物质代谢联系与调节本页PPT学习教案

1、会计学1物质代谢联系与调节本页物质代谢联系与调节本页一、整体性一、整体性 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 各种物质代谢之间互有联系，相互依存。各种物质代谢之间互有联系，相互依存。 消化吸收消化吸收中间代谢中间代谢废物排泄废物排泄第1页/共91页 生命是靠代谢的正常运转维持的。生命有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转，必须有灵巧而严密的调节机制调节机制，才能使代，才能使代谢谢适应外界环境的变化适应外界环境的变化与与生物自身生长发育的生物自身生长发育的需要需要。调

2、节失灵便会导致代谢障碍，出现病态。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。调节机制也随之更为复杂。二、代谢调节二、代谢调节第2页/共91页机体有精细的调节机体有精细的调节机制，调节代谢的机制，调节代谢的强度、方向和速度强度、方向和速度内外环境内外环境不断变化不断变化影响机体代谢影响机体代谢适应环境适应环境的变化的变化第3页/共91页三、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

3、类、酶系的种类、含量不同含量不同不同的组不同的组织、器官织、器官代谢途径不同、代谢途径不同、功能各异功能各异第4页/共91页四、各种代谢物均具有各自共同的代谢池四、各种代谢物均具有各自共同的代谢池例如例如各各种种组组织织 消化吸收的糖消化吸收的糖 肝糖原分解肝糖原分解糖异生糖异生血血糖糖第5页/共91页五、五、ATP是机体能量利用的共同形式是机体能量利用的共同形式营养物营养物分分 解解释放释放能量能量ADP+PiATP直直接接供供能能第6页/共91页六、六、NADPH是合成代谢所需的还原当量是合成代谢所需的还原当量例如例如乙酰乙酰CoANADPH + H+脂酸、胆固醇脂酸、胆固醇磷酸戊糖途径磷

4、酸戊糖途径第7页/共91页物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系Metabolic Interrelationships第第 二二 节节第8页/共91页一、在能量代谢上的相互联系一、在能量代谢上的相互联系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氧化磷酸化氧化磷酸化ATPCOCO2 2三大营养素可在体内氧化供能。三大营养素可在体内氧化供能。第9页/共91页从能量供应的角度看，三大营养素可以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。互相代替，并互相制约。一般情况下，供能以一般情况下，供能以糖糖

5、、脂脂为主，并尽为主，并尽量节约蛋白质的消耗。量节约蛋白质的消耗。第10页/共91页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，常能抑制和节约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。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）例如例如第11页/共91页 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

6、1 2 天天3 4 周周第12页/共91页（一）糖代谢与脂代谢的相互联系（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摄入的糖量超过能量消耗时 二、糖、脂和蛋白质二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系之间的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）第13页/共91页2. 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第14页/共91页3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响脂肪的分

7、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第15页/共91页琥珀酰琥珀酰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氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨

8、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氨基酸、糖及脂肪代谢的联系氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A C第16页/共91页（二）糖与氨基酸代谢的相互联系（二）糖与氨基酸代谢的相互联系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，可转变为糖。酮酸，可转变为糖。第17页/共91页2. 糖代谢的

9、中间产物可氨基化生成某些糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸非必需氨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第18页/共91页琥珀酰琥珀酰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氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯

10、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氨基酸、糖及脂肪代谢的联系氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A C第19页/共91页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）脂类与氨基酸代谢的相互联系（三）脂类与氨基酸代谢

11、的相互联系第20页/共91页 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脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸酸第21页/共91页（四）核酸与糖、蛋白质（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系代谢的相互联系 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甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰谷氨酰胺胺一碳单一碳单位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第22页

12、/共91页 核酸是细胞内重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成核酸是细胞内重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成，影响细胞的成分和代谢类型，影响细胞的成分和代谢类型 核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoACoA、NAD+NAD+，NADP+NADP+，cAMPcAMP，cGMPcGMP）。）。 核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，而且需要酶和多种蛋白质因子。而且需要酶和多种蛋白质因子。 各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸，各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸，如如ATPATP是能量的是

