第九章氨基酸代谢

1、第九章,氨基酸代谢,一、蛋白质的生理功能和互补营养作用,二、必须氨基酸,三、氨基酸的脱氨基作用,四、氨的代谢,五、酮酸代谢,六、氨基酸的脱羧基作用,七、一碳单位的概念,第一节,蛋白质的营养作用,Nutritional Function of Protein,一、蛋白质需要量,一,氮平衡,nitrogen balance,1,总氮平衡,摄入氮,排出氮,正常成人,2,正氮平衡,摄入氮,排出氮,儿童、孕妇等,3,负氮平衡,摄入氮,排出氮,饥饿、消耗性,疾病患者,4,氮平衡意义,可反映体内蛋白质代谢的慨况,二,需要量,成人每日最低蛋白质需要量为,30,50g,我,国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为,

2、80g,二、蛋白质的营养价值,一,必需氨基酸,essential amino acid,指体内需要而又不能自身合成，必须由食,物供给的氨基酸，共有,8,种,赖氨酸、色氨酸,苏氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨,酸、缬氨酸,其余,12,种氨基酸体内可以合成,称非必需氨基酸,二,蛋白质的营养价值,nutrition value,三,蛋白质的互补作用,蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量,种类的比例,指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需,氨基酸可以互相补充而提高营养价值的作用,三、蛋白质的肠中腐败作用,一,蛋白质的腐败作用,putrefaction,1,是指肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白,质

3、及其消化产物所起的作用,2,腐败作用的产物大多有害，如胺、氨,苯酚、吲哚、硫化氢等；也可产生少量的脂肪,酸及维生素等可被机体利用的物质,3,蛋白质的摄入不宜过量，否则将加重消,化器官负担，导致肠中腐败作用增加,第二节,氨基酸的一般代谢,General Metabolism,of Amino Acids,一、氨基酸代谢概况,氨,尿素,酮,体,氧化供能,食物蛋白质,酮酸,组织,蛋白质,分解,合成,氨基酸,代谢库,糖,代谢转变,胺,类,体内合成氨基酸,非必需氨基酸,其他含氮化合物,嘌呤、嘧啶等,丙氨酸,alanine Ala A 6.00,CH,3,CHCOOH,缬氨酸,亮氨酸,valine Val

4、 V 5.96,CH,3,NH,2,CH,3,CH-CH,2,CHCOOH,NH,2,CH,3,CH,CHCOOH,leucine Leu L 5.98,NH,2,CH,3,二、氨基酸的脱氨基作用,脱氨基作用,是指氨基酸脱去氨基生成相,应,酮酸的过程,氧化脱氨基,方式,转氨基作用,联合脱氨基,嘌呤核苷酸循环,一,氧化脱氨基作用,1. L,谷氨酸脱氢酶广泛,存在于肝、脑、肾等组织中,2,其辅酶为,NAD,或,NADP,3. GTP,ATP,为其抑制剂,GDP,ADP,为其激活剂,NH,2,CH,CH,2,CH,2,COOH,COOH,NAD(P,NH,C,COOH,H,2,O,O,C,CH,2,

5、COOH,NH,3,NAD(P)H+H,CH,2,CH,2,COOH,CH,2,COOH,L,谷氨酸,亚谷氨酸,酮戊二酸,二,转氨基作用,transamination,1,定义,在转氨酶,transaminase,的作用下，某一氨,基酸脱掉,氨基生成相应的,酮酸，而另一种,酮,酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程,2,除赖氨酸、苏氨酸,羟,脯氨酸外，绝大多数氨,基酸均可参与转氨基作用。转氨基作用并未产生游,离的氨,3,反应式,R,1,R,2,NH,2,R,1,O,转氨酶,C,O,R,2,H,C,C,H,C,NH,2,COOH,COOH,COOH,COOH,ALT,AST,GPT: glutama

