物質(zhì)代謝和聯(lián)系調(diào)節(jié)

1、關(guān)于物質(zhì)代謝與聯(lián)系的調(diào)節(jié)第一張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月物質(zhì)代謝的特點(diǎn)The Specialty of Metabolism第 一 節(jié)第二張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月一、整體性 糖類 脂類蛋白質(zhì)水 無機(jī)鹽維生素各種物質(zhì)代謝之間互有聯(lián)系，相互依存。 消化吸收中間代謝廢物排泄第三張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、代謝調(diào)節(jié)機(jī)體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制，調(diào)節(jié)代謝的強(qiáng)度、方向和速度內(nèi)外環(huán)境不斷變化影響機(jī)體代謝適應(yīng)環(huán)境的變化第四張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色結(jié)構(gòu)不同酶系的種類、含量不同不同的組織、器官代謝途徑不同、功能各異第五張，

2、PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池例如 消化吸收的糖 肝糖原分解糖異生血糖第六張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月五、ATP是機(jī)體能量利用的共同形式營養(yǎng)物分 解釋放能量ADP+PiATP直接供能第七張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月六、NADPH是合成代謝所需的還原當(dāng)量例如乙酰CoANADPH + H+脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑第八張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系Metabolic Interrelationships第 二 節(jié)第九張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月一、在能量代謝上的相互聯(lián)系三大營養(yǎng)素共同中

3、間產(chǎn)物共同最終代謝通路糖脂肪蛋白質(zhì)乙酰CoATCA2H氧化磷酸化ATPCO2三大營養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。第十張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月從能量供應(yīng)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。第十一張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月脂肪分解增強(qiáng)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）例如第十二張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月饑餓時(shí) 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

4、供能為主蛋白質(zhì)分解明顯降低1 2 天3 4 周第十三張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（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(shí) 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(chǔ)存（肝、肌肉）第十四張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月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-甘油葡萄糖第十五張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月脂肪代謝和糖代謝的關(guān)系延胡索酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)甘油乙酰 CoA三酰甘油脂肪酸氧化 糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羥

5、丙酮磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸合成植物或微生物第十六張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月糖類脂類氨基酸和核苷酸之間的代謝聯(lián)系PEP丙酮酸生酮氨基酸-酮戊二酸核糖-5-磷酸 甘氨酸天冬氨酸谷氨酰氨丙氨酸 甘氨酸絲氨酰蘇氨酸半胱氨酸 氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸二羥丙酮乙酰CoA甘油脂肪酸膽固醇亮氨酸賴氨酸酪酰氨色氨酸笨丙氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸乙酰乙酰CoA脂肪核苷酸天冬氨酸天冬酰氨天冬氨酸苯丙酰氨酪氨酸異亮氨酸甲硫酰氨蘇氨酸纈氨酸琥珀酰CoA蘋果酸草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸乙醛酸蛋白質(zhì)淀粉、糖原核酸生糖氨基酸谷氨酰氨組氨酸脯氨酸精氨酸谷氨酸延胡索酸琥珀酸丙二單酰CoA1-磷酸葡萄糖第十七張，PPT共七

6、十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 脂肪的分解代謝受糖代謝的影響?zhàn)囸I、糖供應(yīng)不足或糖代謝障礙時(shí)高酮血癥草酰乙酸相對(duì)不足糖不足脂肪大量動(dòng)員酮體生成增加氧化受阻第十八張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（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(yīng)的-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。第十九張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月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-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸第二十張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月氨基酸乙酰CoA脂肪 1. 蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?2. 氨基酸可作

7、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)系第二十一張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 但不能說，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途徑丙酮?其他-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岬诙?，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（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二十三張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月葡萄糖、糖原丙酮酸乙酰CoA脂肪Leu、Lys草酰乙酸- 酮戊二酸琥珀酸延胡索

