物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)

關(guān)于物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)第1頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、糖代謝與脂類(lèi)代謝的相互關(guān)系2、糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系3、脂類(lèi)代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系4、核酸與糖、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)代謝的聯(lián)系第一節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系第2頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

（1）動(dòng)物在相對(duì)穩(wěn)定的條件下，物質(zhì)代謝過(guò)程相互協(xié)調(diào)而有節(jié)律的進(jìn)行。

（2）當(dāng)環(huán)境改變時(shí)，物質(zhì)代謝能夠適應(yīng)環(huán)境，物質(zhì)代謝要與之相適應(yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。由一種平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一平衡狀態(tài)，以適應(yīng)環(huán)境的需要。第3頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)物質(zhì)代謝的目的

通過(guò)對(duì)全部代謝途徑進(jìn)行綜合和歸納出:

一、生成ATP

主要方式?

其機(jī)理?粗燃料精燃料第4頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、生成還原輔酶

NADPH2推動(dòng)合成反應(yīng)

三、產(chǎn)生生物合成的小分子前體

1.復(fù)雜的代謝途徑都具有其生理意義

2.提供交匯點(diǎn)(中轉(zhuǎn)點(diǎn))。第5頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)變

動(dòng)物體中物質(zhì)的代謝活動(dòng)高度的協(xié)調(diào)，互相聯(lián)系的。通過(guò)中間物作為分支點(diǎn)把各條途徑連結(jié)起來(lái)。三羧酸循環(huán)處于中心的位置;（意義）

顯示出是各種物質(zhì)分解代謝的共同歸宿;

是物質(zhì)代謝相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)變的共同樞紐。第6頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、糖代謝與脂代謝之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)變

糖與脂類(lèi)的聯(lián)系最為密切，糖可以轉(zhuǎn)變成脂類(lèi)。第7頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

1.糖轉(zhuǎn)變成脂類(lèi)

葡萄糖經(jīng)氧化分解，生成磷酸二羥丙酮及丙

酮酸等中間產(chǎn)物(交揮點(diǎn))

磷酸二羥丙酮α-磷酸甘油

丙酮酸乙酰CoA脂酰CoA。

α-磷酸甘油+脂酰CoA甘油三酯

此外，乙酰CoA也是合成膽固醇及其衍生物的原料。

磷酸戊糖途徑還為脂肪酸、膽固醇合成提供了所需的大

量NADPH。

第8頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

2.在動(dòng)物體內(nèi)，脂肪能否轉(zhuǎn)變成葡萄糖呢?

答案是，這種轉(zhuǎn)變是有限度的，解釋?

脂肪的分解產(chǎn)物:甘油和脂肪酸（偶數(shù)、奇數(shù)）

（1）甘油葡萄糖

(2)奇數(shù)脂肪酸丙酰CoA

(3)丙酸(反芻動(dòng)物)甲基丙二酸單酰CoA

琥珀酸葡萄糖。①②③可以合成糖，乙酰CoA無(wú)意義第9頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

偶數(shù)脂肪酸β氧化產(chǎn)生的乙酰CoA在動(dòng)物體內(nèi)則不能凈合成糖，故可以說(shuō)不能合成。

其關(guān)鍵問(wèn)題在于丙酮酸脫氫酶系催化產(chǎn)生乙酰CoA的反應(yīng)是不可逆的。

雖然有研究顯示，同位素標(biāo)記的乙酰CoA碳原子最終摻入到了葡萄糖分子中去，但其前提是必須向三羧酸循環(huán)中補(bǔ)充如草酰乙酸等。第10頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五糖代謝與脂類(lèi)代謝的相互聯(lián)系糖乙酰CoA，NADPH脂肪酸磷酸二羥丙酮α-磷酸甘油脂肪有氧氧化酵解從頭合成脂肪甘油磷酸二羥丙酮糖代謝脂肪酸乙酰CoA琥珀酸糖

(植物)乙醛酸循環(huán)-氧化糖異生TCA第11頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、糖代謝與氨基酸代謝之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)變

1.糖轉(zhuǎn)變?yōu)榘被幔ǖ鞍踪|(zhì)）

α-酮酸可以作為“碳架”，轉(zhuǎn)氨基或氨基化作用進(jìn)而轉(zhuǎn)變成非必需氨基酸。

如由丙酮酸，α-酮戊二酸和草酰乙酸可以生成相應(yīng)的丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。第12頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