13、能量的“通货通货”，此外，此外UTPUTP参与多糖的合成，参与多糖的合成，CTPCTP参与磷脂合成，参与磷脂合成，GTPGTP参与蛋白质合成与糖异生作用。参与蛋白质合成与糖异生作用。第23页/共91页第24页/共91页思 考？第25页/共91页1.1.简述糖代谢与脂肪代谢的联系。简述糖代谢与脂肪代谢的联系。 在能量供应方面有互补性。从整体看，体内在能量供应方面有互补性。从整体看，体内约约70%70%的能量由糖分解提供，但当糖供应不足的能量由糖分解提供，但当糖供应不足或糖代谢障碍时，脂肪分解加强，可弥补能量或糖代谢障碍时，脂肪分解加强，可弥补能量的不足。的不足。 在物质互相转化方面，糖供应较多时

14、，可转在物质互相转化方面，糖供应较多时，可转化成脂肪，包括甘油、脂肪酸及所需化成脂肪，包括甘油、脂肪酸及所需ATPATP、NADPHNADPH均可由糖提供。而脂肪分子中只有甘油均可由糖提供。而脂肪分子中只有甘油可经糖异生转化为糖，脂肪酸则不能。可经糖异生转化为糖，脂肪酸则不能。第26页/共91页2.乙酰乙酰CoA的来源、去路有哪些？的来源、去路有哪些？来源：糖分解，脂肪酸分解，氨基酸分解；酮体分解来源：糖分解，脂肪酸分解，氨基酸分解；酮体分解去路：合成脂肪酸、胆固醇，进入三羧酸循环，去路：合成脂肪酸、胆固醇，进入三羧酸循环，合成酮体。合成酮体。第27页/共91页3.试述葡萄糖转化成天冬氨酸的过

15、程。试述葡萄糖转化成天冬氨酸的过程。 葡萄糖经糖酵解途径，在细胞浆内生葡萄糖经糖酵解途径，在细胞浆内生成丙酮酸进入线粒体，在羧化酶的催化下成丙酮酸进入线粒体，在羧化酶的催化下生成草酰乙酸，后者再转运到细胞浆，经生成草酰乙酸，后者再转运到细胞浆，经转氨酶催化生成天冬氨酸。转氨酶催化生成天冬氨酸。第28页/共91页 谷氨酸脱氨基生成谷氨酸脱氨基生成-酮戊二酸，酮戊二酸，-酮戊二酮戊二酸经三羧酸循环转化为草酰乙酸，后者经糖异酸经三羧酸循环转化为草酰乙酸，后者经糖异生途径生成磷酸二羟丙酮，再还原为生途径生成磷酸二羟丙酮，再还原为3-磷酸甘磷酸甘油。油。-酮戊二酸还可以在转化为草酰乙酸后进酮戊二酸还可以

16、在转化为草酰乙酸后进一步脱羧转化为丙酮酸，丙酮酸氧化脱羧生成一步脱羧转化为丙酮酸，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰乙酰CoA，再经脂肪酸合成酶系作用生成脂肪，再经脂肪酸合成酶系作用生成脂肪酸。酸。3-磷酸甘油和脂肪酸可以合成脂肪。磷酸甘油和脂肪酸可以合成脂肪。 4.4.试述谷氨酸转化成脂肪的过程。试述谷氨酸转化成脂肪的过程。第29页/共91页5.丙酮酸在动物体内可转化成哪些物质？指出相关丙酮酸在动物体内可转化成哪些物质？指出相关代谢途径名称。代谢途径名称。代谢途径代谢途径或反应或反应产物产物进一步代谢进一步代谢产物产物转氨基转氨基丙氨酸丙氨酸无氧酵解无氧酵解乳酸乳酸羧化羧化草酰乙酸草酰乙酸糖异生糖异生葡