8、酸TyrProVal, Ile,Met, ThrAspGluArgHisPro膽固醇、酮體AlaTrpSerGlyThrCys甘油脂酸第二十四張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月糖酵解和葡萄糖異生的關(guān)系（胞液）（線粒體）葡萄糖丙酮酸草酰乙酸天冬氨酸磷酸二羥丙酮3-P-甘油醛-酮戊二酸乳酸谷氨酸丙氨酸TCA循環(huán)乙酰CoAPEPG-6-PF-6-PF-1.6-P丙酮酸草酰乙酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸3-P-甘油甘油ABC1C2A G-6-P磷酸酯酶B F-1.6-P磷酸酯酶C1 丙酮酸羧化酶C2 PEP羧激酶第二十五張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系Meta

9、bolic Specialty and Interrelationships of Tissues and Apparatus第 三 節(jié)第二十六張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月是機(jī)體物質(zhì)代謝的樞紐。在糖、脂、蛋白質(zhì)、水、鹽及維生素代謝中均具有獨(dú)特而重要的作用。肝合成、儲(chǔ)存糖原分解糖原生成葡萄糖，釋放入血是糖異生的主要器官肝在糖代謝中的作用如肝在維持血糖穩(wěn)定中起重要作用。第二十七張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月酮體乳酸 游離脂酸葡萄糖以葡萄糖有氧氧化供能為主。心臟第二十八張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月耗能大，耗氧多。葡萄糖為主要能源。不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)

10、，利用酮體。 腦第二十九張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月合成、儲(chǔ)存糖原；通常以脂酸氧化為主要供能方式； 劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，以糖酵解為主。肌 肉第三十張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月能量主要來自糖酵解。紅細(xì)胞第三十一張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月合成及儲(chǔ)存脂肪的重要組織；將脂肪分解成脂酸、甘油，供機(jī)體其他組織利用。 脂肪組織第三十二張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月也可進(jìn)行糖異生和生成酮體；腎髓質(zhì)主要由糖酵解供能；腎皮質(zhì)主要由脂酸、酮體有氧氧化供能。腎臟第三十三張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月代 謝 調(diào) 節(jié)The Regulation of Metab

11、olism第 四 節(jié)第三十四張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過細(xì)胞內(nèi)代謝物濃度的變化，對(duì)酶的活性及含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為原始調(diào)節(jié)或細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)。單細(xì)胞生物第三十五張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月高等生物 三級(jí)水平代謝調(diào)節(jié)細(xì)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(jìn)化過程中，出現(xiàn)了專司調(diào)節(jié)功能的內(nèi)分泌細(xì)胞及內(nèi)分泌器官，其分泌的激素可對(duì)其他細(xì)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(duì)靶細(xì)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(xì)胞的代謝及功能，并通過各種激素的互相協(xié)調(diào)而對(duì)

12、機(jī)體代謝進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。第三十六張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié) 細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是酶水平的調(diào)節(jié)。 細(xì)胞內(nèi)酶呈隔離分布。 代謝途徑的速度、方向由其中的關(guān)鍵酶(key enzyme)的活性決定。 代謝調(diào)節(jié)主要是通過對(duì)關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。第三十七張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）細(xì)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(xì)胞的某一區(qū)域 。第三十八張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布第三十九張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 酶的隔離分布的意義

13、 避免了各種代謝途徑互相干擾。第四十一張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 速度最慢，它的速度決定整個(gè)代謝途徑的總速度，故又稱其為限速酶(limiting velocity enzymes)。 催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)，它的活性決定整個(gè)代謝途徑的方向。 這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：代謝途徑是一系列酶促反應(yīng)組成的，其速度及方向由其中的關(guān)鍵酶決定 。第四十二張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例：糖代謝的關(guān)鍵酶第四十三張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 快速代謝 遲緩代謝數(shù)秒、數(shù)分鐘通過改變酶的活性數(shù)小時(shí)、幾天通過

14、改變酶的含量 變構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)(chemical modification) 代謝調(diào)節(jié)主要是通過對(duì)關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。第四十四張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月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，這種調(diào)節(jié)稱為酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)或別構(gòu)調(diào)節(jié)。（二）關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)第四十五張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月被調(diào)節(jié)的酶稱為變構(gòu)酶或別構(gòu)酶(allosteric enzyme)使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱為變構(gòu)效應(yīng)劑(allosteric effector) 變構(gòu)激