6、te-pyruvate transaminase,GOT: glutamate-oxaloacetate transaminase,5,转氨酶,正常人各组织,ALT,及,AST,活性,单位,克湿组织,组织,AST,GOT,心,156000,142000,ALT,GPT,7100,44000,胰腺,脾,肺,血清,组织,AST,GOT,28000,14000,ALT,GPT,2000,1200,肝,骨骼肌,肾,99000,91000,4800,19000,10000,20,700,16,测定血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和,判断预后的主要指标之一,4,转氨基作用的机制,氨基酸,磷酸吡哆醛,转

7、氨酶,酮酸,谷氨酸,磷酸吡哆胺,酮戊二酸,1,转氨基作用的过程,是,转氨酶的辅酶磷酸吡哆醛,和磷酸吡哆胺的互变传递氨基,2,转氨酶的种类多，专一性强，分布广。如肝细,胞含量最高的丙氨酸氨基转移酶,ALT,以及心肌,细胞含量较高的天冬氨酸氨基转移酶,AST,三,联合脱氨基作用,1,定义,两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱,下,氨基生成,酮酸的过程,2,联合脱氨基作用,氨基酸,转氨酶,酮戊二酸,谷氨酸,NH,3,NADH+H,L,谷氨酸脱氢酶,酮酸,H,2,O+NAD,3,此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体,内合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、肾,组织进行,四,嘌呤核苷酸循环,此种方

8、式主要在肌肉组织进行,O,腺苷酸代琥,珀酸合成酶,HN,N,N,N,R,5,P,次黄嘌呤,核苷酸,IMP,NH,2,腺嘌呤,核苷酸,AMP,N,N,N,N,R,5,P,NH,3,腺苷酸,脱氨酶,H,2,O,氨,基,酸,酮戊,二酸,天冬氨酸,H,C,HN,腺苷酸代,琥珀酸,HOOC,转,氨,酶,1,转,氨,酶,2,CH,2,COOH,N,N,N,N,R,5,P,谷氨酸,酮酸,草酰乙酸,苹果酸,腺苷酸代琥,珀酸裂解酶,延胡索酸,三,酮酸代谢,一,酮酸经氨基化生成非必需氨基酸,二,酮酸可通过,TCA,循环和氧化磷酸化彻,底氧化为,H,2,O,和,CO,2,生成,ATP,三,酮酸转变成糖及脂类,生糖及

9、生酮氨基酸,类别,生糖氨基酸,氨,基,酸,甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸,丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸,天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸,亮氨酸、赖氨酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,生酮氨基酸,生糖兼生酮氨基酸,第三节,氨的代谢,一、血氨的来源,一,正常人血氨浓度一般不超过,60,mol/L,二,血氨的来源,1,氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,胺,类的分解也可以产生氨,氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨,尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨,2,肠道吸收的氨,3,肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺,谷氨酰胺,谷氨酰胺酶,谷氨酸,NH,3,二、氨的转运,一,谷

10、氨酰胺的运氨作用,ATP,谷氨酰胺合成酶,谷氨酰胺酶,ADP+Pi,谷氨酸,NH,3,谷氨酰胺,1,氨和谷氨酸在,脑、肌肉,占,1/3,合成谷氨酰胺,运输到肝和肾后再分解，从而进行解毒,2,谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及,运输形式,二,丙氨酸,葡萄糖循环,alanine-glucose cycle,肌肉,中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝，脱氨,后生成丙酮酸异生为糖，为肌肉提供葡萄糖,肌肉,肌肉,蛋白质,氨基酸,NH,3,谷氨酸,葡,萄,糖,糖,酵,解,途,径,血液,葡,萄,糖,肝,葡萄糖,尿素,糖,异,生,尿素循环,NH,3,谷氨酸,酮戊二酸,丙酮酸,丙氨酸,丙酮酸,丙,氨,酸,丙,氨,