17、萄糖葡萄糖酵解逆行酵解逆行磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮甘油甘油氧化脱羧氧化脱羧乙酰乙酰CoACoA三羧酸循环三羧酸循环COCO2 2+H+H2 2O O脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸脂肪酸酮体合成酮体合成酮体酮体胆固醇合成胆固醇合成胆固醇胆固醇第30页/共91页组织、器官的代谢特点及联系组织、器官的代谢特点及联系Metabolic Specialty and Interrelationships of Tissues and Apparatus第第 三三 节节第31页/共91页 是机体物质代谢的枢纽。是机体物质代谢的枢纽。 在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢中均具在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢

18、中均具有独特而重要的作用。有独特而重要的作用。肝肝 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主要器官肝在糖代谢中的作用肝在糖代谢中的作用如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。第32页/共91页酮体酮体乳酸乳酸 游离脂酸游离脂酸葡萄糖葡萄糖 以葡萄糖有氧氧化供能为主。以葡萄糖有氧氧化供能为主。心心脏脏第33页/共91页 耗能大，耗氧多。耗能大，耗氧多。 葡萄糖葡萄糖为主要能源。为主要能源。 不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体酮体。 脑脑第34页/共91页

19、 合成、储存糖原；合成、储存糖原； 通常以通常以脂酸氧化脂酸氧化为主要供能方式；为主要供能方式； 剧烈运剧烈运动时，以糖酵解为主。动时，以糖酵解为主。肌肌 肉肉第35页/共91页 能量主要来自能量主要来自糖酵解糖酵解。红红细细胞胞第36页/共91页 合成及储存脂肪的重要组织；合成及储存脂肪的重要组织； 将脂肪分解成脂酸、甘油，供机体其他组织利用。将脂肪分解成脂酸、甘油，供机体其他组织利用。 脂肪组织脂肪组织第37页/共91页 也可进行也可进行糖异生糖异生和生成和生成酮体酮体； 肾髓质主要由糖酵解供能；肾皮质主要由脂酸肾髓质主要由糖酵解供能；肾皮质主要由脂酸、酮体有氧氧化供能。、酮体有氧氧化供能

20、。肾脏肾脏第38页/共91页代代 谢谢 调调 节节The Regulation of Metabolism第第 四四 节节第39页/共91页 代谢调节普遍存在于生物界，是生物的代谢调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。重要特征。主要通过细胞内主要通过细胞内代谢物代谢物浓度浓度的变化，对酶的的变化，对酶的活性及含活性及含量量进行调节，这种调节称为进行调节，这种调节称为原原始调节始调节或或细胞水平代谢调节细胞水平代谢调节。单细胞生物单细胞生物第40页/共91页高等生物高等生物 三级水平代谢调节三级水平代谢调节 细胞水平代谢调节细胞水平代谢调节 激素水平代谢调节激素水平代谢调节高等生物在进化过程中

21、，出现了专司调节功能的高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的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，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。胞发挥代谢调节作用。 整体水平代谢调节整体水平代谢调节在中枢神经系统的控制下，或通过在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神神经纤维及神经递质对靶细胞经递质对靶细胞直接发生影响，或通过直接发生影响，或通过某些激素某些激素的分泌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。协调而对机体代谢进行综合调节。第41页/共91页 一、细胞水平的

22、代谢调节一、细胞水平的代谢调节第42页/共91页线粒体线粒体:丙酮酸氧化丙酮酸氧化;三羧酸循环三羧酸循环; -氧化氧化;呼吸链电子传递呼吸链电子传递;氧化磷酸化氧化磷酸化细胞质细胞质:糖酵解糖酵解;磷戊糖途径磷戊糖途径;糖原合成糖原合成;脂肪酸合成脂肪酸合成;氨基酸合成氨基酸合成；核苷酸合成核苷酸合成；蛋白质合成蛋白质合成细胞核细胞核:核酸合成核酸合成内质网内质网:蛋白质加工蛋白质加工;磷脂合成磷脂合成（一）细胞内酶的隔离分布（一）细胞内酶的隔离分布第43页/共91页第44页/共91页 控制跨膜离子浓度梯度和电位梯度控制跨膜离子浓度梯度和电位梯度 控制细胞和细胞器的物质运输控制细胞和细胞器的物