2.氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘?/p>

當(dāng)動(dòng)物缺乏糖的攝人(如饑餓)時(shí)，則體蛋白分解加強(qiáng)。

（1）20種氨基酸中，除賴氨酸和亮氨酸

（2）通過(guò)脫氨基作用直接或間接經(jīng)糖異生途徑中的某一中間產(chǎn)物，或者TCA某一中間產(chǎn)物即可沿糖異生途徑合成糖。第13頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五此外，缺乏糖的充分供應(yīng)，使細(xì)胞的能量水平下降，蛋白質(zhì)生物合成的過(guò)程也受影響，因耗能(ATP和GTP)反應(yīng)。

第14頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、脂代謝與氨基酸代謝之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)變

1.氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)橹?lèi)

（1）所有氨基酸，無(wú)論是生糖的、生酮的，還是兼生的都可以在動(dòng)物體內(nèi)轉(zhuǎn)變成脂肪。

（2）途徑:

生酮氨基酸(需要糖配合)可以通過(guò)轉(zhuǎn)變成乙酰CoA之后合成脂肪酸。

（3）途徑:生糖氨基酸

再由糖轉(zhuǎn)變成脂肪的。第15頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.脂肪轉(zhuǎn)變成氨基酸

（1）脂肪酸

脂肪酸合成氨基酸碳架結(jié)構(gòu)的可能性不大，機(jī)理同脂肪酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰?/p>

因?yàn)楫?dāng)由乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)，再由循環(huán)中的中間產(chǎn)物形成氨基酸時(shí)，消耗了循環(huán)中的有機(jī)酸？如無(wú)其他來(lái)源得以補(bǔ)充，反應(yīng)則不能進(jìn)行下去。

第16頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五植物與微生物細(xì)胞中脂肪酸可轉(zhuǎn)變成氨基酸。在動(dòng)物細(xì)胞中缺乏這樣的機(jī)制。

一般地說(shuō)，動(dòng)物組織不易利用脂肪酸合成氨基酸。

第17頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）甘油

脂類(lèi)中的甘油是糖異生的原料之一。由甘油可以轉(zhuǎn)變成合成非必需氨基酸的碳骨架，即α-酮酸，再由它們直接合成氨基酸。第18頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

四、核苷酸代謝與其它物質(zhì)代謝之間的關(guān)系

1.核酸控制細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成。影響細(xì)胞的組成成分和代謝類(lèi)型。第19頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.核苷酸是核酸的基本組成單位

3.許多核苷酸在調(diào)節(jié)代謝中也起著重要作用。例如，ATP是能量通用貨幣和轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)的主要分子，UTP參與單糖的轉(zhuǎn)變和多糖的合成。CTP參與磷脂的合成，GTP為蛋白質(zhì)多肽鏈的生物合成所必需。此外，許多重要的輔酶輔基第20頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

如尼克酰胺核苷酸和黃素核苷酸都是腺嘌呤核苷酸衍生物，參與酶的催化作用。

環(huán)核苷酸，如cAMP，cGMP作為胞內(nèi)信號(hào)分子(第二信使)參與細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)，

4.核酸的合成也與糖、脂類(lèi)和蛋白質(zhì)的代謝密切相關(guān),糖代謝為核酸合成提供了磷酸核糖(及脫氧核糖)和NADPH還原力。第21頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

5.甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺所攜帶的一碳單位以及四氫葉酸等參加嘌呤和嘧啶環(huán)的合成，多種酶和蛋白因子參與了核酸的生物合成(復(fù)制和轉(zhuǎn)錄)，

6.糖、脂等燃料分子為核酸生物學(xué)功能的實(shí)現(xiàn)提供了能量保證。

第22頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五糖類(lèi)脂類(lèi)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(píng)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23頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五糖分解和糖異生途徑中相對(duì)獨(dú)立的單向反應(yīng)

糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶二磷酸果糖磷酸酯酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶第24頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

第三節(jié)高等動(dòng)物調(diào)節(jié)的一般原理

一、代謝調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)

為了適應(yīng)環(huán)境的變化，動(dòng)物機(jī)體進(jìn)化出了隨時(shí)可以改變各個(gè)代謝途徑的速度和代謝中間物濃度，使其由一種恒態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N新的恒態(tài)，這是通過(guò)代謝的調(diào)節(jié)來(lái)完成的。