11、酸,酮戊,二酸,丙氨酸,葡萄糖循环,三、血氨的去路,去路,在肝内合成尿素，这是最主要的去路,合成非必需氨基酸及其他含氮化合物,合成谷氨酰胺在肾合成铵盐,一,鸟氨酸循环,尿素的生成,1,生成部位,1,主要是在,肝细胞,的线粒体及胞液中进行，肾和,脑中也可合成极少量的尿素。切除动物肝，动物,的血、尿中几乎检测不到尿素,2,尿素生成的过程由,Krebs,和,Henseleit,于,1932,年,提出，称为,鸟氨酸循环,orinithine cycle,又称,尿,素循环,urea cycle,或,Krebs,Henseleit,循环,2,生成过程,1,氨基甲酰磷酸的合成,反应在线粒体中进行,氨基甲酰磷

12、酸合成酶,carbamoyl phosphate,CO,2,NH,3,H,2,O + 2ATP,synthetase,CPS,催化的反应为不可逆反,应,为鸟氨酸循环的关,氨基甲酰磷酸合成酶,键酶,N,乙酰谷氨酸,Mg,2,O,N,乙酰谷氨酸,AGA,H,2,N,C,O,PO,3,2,2ADP + Pi,为其激活剂，反应消,耗,2,分子,ATP,氨基甲酰磷酸,2,瓜氨酸的合成,反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液,由鸟氨酸氨基甲酰转移酶,ornithine carbamoyl,transferase,OCT,催化,OCT,常与,CPS,构成复合体,为不可逆反应,N,H,2,C,NH,2,NH

13、,N,H,2,NH,2,NH,O,O,CH,2,3,CH,C,O,鸟氨酸氨基甲酰转移酶,H,3,PO,4,CH,2,3,CH,NH,2,COOH,PO,3,2,鸟氨酸,氨基甲酰磷酸,COOH,瓜氨酸,3,精氨酸的合成,反应在胞液中进行,精氨酸代琥珀酸合成酶,是限速酶,此反应消耗,1,分子,ATP,2,个高能键能量,N,H,2,C,NH,CH,2,3,CH,O,COOH,N,H,2,C,N,COOH,C,H,CH,2,COOH,NH,2,NH,2,H,2,N,C,CH,2,H,精氨酸代琥珀酸合成酶,Mg,2,NH,CH,2,3,ATP,AMP+PPi,CH,COOH,COOH,瓜氨酸,天冬氨酸,

14、精氨酸代琥珀酸,COOH,此反应在胞液中进行，由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化,NH,N,H,2,C,NH,CH,2,3,CH,NH,2,N,COOH,C,H,CH,2,COOH,N,H,2,C,N,H,COOH,CH,精氨酸代琥,珀酸裂解酶,NH,CH,2,3,CH,NH,2,CH,HOOC,COOH,COOH,精氨酸代琥珀酸,精氨酸,延胡索酸,4,精氨酸水解生成尿素,反应在胞液中进行,精氨酸酶为肝中特有的酶,N,H,2,C,NH,CH,2,3,CH,NH,2,N,H,NH,2,N,H,2,C,H,2,O,N,H,2,O,精氨酸酶,CH,2,3,CH,NH,2,COOH,COOH,精氨酸,尿素,鸟

15、氨酸,CO,2,NH,3,H,2,O,2ATP,2ADP+Pi,CPS-I,N,乙酰谷氨酸,氨基甲酰磷酸,鸟氨酸,Pi,瓜氨酸,线粒体,鸟,氨,酸,循,环,精氨酸代,琥珀酸合,成酶,天冬氨酸,瓜氨酸,ATP,AMP + PPi,鸟氨酸,酮戊,二酸,谷氨酸,氨基酸,尿素,H,2,O,精氨酸,精氨酸代,琥珀酸,草酰乙酸,酮酸,胞,液,延胡索酸,苹果酸,二,一氧化氮的生成,1. NO,是细胞信号转导的重要气体信号分子,2,精氨酸可通过一氧化氮合酶,NOS,作用，直接氧,化为瓜氨酸并产生,NO,称一氧化氮合酶支路,尿素,鸟氨酸,O,2,氨基甲酰磷酸,NO,精氨酸,一氧化氮合酶,NOS,瓜氨酸,延胡索酸