15、活劑allosteric effector引起酶活性增加的變構(gòu)效應(yīng)劑。 變構(gòu)抑制劑allosteric effector 引起酶活性降低的變構(gòu)效應(yīng)劑。第四十六張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 變構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制變構(gòu)酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基變構(gòu)效應(yīng)劑：底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物第四十七張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月變構(gòu)效應(yīng)劑 + 酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構(gòu)象改變酶的活性改變（激活或抑制 ）疏松亞基聚合緊密亞基解聚酶分子多聚化第四十八張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義 代謝終產(chǎn)物反饋抑制 (feedback inhibition) 反應(yīng)途徑中的酶，使代謝物

16、不致生成過多。乙酰CoA 乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長鏈脂酰CoA第四十九張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)。G-6-P+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進(jìn)糖的儲(chǔ)存第五十張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月變構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。檸檬酸+6-磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化 乙酰輔酶A 羧化酶 促進(jìn)脂酸的合成第五十一張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（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酶的催化下發(fā)生可逆的共價(jià)修飾(covalent modification)，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化

17、學(xué)修飾。第五十二張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月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 互變第五十三張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的酶蛋白第五十四張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 化學(xué)修飾的特點(diǎn)酶蛋白的共價(jià)修飾是可逆的酶促反應(yīng)，在不同酶的作用下，酶蛋白的活性狀態(tài)可互相轉(zhuǎn)變。催化互變反應(yīng)的酶在體內(nèi)可受調(diào)節(jié)因素如激素的調(diào)控。

18、具有放大效應(yīng)，效率較變構(gòu)調(diào)節(jié)高。磷酸化與脫磷酸是最常見的方式。 同一個(gè)酶可以同時(shí)受變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。第五十五張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）酶量的調(diào)節(jié)1. 酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏加速酶合成的化合物稱為誘導(dǎo)劑(inducer)減少酶合成的化合物稱為阻遏劑(repressor)第五十六張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 常見的誘導(dǎo)或阻遏方式 底物對(duì)酶合成的誘導(dǎo)和阻遏 產(chǎn)物對(duì)酶合成的阻遏 激素對(duì)酶合成的誘導(dǎo) 藥物對(duì)酶合成的誘導(dǎo)第五十七張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月輔因子對(duì)已有酶活性的調(diào)節(jié) 能荷對(duì)代謝的調(diào)節(jié) NADH/NAD+對(duì)代謝的調(diào)節(jié) 金屬離子濃度對(duì)代謝的

19、調(diào)節(jié)第五十八張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 2. 酶蛋白降解溶酶體蛋白酶體 釋放蛋白水解酶，降解蛋白質(zhì) 泛素識(shí)別、結(jié)合蛋白質(zhì)；蛋白水解酶降解蛋白質(zhì)通過改變酶蛋白分子的降解速度，也能調(diào)節(jié)酶的含量。第五十九張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)、外環(huán)境改變機(jī)體相關(guān)組織分泌激素激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境改變激素作用機(jī)制二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)第六十張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月激素分類 膜受體激素 胞內(nèi)受體激素按激素受體在細(xì)胞的部位不同，分為：第六十一張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 膜受體激素的作用方式激素作用方式第六十二張

20、，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月肽類激素通過cAMP-蛋白激酶調(diào)節(jié)代謝示意圖 ATP cAMP+PPi內(nèi)在蛋白質(zhì)的磷酸化作用改變細(xì)胞的生理過程細(xì)胞膜細(xì)胞膜cR蛋白激酶（無活性）c+RcATP蛋白激酶（有活性）受體環(huán)化酶激素G蛋白第六十三張，PPT共七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月酶級(jí)聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控示意圖意義：由于酶的共價(jià)修飾反應(yīng)是酶促反應(yīng)，只要有少量信號(hào)分子（如激素）存在，即可通過加速這種酶促反應(yīng)，而使大量的另一種酶發(fā)生化學(xué)修飾，從而獲得放大效應(yīng)。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ATP