受体在细胞的部位不同，分为：现在学习的是第57页，共74页目录目录581膜受体激素膜受体激素的作用模式：的作用模式：信号通过跨膜受体传递调节细胞代谢信号通过跨膜受体传递调节
44、细胞代谢cAMP现在学习的是第58页，共74页目录目录59 2.胞内受体胞内受体激素的作用方式：激素的作用方式：激素激素-胞内受体复合物可影响基因转录调节细胞代谢胞内受体复合物可影响基因转录调节细胞代谢现在学习的是第59页，共74页目录目录60（一）饥饿（一）饥饿时的物质代谢调节时的物质代谢调节糖原消耗糖原消耗血糖趋于降低血糖趋于降低胰岛素分泌减少胰岛素分泌减少胰高血糖素胰高血糖素分泌增加分泌增加 引起一系列的代谢变化引起一系列的代谢变化1.短期饥饿短期饥饿（1-3天），天），脂肪动员增加而减少糖的利用脂肪动员增加而减少糖的利用 三、机体通过神经系统及神经三、机体通过神经系统及神经-体液途径体
45、液途径整体调节整体调节体内物质代谢体内物质代谢现在学习的是第60页，共74页目录目录61（1）脂代谢变化）脂代谢变化脂肪动员加强，酮体生成增多脂肪动员加强，酮体生成增多（2）糖代谢变化）糖代谢变化 糖异生加强，糖异生加强，组织对葡萄糖利用降低组织对葡萄糖利用降低（3）蛋白质代谢变化）蛋白质代谢变化肌蛋白质分解加强，氨基酸异生成糖肌蛋白质分解加强，氨基酸异生成糖现在学习的是第61页，共74页目录目录622长期饥饿时长期饥饿时，各组织发生与短期饥饿不同各组织发生与短期饥饿不同的代谢改变的代谢改变（1）蛋白质代谢变化）蛋白质代谢变化 蛋白质分解减少蛋白质分解减少（2）糖代谢变化）糖代谢变化肝肾糖异生
46、增强肝肾糖异生增强肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸（3）脂代谢变化）脂代谢变化脂肪动员进一步加强脂肪动员进一步加强脑组织利用酮体增加脑组织利用酮体增加现在学习的是第62页，共74页目录目录63（二）应激（二）应激状态下的物质代谢调节状态下的物质代谢调节应应激激(stress)指指人人体体受受到到一一些些异异乎乎寻寻常常的的刺刺激激，如如创创伤伤、剧剧痛痛、冻冻伤伤、缺缺氧氧、中中毒毒、感感染染及及剧剧烈烈情情绪绪波波动动等等所所作作出出一一系列反应的系列反应的“紧张状态紧张状态”。应应激激能能增增加加糖糖、脂脂和和蛋蛋白白质质分分解解的的能能源源供供应应，限限制
47、制能能源存积源存积现在学习的是第63页，共74页目录目录64v机体整体反应：机体整体反应：v交感神经兴奋交感神经兴奋v肾上腺髓质及皮质激素分泌增多肾上腺髓质及皮质激素分泌增多v胰高血糖素胰高血糖素、生长激素增加，、生长激素增加，胰岛素分泌减少胰岛素分泌减少 引起一系列的代谢变化引起一系列的代谢变化现在学习的是第64页，共74页目录目录65v代谢改变：代谢改变：1.血糖升高血糖升高2.脂肪动员增强脂肪动员增强3.蛋白质分解加强蛋白质分解加强这对保证大脑、红细胞的供能有重要意义。这对保证大脑、红细胞的供能有重要意义。为心肌、骨骼肌及肾等组织供能。为心肌、骨骼肌及肾等组织供能。肌肌肉肉释出丙氨酸等氨
48、基酸增加。释出丙氨酸等氨基酸增加。现在学习的是第65页，共74页目录目录66内分泌腺或组织内分泌腺或组织代谢改变代谢改变血中含量血中含量胰腺胰腺-细胞、细胞、-细胞细胞胰高血糖素分泌增加、胰岛胰高血糖素分泌增加、胰岛素分泌抑制素分泌抑制胰高血糖素胰高血糖素胰岛素胰岛素肾上腺髓质、皮质肾上腺髓质、皮质去甲肾上腺素及肾上腺素分去甲肾上腺素及肾上腺素分泌增加、皮质醇分泌增加泌增加、皮质醇分泌增加肾上腺素肾上腺素皮质醇皮质醇肝肝糖原分解增加、糖原合成减糖原分解增加、糖原合成减少、糖异生增强、脂酸少、糖异生增强、脂酸氧化氧化增加、酮体生成增加增加、酮体生成增加葡萄糖葡萄糖酮体酮体肌肌糖原分解增加、葡萄糖
49、的摄糖原分解增加、葡萄糖的摄取利用减少、蛋白质分解增取利用减少、蛋白质分解增加、脂酸加、脂酸-氧化增强氧化增强乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖氨基酸氨基酸脂肪组织脂肪组织脂肪分解增强、葡萄糖摄取脂肪分解增强、葡萄糖摄取及利用减少、脂肪合成减少及利用减少、脂肪合成减少游离脂酸游离脂酸甘油甘油应激时机体的代谢改变应激时机体的代谢改变 现在学习的是第66页，共74页目录目录67代谢综合征代谢综合征(Metabolic Syndrome,MS)：以肥胖、以肥胖、高血压、糖代谢及血脂异常等为主要临床表现的症高血压、糖代谢及血脂异常等为主要临床表现的症候群候群。表现为心脑血管病的多种代谢危险因素在同一表现为心脑血管病
50、的多种代谢危险因素在同一个体内集结的状态。而超重和肥胖在个体内集结的状态。而超重和肥胖在MS发生、发发生、发展中起着决定性的作用。展中起着决定性的作用。（三）肥胖是多种因素引起的进食行为和能量代谢调（三）肥胖是多种因素引起的进食行为和能量代谢调节的紊乱节的紊乱现在学习的是第67页，共74页目录目录68v体质性肥胖体质性肥胖：青少年期多见的肥胖，主要由于脂肪细：青少年期多见的肥胖，主要由于脂肪细胞数量增加所致。胞数量增加所致。v获得性肥胖：成人因营养过剩引起的肥胖，主要获得性肥胖：成人因营养过剩引起的肥胖，主要由于脂肪细胞体积增加，也有数量增加。由于脂肪细胞体积增加，也有数量增加。1肥胖者增加脂