16、,精氨酸代,琥珀酸,天冬氨酸,对心脑血管方面,NO,在,感觉传入以及学习记忆,等有很重要的作用。先,天性精氨酸代琥珀酸合成酶（裂解酶）缺乏可出现严重,的精神障碍症状。还有研究发现,NO,可,抑制肿瘤的生长,三,高氨血症和氨中毒,1,血氨浓度升高称,高氨血症,此时可引起脑,功能障碍，称,氨中毒,常见于肝功能严重损伤,尿素合成酶系的遗传缺陷,2,氨中毒的可能机制,NADH+H,NAD,NADH+H,NAD,酮戊二酸,NH,3,ATP,ADP,谷氨酸,谷氨酰胺,NH,3,ATP,ADP,脑内,酮戊二酸,TCA,循环,脑,供,能,不,足,第四节,个别,氨基酸的代谢,Individual Metabol

17、ism,of Amino Acids,一、氨基酸脱羧基作用,decarboxylation,R,H,C,氨基酸脱羧酶,NH,2,磷酸吡哆醛,RCH,2,NH,2,CO,2,COO,H,氨基酸,胺类,一,组胺,histamine,L,组氨酸,组氨酸脱羧酶,组胺,CO,2,组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通,透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌,二,5,羟色胺,5-hydroxytryptamine, 5-HT,色氨酸,色氨酸羟化酶,5,羟色氨酸,5,羟色氨酸脱羧酶,CO,2,5-HT,5-HT,在脑内作为神经递质，起抑制作用；在外,周组织有收缩血管的作用,三,氨基丁酸,aminobutyr

18、ic acid, GABA,L,谷氨酸脱羧酶,L,谷氨酸,CO,2,GABA,GABA,是抑制性神经递质，对中枢神经有,抑制作用,四,牛磺酸,taurine,L,半胱氨酸,磺酸丙氨酸,磺酸丙氨酸脱羧酶,CO,2,牛磺酸,牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分,五,多胺,polyamines,鸟氨酸脱羧酶,CO,2,鸟氨酸,腐胺,SAM,脱羧酶,CO,2,S,腺苷蛋氨酸,SAM,S,腺苷甲硫基丙胺,脱羧基,SAM,S,腺苷甲硫基丙胺,腐胺,丙胺转移酶,5,甲基,硫,腺苷,精脒,多胺（精脒和精胺,是,调节细胞生长的重要物质,在生长旺盛的组织（如胚胎,再生肝、肿瘤组织）含量较,高，其限速酶,鸟氨酸脱羧酶,活性

19、较强。临床可作为观察,病情和辅助诊断的指标,丙胺转移酶,S,腺苷甲硫基丙胺,精胺,二、一碳单位代谢,一,定义,某些氨基酸代谢过程中产生的,只含有一个碳原子,的基团，称为,一碳,单位,one carbon unit,甲基,methyl,CH,3,CH,2,CH,甲烯基,methylene,二,种类,甲炔基,methenyl,甲酰基,formyl,亚胺甲基,formimino,CHO,CH=NH,三,四氢叶酸是一碳单位的载体,一碳单位通常是结合在,FH,4,分子的,N,5,N,10,位上,N,5,CH,3,FH,4,N,5,N,10,CH,FH,4,N,5,CH=NH,FH,4,N,5,N,10,