第25頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、高等動(dòng)物調(diào)節(jié)的方式（1）細(xì)胞水平代謝調(diào)控（2）激素水平調(diào)控（3）神經(jīng)調(diào)控

三者之間有聯(lián)系，細(xì)胞水平是基礎(chǔ)，后兩者通過(guò)此實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。第26頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（一）細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)

酶的區(qū)室化(保證)（compartmentation）生物膜結(jié)構(gòu)把細(xì)胞分為許多區(qū)域，稱為酶的區(qū)室化。

意義：把不同代謝途徑的酶系都固定地分布在不同的區(qū)域中，為代謝調(diào)節(jié)提供了方便的條件,

保證有序。第27頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五調(diào)控實(shí)質(zhì)上是對(duì)酶活性的調(diào)控

主要是通過(guò)細(xì)胞內(nèi)某些物質(zhì)濃度的改變，來(lái)改變某些酶的活性或含量，從而改變代謝途徑的速度。有兩種方式：酶分子結(jié)構(gòu)調(diào)控（快速調(diào)控）酶含量調(diào)控（慢速調(diào)節(jié)）第28頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五酶量的控制（不介紹）

細(xì)胞內(nèi)的酶活性一般與其含量呈正相關(guān)。酶的合成與降解的相對(duì)速率控制著細(xì)胞內(nèi)酶的含量。酶蛋白生物合成可在其基因的轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平上調(diào)控。多種調(diào)節(jié)信號(hào)影響酶蛋白基因的表達(dá)。

第29頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（二）激素水平調(diào)節(jié)

1.激素高等動(dòng)物體內(nèi)分化出了一些特殊的組織和細(xì)胞，專門(mén)產(chǎn)生各種稱為激素（hormone）的化學(xué)信號(hào)分子，形成內(nèi)分泌系統(tǒng)。

協(xié)調(diào)全身各個(gè)組織、細(xì)胞之間代謝的機(jī)制。使整個(gè)動(dòng)物作為一個(gè)整體，對(duì)內(nèi)外環(huán)境的變化做出快速、準(zhǔn)確的反應(yīng)。第30頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.激素分兩類(lèi)

(1)蛋白質(zhì)或氨基酸的衍生物，如胰島素、腎上腺素、胰高血糖素等。

(2)類(lèi)固醇或脂肪酸的衍生物，如雌激素、前列腺素。

激素與特異受體結(jié)合，引起細(xì)胞內(nèi)代謝的改變，產(chǎn)生生理效應(yīng)。第31頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（三）整體水平調(diào)節(jié)

動(dòng)物機(jī)體怎樣進(jìn)行整體水平的調(diào)節(jié)呢？

動(dòng)物在應(yīng)激情況、疾病等復(fù)雜的情況下，為了適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境的多變，在高等動(dòng)物出現(xiàn)了神經(jīng)和內(nèi)分泌，N、激素如何實(shí)現(xiàn)對(duì)代謝途徑的調(diào)節(jié)？（對(duì)生理的調(diào)節(jié)都能感覺(jué)到，對(duì)生化代謝？）

接另的課件（2011.10.25）

第32頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.共價(jià)修飾調(diào)節(jié)

酶蛋白分子中的某些基團(tuán)可以在其他酶的催化下發(fā)生共價(jià)修飾，從而導(dǎo)致酶活性的改變，稱為共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。

共價(jià)修飾調(diào)節(jié)也是體內(nèi)快速調(diào)節(jié)代謝活動(dòng)的一種重要的方式。（如發(fā)現(xiàn)狼，在我們家畜生產(chǎn)上運(yùn)輸一車(chē)動(dòng)物，新環(huán)境、熱、擁擠等對(duì)動(dòng)物都是不利的）

98第33頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

共價(jià)修飾酶通常在兩種不同的酶的催化下發(fā)生修飾或去修飾，從而引起酶分子在有活性形式與無(wú)活性形式之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)變。

最常見(jiàn)的共價(jià)修飾方式有：磷酸化-脫磷酸化，-SH-、-S-S-，乙?；?脫乙?；?。

控制代謝途徑，猶如長(zhǎng)河中的一個(gè)閘門(mén)

2.共價(jià)修飾的機(jī)制第34頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3．共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的方式