20、CH,2,FH,4,H,N,N,8,N,10,CHO,FH,4,H,2,N,C,N,3,C,C,C,OH,7,CH,2,O,COOH,N,6,CH-CH,2,NH,5,10,9,C-NH-CH-CH,2,CH,2,COOH,H,5,6,7,8,四氢叶酸,FH,4,四,一碳单位与氨基酸代谢,一碳单位主要来源于氨基酸代谢,丝氨酸,甘氨酸,组氨酸,N,5,N,10,CH,2,FH,4,N,5,N,10,CH,2,FH,4,N,5,CH=NH,FH,4,N,5,N,10,CH,FH,4,色氨酸,甘氨酸,N,10,CHO,FH,4,五,一碳单位的互相转变,N,10,CHO,FH,4,H,H,2,O,NH

21、,3,N,5,N,10,CH,FH,4,NADPH+H,NADP,N,5,CH=NH,FH,4,N,5,N,10,CH,2,FH,4,NADH+H,NAD,N,5,CH,3,FH,4,六,一碳单位的功能,1,作为合成嘌呤和嘧啶的原料,2,把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来,N,10,CHO,FH,4,N,5,N,10,CH,2,FH,4,胸腺核苷酸,三、含硫氨基酸的代谢,含硫氨基酸,半胱氨酸,CH,2,SH,CHNH,2,COOH,胱氨酸,CH,2,S,S,CH,2,CHNH,2,COOH,CHNH,2,COOH,蛋氨酸,S,CH,2,CH,2,CH,3,CHNH,2,COOH,一,蛋氨酸的代谢,

22、1,蛋氨酸与转甲基作用,COOH,CHNH,2,S,CH,3,CH,2,P,P,P,CH,2,CH,2,CH,2,CHNH,2,COOH,CH,2,腺嘌呤,腺苷转移酶,O,S,CH,3,CH,2,O,腺嘌呤,PPi+Pi,OH,OH,蛋氨酸,OH,OH,ATP,S,腺苷蛋氨酸,SAM,2. SAM,为体内甲基的直接供体,COOH,CHNH,2,COOH,CHNH,2,RH,R,CH,3,CH,2,CH,2,COOH,CH,2,CH,2,S,CH,3,CH,2,O,腺苷,腺嘌呤,O,CHNH,2,CH,2,甲基转移酶,腺嘌呤,S,H,CH,2,CH,2,S,H,OH,OH,OH,OH,SAM,S

23、,腺苷同型,半胱氨酸,同型半胱氨酸,3,蛋氨酸循环,methionine cycle,蛋氨酸,FH,4,N,5,CH,3,FH,4,ATP,VitB,12,N,5,CH,3,FH,4,PPi+Pi,转甲基酶,同型半胱氨酸,S,腺苷蛋氨酸,腺苷,H,2,O,RH,RH,CH,3,S,腺苷同型,半胱氨酸,二,半胱氨酸与胱氨酸的代谢,1,半胱氨酸与胱氨酸的互变,CH,2,SH,2H,2H,CH,2,S,S,CH,2,CHNH,2,2,CHNH,2,COOH,半胱氨酸,CHNH,2,COOH,COOH,胱氨酸,2,硫酸根的代谢,2,AMP,SO,SO,4,ATP,3,腺苷,5,磷酸硫酸,PPi,ATP

24、,3,PO,3,H,2,AMP,SO,3,3,磷酸腺苷,5,磷酸硫酸,PAPS,O,腺嘌呤,O,CH,2,O,P,OH,O,SO,3,PAPS,HO,OPO,3,H,2,含硫氨基酸分解可,产生硫酸根，半胱氨酸,是主要来源,PAPS,为活性硫酸,是体内硫酸基的供体,四、芳香族氨基酸的代谢,芳香族氨基酸,苯丙氨酸,COOH,CHNH,2,酪氨酸,COOH,色氨酸,COOH,CHNH,2,CH,2,CHNH,2,CH,2,CH,2,N,一,色氨酸代谢,5,羟色胺,色氨酸,维生素,PP,OH,H,一碳单位,丙酮酸,乙酰乙酰,CoA,二,苯丙氨酸和酪氨酸的代谢,1,苯丙氨酸的代谢,苯丙氨酸,O,2,苯丙