共價(jià)修飾調(diào)節(jié)一般與激素的調(diào)節(jié)相聯(lián)系，其調(diào)節(jié)方式為級(jí)聯(lián)反應(yīng)（酶級(jí)串聯(lián)）。第35頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第36頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)代謝調(diào)節(jié)信號(hào)的細(xì)胞傳導(dǎo)機(jī)制一.信號(hào)分子二.受體受體的概念受體的特點(diǎn)受體的類(lèi)型三.細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)系統(tǒng)第37頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五信號(hào)分子

激素、神經(jīng)遞質(zhì)是多細(xì)胞的高等動(dòng)物賴以調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝活動(dòng)的重要信號(hào)分子。蛋白類(lèi)激素：胰島素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素等；

氨基酸類(lèi)小分子激素：腎上腺素、去甲腎上腺素和甲狀腺激素等；類(lèi)固醇性激素：睪酮、雌二醇；第38頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五脂肪酸衍生物：前列腺素激素等；神經(jīng)遞質(zhì)：乙酰膽堿、γ-氨基丁酸和5-羥色胺等；生長(zhǎng)因子：如類(lèi)胰島素生長(zhǎng)因子、上皮生長(zhǎng)因子；細(xì)胞因子：如白細(xì)胞介素，干擾素和腫瘤壞死因子等。

信號(hào)分子也常被稱為配體（ligand）。配體是信息的載體，屬于第一信使。第39頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

大部分信號(hào)分子并不進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，而是與它們的靶組織、靶細(xì)胞質(zhì)膜上特異的受體結(jié)合，然后引起細(xì)胞內(nèi)一系列的生物化學(xué)變化，改變細(xì)胞的代謝，引起生理效應(yīng)；只有少部分疏水的信號(hào)分子可以直接穿越細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，與胞漿內(nèi)或核內(nèi)的受體結(jié)合，引起生理效應(yīng)。第40頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五受體(receptor)：指細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能識(shí)別信號(hào)分子（激素、神經(jīng)遞質(zhì)、毒素、藥物、抗原和其他細(xì)胞黏附分子）并與之結(jié)合的生物大分子。

絕大部分受體是蛋白質(zhì)，少數(shù)是糖脂。（一）受體的概念第41頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.可以專一性地與其相應(yīng)的配體可逆結(jié)合。兩者在空間結(jié)構(gòu)上必定有高度互補(bǔ)的區(qū)域以利于這種結(jié)合，氫鍵、離子鍵、范德瓦爾力和疏水力是受體與配體間相互作用的主要非共價(jià)鍵。2.受體與配體之間存在高親和力，其解離常數(shù)通常達(dá)到10-11—10-9mol/L。

3.受體與配體兩者結(jié)合后可以通過(guò)第二信使（secondmessenger），如cAMP，cGMP，IP3，Ca2+等引發(fā)細(xì)胞內(nèi)的生理效應(yīng)。（二）受體的特點(diǎn)第42頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五Ⅰ型為配體門(mén)控通道型Ⅱ型為G蛋白偶聯(lián)型Ⅲ型是酪氨酸激酶型Ⅳ型是DNA轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)型（三）受體的分類(lèi)第43頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五Ⅰ型為配體門(mén)控通道型

這類(lèi)受體一般是快速反應(yīng)的神經(jīng)遞質(zhì)受體，如乙酰膽堿受體和γ-氨基丁酸受體。它們位于膜上，直接與離子通道相連，控制著離子進(jìn)出的大門(mén)。在配體與受體結(jié)合后的數(shù)毫秒內(nèi)就可引起細(xì)胞膜對(duì)離子通透性的改變，繼而引起膜電位的改變。（不介紹）

第44頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

包括很多位于膜上的激素受體，如腎上腺素受體。它們須通過(guò)G蛋白的參與控制第二信使的產(chǎn)生或離子通道的效應(yīng)。（重點(diǎn))Ⅱ型為G蛋白偶聯(lián)型第45頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

這類(lèi)受體最大特點(diǎn)是本身就具有酪氨酸激酶的活性。因此受體可以直接調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)效應(yīng)蛋白的磷酸化過(guò)程，進(jìn)而引發(fā)生理效應(yīng)。如生長(zhǎng)因子受體就屬于這一類(lèi)。Ⅲ型是酪氨酸激酶型第46頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

此類(lèi)受體存在于胞漿中或核內(nèi)。這類(lèi)受體的激活直接影響DNA的轉(zhuǎn)錄和特定基因的表達(dá)。其效應(yīng)過(guò)程比較長(zhǎng)，甚至要數(shù)天，如雌二醇的受體。Ⅳ型是DNA轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)型第47頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)系統(tǒng)

Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型三種類(lèi)型受體有關(guān)的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)及其機(jī)制。（不介紹。自學(xué)）

1.G蛋白偶聯(lián)型受體系統(tǒng)G蛋白cAMP-蛋白激酶A途徑蛋白激酶C途徑IP3-Ca2+/鈣調(diào)蛋白激酶途徑第48頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五G蛋白

G蛋白的全稱為GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白，廣泛存在于各種組織的細(xì)胞膜上。它在細(xì)胞膜上的受體與細(xì)胞內(nèi)的效應(yīng)酶或效應(yīng)蛋白之間起中介的作用，參與細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)過(guò)程。（1）種類(lèi)：G蛋白有十多種，結(jié)構(gòu)上還是功能上都有許多共性，所有的G蛋白都是膜蛋白。

第49頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）結(jié)構(gòu)：由α、β和γ三種亞基組成的三聚體，其中β和γ通常緊密結(jié)合成β/γ二聚體。（共性）（3）差別：不同G蛋白的差別主要表現(xiàn)在它們有不同的α亞基上。第50頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

G蛋白的α-亞基有GTP或GDP結(jié)合位點(diǎn)，并具有GTP酶的活性。（4）非活性狀態(tài)

非活化狀態(tài)的G蛋白的α-亞基與GDP結(jié)合，并與β/γ亞基二聚體有高親合性，結(jié)合在一起。第51頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（5）活化的狀態(tài)

當(dāng)激素與受體結(jié)合后，與受體相連的G蛋白α-亞基釋放出GDP，改為結(jié)合GTP，并立即與β/γ-亞基二聚體分離，轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨臓顟B(tài)。第52頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五結(jié)合GTP的活化的α-亞基再激活膜上的效應(yīng)酶。在α-亞基完成了這一傳達(dá)信息的任務(wù)之后，由于它本身具有GTP酶的活性，可釋放Pi，GTP又轉(zhuǎn)變成GDP，結(jié)合GDP的α-亞基又與β/γ-亞基二聚體再結(jié)合，恢復(fù)G蛋白的非活性狀態(tài)。第53頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五G蛋白對(duì)于效應(yīng)酶，如腺苷酸環(huán)化酶（adenylatecyclase，AC）的作用可以有激活和抑制兩種情形，因而可把G蛋白分為激活型（Gs）和抑制型（Gi）。相應(yīng)的，其α-亞基可分為αs和αi。

G蛋白的作用過(guò)程簡(jiǎn)單表示如下：第54頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五與G蛋白相偶聯(lián)的受體通常是一條肽鏈形成的過(guò)膜蛋白，有七段α-螺旋往返于質(zhì)膜的脂質(zhì)雙層中：

第55頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

例如，當(dāng)β-腎上腺素與其受體結(jié)合后，有GTP參與，GS蛋白激活。

(6)αs激活腺苷酸環(huán)化酶（效應(yīng)酶），由αs激活腺苷酸環(huán)化酶，使胞內(nèi)的大量ATP轉(zhuǎn)變?yōu)閏AMP，并釋放PPi。

第56頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五G蛋白對(duì)于的效應(yīng)酶，腺苷酸環(huán)化酶也有激活和抑制兩種情形，腺苷酸環(huán)化酶激活后，其作用如下，cAMP的合成與分解：

第57頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

cAMP進(jìn)一步活化—蛋白激酶使一個(gè)或多個(gè)代謝過(guò)程，如腎上限素、胰島素作用機(jī)理。

cAMP是在50年代研究腎上腺素激活磷酸化酶，促進(jìn)糖原分解的機(jī)制時(shí)認(rèn)識(shí)到的，是人們最早知道的第二信使。第58頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

cAMP-蛋白激酶A途徑

是了解比較清楚的與G蛋白偶聯(lián)型受體系統(tǒng)有關(guān)的途徑，即cAMP-PKA（proteinkinaseA)途徑。1．組成（1）第一信使

通過(guò)這一途徑傳遞信號(hào)的第一信使主要有兒茶酚胺類(lèi)激素、胰高血糖素、腺垂體的激素、下丘腦激素、甲狀旁腺素、降鈣素、前列腺素等。第59頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）受體：屬于G蛋白偶聯(lián)型膜受體。（3）G蛋白：位于細(xì)胞膜上，是由α，β，γ三種亞基構(gòu)成的三聚體。主要有激活型的Gs和抑制型的Gi兩種。（4）腺苷酸環(huán)化酶（AC）：存在于細(xì)胞膜上，可接受G蛋白的信號(hào)而被激活，催化ATP轉(zhuǎn)化為cAMP，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度升高。