25、氨酸羟化酶,酪氨酸,H,2,O,2 H,1,苯丙酮酸尿症,PKU,苯丙氨酸羟化酶,缺陷时，苯,丙氨酸不能转变为酪氨酸，生成苯丙酮酸、苯乙酸等,从尿排出的一种遗传代谢病,COOH,COOH,CHNH,2,苯丙氨酸转氨酶,正常时很少,COOH,CH,2,C,CH,2,O,CH,2,苯丙氨酸,苯丙酮酸,苯乙酸,2,儿茶酚胺,catecholamine,的合成,COOH,CHNH,2,CH,2,酪氨酸羟化酶,HO,COOH,CHNH,2,CH,2,CO,2,HO,多巴胺生成减少可导致,帕金森病,Parkinson disease,CH,2,NH,2,CH,2,OH,酪氨酸,CH,2,NH,2,CH,O

26、H,HO,OH,多巴,dopa,OH,多巴胺,dopamine,CH,2,NH,CH-OH,HO,CH,3,OH,去甲肾上腺素,norepinephrine,OH,肾上腺素,epinephrine,3,黑色素,melanin,的合成,COOH,CHNH,2,COOH,CHNH,2,CH,2,COOH,CHNH,2,CH,2,CH,2,酪氨酸酶,OH,OH,OH,O,O,O,NH,聚合,黑色素,O,酪氨酸,多巴,多巴醌,吲哚,5,6,醌,1,在黑色素细胞中，酪氨酸可经,酪氨酸酶,等催化,合成黑色素,2,人体缺乏,酪氨酸酶,黑色素合成障碍，皮肤,毛发等发白，称为,白化病,albinism,4,酪氨

27、酸的分解代谢,COOH,CHNH,2,COOH,C,O,CH,2,OH,尿黑酸氧化酶,CH,2,酪氨酸转氨酶,OH,CH,2,COOH,COOH,CH,CH,CH,2,C,O,CH,2,COOH,OH,OH,COOH,酪氨酸,羟苯丙酮酸,尿黑酸,延胡索酸,乙酰乙酸,体内,尿黑酸氧化酶,先天缺陷时，尿黑酸分解,受阻，可出现尿黑酸症，表现为骨及组织有广,泛的黑色物沉积,五、支链氨基酸的代谢,支链氨基酸,亮氨酸,COOH,CHNH,2,CH,2,CH,CH,3,异亮氨酸,COOH,CHNH,2,缬氨酸,COOH,CHNH,2,CH,CH,3,CH,CH,3,CH,2,CH,3,CH,3,CH,3,一

28、,缬氨酸为生糖氨基酸；亮氨酸为生酮氨基酸,异亮氨酸为生糖兼生酮氨基酸,二,支链氨基酸的代谢主要在骨骼肌中进行,第五节,物质代谢联系及调节,Relation and Adjustment Of Metabolism,一、物质代谢的特点及相互联系,一,物质代谢的特点,代谢的整体性,代谢的可调节性,各器官代谢的特殊性,能量形式的共同性,特点,二,物质代谢的相互联系,1,在能量代谢上的相互联系,营养素,糖,脂肪,蛋白质,共同中间产物,共同最终代谢通路,2H,TCA,循环,氧化磷酸化,乙酰,CoA,饥饿,ATP,CO,2,肝糖原分解,肌糖原分解,肝糖异生,蛋白质分解,1 2,天,以脂酸、酮体分解供能为主

29、,3 4,周,蛋白质分解明显降低,2,糖、脂和蛋白质代谢的相互联系,葡,糖摄入,萄,超量时,糖,合成糖原,氨基酸,乙酰,CoA,甘油激酶,磷酸,甘油,合成脂肪,胆固醇,葡萄糖,氨基酸,葡萄糖,脂,肪,甘油,肝、肾、肠,脂酸,氨,基,酸,酮体,乙酰,CoA,丝氨酸,胆胺,磷脂酰丝氨酸,脑磷脂,蛋白质,葡萄糖,胆碱,卵磷脂,二、代谢调节,一,代谢调节的重要特征,1,单细胞生物,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,2,高等生物,的代谢调节,三级水平,调节,细胞水平代谢调节,激素水平代谢调节,整体水平代谢调节,二,细胞水平的代谢调

30、节,1,调节特点,1,细胞内酶呈隔离分布状态,2,细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节,3,代谢途径的速度、方向由,关键酶,的活性决定,4,代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现,2,细胞内酶的隔离分布,多酶体系的分布,多酶体系,分,布,三羧酸循环,线粒体,氧化磷酸化,线粒体,糖酵解,胞液,磷酸戊糖途径,胞液,糖异生,胞液,糖原合成,胞液,b,氧化,线粒体,胞液,脂肪酸,合成,胆固醇合成,胞液,磷脂合成,内质网,尿素合成,线粒体、胞液,1,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,2,酶的隔离分布,的,意义在于避免了各,种代谢途径互相干,扰,3,变构调节,1,概念,小分子

31、化合物与酶活性中心外的部位结合,引起酶分子构象变化，从而导致酶活性的改变，称,为变构调节或别位调节,变构酶是由两个以上亚基组成的具有四级结,构的聚合体。酶分子中的功能基团分为,催化亚基,和,调节亚基,使酶发生变构效应的物质，称为,变构效应剂,可以是底物、终产物、其他小分子代谢物,引起酶活性,增加,的变构效应剂称,变构激活剂,引起酶活性,降低,的变构效应剂称,变构抑制剂,2,变构调节的机制,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,紧密,亚基聚合,亚基解聚,酶分子多聚化,3,变构调节的意义,乙酰,CoA,乙酰,CoA,羧化酶,丙二酰,CoA,代谢终产物反馈抑制反应,

32、途径中的酶，使代谢物不致生成,过多,长链脂酰,CoA,变构调节使能量得以有效利用，不致浪费,糖原合酶,促进糖的储存,G-6-P,糖原磷酸化酶,抑制糖的氧化,变构调节使不同的代谢途径相互协调,乙酰,CoA,羧化酶,促进脂酸的合成,柠檬酸,抑制糖的氧化,6,磷酸果糖激酶,1,4,酶的化学修饰调节,1,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,从而引起酶活性改,变，这种调节称为酶的化学修饰,磷酸化,去磷酸,乙酰化,脱乙酰,2,方式,甲基化,去甲基,腺苷化,脱腺苷,SH,与,S,S,互变,酶的磷酸化与脱磷酸化,ATP,ADP,Thr,Ser,OH,Tyr,蛋白激酶,Thr,Ser,O

33、-PO,3,2,磷蛋白磷酸酶,Pi,H,2,O,Tyr,酶蛋白,磷酸化的,酶蛋白,3,化学修饰的特点,酶的共价修饰是可逆的酶促反应，在不同酶的,作用下，酶的活性状态可互相转变,催化互变反应的酶在体内可受调节因素（如激,素）的调控,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,5,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,2,常见的诱导或阻遏方式,底物对酶合成的诱导和阻遏,产物对酶合成的阻遏,激素对酶合成的诱导,药物对酶合成的诱导,3,酶蛋白降解,溶酶体,和,蛋白酶体可,释放水解酶降解酶蛋,白,通过改变降解速度，调节酶的含量,三,激素水平的代谢调节,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器官，其分泌的激素,可对其他细胞发挥代谢调节作用,1,激素作用机制,内、外环境改变,适应,机体分泌,激素,产生生物学效应,激素与受体结合,四,整体水平的代谢调节,1,饥饿,1,短期饥饿,1,3,天,饥