第60頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（5）蛋白激酶A（PKA）

這個(gè)酶的非活性形式是由四個(gè)亞基組成的四聚體，兩個(gè)同樣的調(diào)節(jié)亞基（R）和兩個(gè)同樣的催化亞基（C）。當(dāng)4分子cAMP結(jié)合到兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基的結(jié)合部位時(shí)，此四聚體解離成兩部分，即結(jié)合有cAMP的調(diào)節(jié)亞基二聚體和具有催化活性的兩個(gè)分離的催化亞基。第61頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五蛋白激酶A被cAMP激活

接著催化亞基使胞內(nèi)多種蛋白酶磷酸化而激活，引起生理效應(yīng)。

第62頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五催化亞基使胞內(nèi)許多蛋白酶磷酸化而激活，引起生理效應(yīng)。第63頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

如蛋白激酶（proteinkinase，PK)

能將ATP分子上的

－磷酸轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)的Ser，Thr,Tyr(L)殘基上，使蛋白質(zhì)磷酸化的酶。

磷蛋白磷酸酶可催化該反應(yīng)的逆過(guò)程修飾代謝途徑中的酶，共價(jià)修飾調(diào)節(jié)第64頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五蛋白激酶與磷蛋白磷酸酶的作用不介紹第65頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

（1）激素與受體結(jié)合，

G蛋白激活，轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨臓顟B(tài)。（2）激活效應(yīng)酶（3）

cAMP-PKA途徑代謝途徑中的酶活性發(fā)生變化，使代謝途徑的速度發(fā)生變化而適應(yīng)環(huán)境。

腎上腺素作用于肌細(xì)胞受體導(dǎo)致肌糖原分解就是一個(gè)典型的例子。故應(yīng)激情況下，經(jīng)過(guò)以下過(guò)程第66頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五以上理論全部體現(xiàn)于圖中2．信號(hào)傳遞過(guò)程第67頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五圖12?4肌糖原分解反對(duì)級(jí)聯(lián)放大過(guò)程

應(yīng)激生理生化表現(xiàn)，生產(chǎn)上外調(diào)豬、牛等第68頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2．信號(hào)傳遞過(guò)程H+R→GS↑→AC↑→cAMP↑→PKA↑→酶蛋白磷酸化→引起生理效應(yīng)腎上腺素作用于肌細(xì)胞受體導(dǎo)致肌糖原分解就是一個(gè)典型的例子：第69頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五如通知、凝血放大效應(yīng)第70頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

激素?cái)y帶的胞外信息經(jīng)由cAMP傳達(dá)到胞內(nèi)，再由PKA繼續(xù)向下傳遞，將較弱的胞外信號(hào)通過(guò)一個(gè)酶促的酶活性的級(jí)聯(lián)放大（cascadeeffect）系統(tǒng)逐級(jí)放大，對(duì)于動(dòng)物保全生命具有重要的生物學(xué)意義。

使細(xì)胞在短時(shí)間內(nèi)作出快速應(yīng)答反應(yīng)。這對(duì)于在應(yīng)激狀態(tài)下，爭(zhēng)取時(shí)間逃跑或者戰(zhàn)斗以保全生命有重要的生物學(xué)意義。當(dāng)應(yīng)激的條件消除時(shí)，cAMP又可以很快被磷酸二酯酶（phosphodiesterase，PDE）水解，開(kāi)環(huán)而滅活。

第71頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

介紹這第72頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五cAMP信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)配體

ATP受體G蛋白腺苷酸環(huán)化酶（AC）cAMP

效應(yīng)PKA（依賴cAMP蛋白激酶）（cAMPdependentproteinkinase）

第73頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五習(xí)題:1.

依賴于cAMP的蛋白激酶A途徑已了解得比較清楚，這是與G蛋白偶聯(lián)型受體系統(tǒng)有關(guān)的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。蛋白激酶A是處于途徑上游處的關(guān)鍵酶。簡(jiǎn)述這個(gè)酶的激活機(jī)制。

2.

舉兩例說(shuō)明酶的活性具有可調(diào)節(jié)性。

第74頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.磷脂酰肌醇二磷酸（PIP）被磷脂酶C催化水解生成甘油二酯（DG）和三磷酸肌醇（IP）。簡(jiǎn)述它們作為第二信使如何以不同的方式向細(xì)胞內(nèi)傳導(dǎo)代謝信息的。(南農(nóng))第75頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五除cAMP－PKA外，還存在環(huán)鳥(niǎo)苷酸第二信使系統(tǒng)，即cGMP－蛋白激酶G（PKG）途徑。G蛋白可激活鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶使GTP生成cGMP，后者再激活PKG而發(fā)生效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)此途徑與cAMP－PKA途徑機(jī)制相似，甚至有部分功能交叉，但詳細(xì)的機(jī)制尚不清楚。第76頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五以下不介紹，如果做精品課程以下刪去通過(guò)以上過(guò)程總結(jié)激素作用特點(diǎn)

１.靶細(xì)胞（靶組織）２.組織特異性３.放大效應(yīng)

放大效應(yīng)優(yōu)勢(shì)，如凝血、應(yīng)激、動(dòng)物環(huán)境第77頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

蛋白激酶C途徑

1．組成（1）第一信使：通過(guò)此途徑傳遞信號(hào)的第一信使主要有：①激素：胰島素、β-腎上腺素等。②神經(jīng)遞質(zhì)：乙酰膽堿、5-羥色胺等。（2）受體：為G蛋白偶聯(lián)型受體，也可為單跨膜α-螺旋型受體。（3）G蛋白：也是由α，β，γ三種亞基構(gòu)成的三聚體，為Gp型，其激活機(jī)制與前述G蛋白相同。

第78頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（4）磷脂酶C：磷脂酶C將質(zhì)膜上的磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2）水解成三磷酸肌醇（IP3）和DG。

第79頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（5）第二信使：為DG

，脂溶性的DG在膜上累積并使緊密結(jié)合在膜上的無(wú)活性的蛋白激酶C（PKC）活化。PKC活化后使大量底物蛋白的絲氨酸或蘇氨酸的羥基磷酸化。

2．信號(hào)傳遞過(guò)程H+R→GS↑→磷脂酶C↑→DG↑→PKC↑→底物蛋白的絲氨酸或蘇氨酸的羥基磷酸化→引起生理效應(yīng)第80頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五DG可通過(guò)三個(gè)途徑終止作為第二信使的作用①DG被DG激酶磷酸化生成磷脂酸，再參與肌醇磷脂的合成。②在DG脂酶作用下，水解成單脂酰甘油，進(jìn)而分解產(chǎn)生出花生四烯酸和甘油等。③在脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶的作用下，DG與其他脂肪酸又可以合成甘油三酯。第81頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五IP3-Ca2+/鈣調(diào)蛋白激酶途徑

在這個(gè)途徑中，IP3和Ca2+都是它的第二信使。IP3與DG同是PIP2的分解產(chǎn)物。由于IP3與DG不同，是水溶性的，在膜上水解生成后進(jìn)入胞液內(nèi)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的Ca2+門(mén)控通道結(jié)合，促使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的Ca2+釋放到胞液中，胞內(nèi)Ca2+水平的升高，使Ca2+／鈣調(diào)蛋白（calmodulin）依賴性蛋白激酶（CaM酶）激活。而CaM酶再激活腺苷酸環(huán)化酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、磷酸化酶、肌球蛋白輕鏈激酶、谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶等，產(chǎn)生各種生理效應(yīng)。IP3可以被磷酸酶水解去磷酸生成肌醇，以終止其第二信使作用。第82頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五信號(hào)傳遞過(guò)程第83頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、酪氨酸蛋白激酶型受體系統(tǒng)（一）酪氨酸蛋白激酶型受體酪氨酸蛋白激酶（tyrosineproteinkinase，TPK）型受體：包括許多肽類(lèi)激素和生長(zhǎng)因子，例如胰島素，類(lèi)胰島素生長(zhǎng)因子，生長(zhǎng)激素，上皮生長(zhǎng)因子等。受體結(jié)構(gòu)：一般由單條或兩條多肽鏈構(gòu)成，結(jié)構(gòu)上都比較相似。在胞外側(cè)的是受體識(shí)別和結(jié)合配體的區(qū)域；緊接著的是跨膜部分，然后是胞內(nèi)的酪氨酸激酶的催化