23、质运输 内膜系统对代谢途径的分隔作用内膜系统对代谢途径的分隔作用 膜与酶的可逆结合膜与酶的可逆结合 酶的隔离分布的意义酶的隔离分布的意义 避免了各种代谢途径互相干扰。避免了各种代谢途径互相干扰。第45页/共91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第46页/共91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

24、质网内质网DNA、RNA合成合成细胞核细胞核第47页/共91页 酶的隔离分布的意义酶的隔离分布的意义 避免了各种代谢途径互相干扰。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、胞液第48页/共91页 速度速度最慢最慢，它的速度决定整个代谢途径的它的速度决定整个代谢途径的总速度，总速度，故又称其故又称其为为限速酶限速酶(limiting velocity enzymes)。 催化催化单向反应单向反应不可逆不可逆或非平衡反应，它的或非平

25、衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。活性决定整个代谢途径的方向。 这类酶活性除受这类酶活性除受底物控制外底物控制外，还受多种，还受多种代代谢物或效应剂的调节谢物或效应剂的调节。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： 代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及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方向由其中的关键酶关键酶决定决定 。第49页/共91页例：糖代谢的关键酶例：糖代谢的关键酶第50页/共91页 快速代谢快速代谢 迟缓代谢迟缓代谢数秒、数分钟数秒、数分钟通过改变酶的通过改变酶的活性活性数小时、几天数小时、几天通过改变酶的通过改变酶的含含量量 变构调节

26、变构调节(allosteric regulation)化学修饰调节化学修饰调节(chemical modification) 代谢调节主要是通过对代谢调节主要是通过对关键酶活性关键酶活性的调节而实现的。的调节而实现的。第51页/共91页1. 变构调节的概念变构调节的概念小分子化合物小分子化合物与酶分子与酶分子活性中心以外活性中心以外的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子构构象象变化，从而改变酶的活性，这种调节称变化，从而改变酶的活性，这种调节称为酶的为酶的变构调节变构调节或或别构调节别构调节。（二）关键酶的变构调节（二）关键酶的变构调节第52页/共91页 被调节的

27、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) ) 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 引起酶活性引起酶活性增加增加的变构效应剂。的变构效应剂。 变构抑制剂变构抑制剂 allosteric effector 引起酶活性引起酶活性降低降低的变构效应剂。的变构效应剂。第53页/共91页2. 变构调节的机制变构调节的机制变构酶变构酶催化亚基催化亚基调节亚基调节亚基变构效应剂：变构效应剂： 底物、终产物底物

28、、终产物其他小分子代谢物其他小分子代谢物调节亚基调节亚基催化亚基催化亚基第54页/共91页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第55页/共91页3. 变构调节的生理意义变构调节的生理意义 代谢终产物反馈抑制代谢终产物反馈抑制 (feedback inhibition) 反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多反应途径中的酶，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第56页

29、/共91页 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酶糖原合酶促进糖的储存促进糖的储存第57页/共91页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第58页/共91页（三）酶的化学修饰调节（三）酶的化学修饰调节1. 1. 化学修饰的概念化学修饰的概念酶蛋白肽链上某些残基在酶蛋白肽链上某些残基在酶酶的催化下的催化下发生发生可逆的共价

30、修饰可逆的共价修饰，从而引起酶活性改变，从而引起酶活性改变，这种调节称为酶的化学修饰。，这种调节称为酶的化学修饰。第59页/共91页2. 2. 化学修饰的主要方式化学修饰的主要方式磷酸化磷酸化 - - - - - - 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 SH 与与 S S S S 互变互变第60页/共91页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

31、-O-PO32-磷酸化磷酸化的酶蛋的酶蛋白白第61页/共91页意义：由于意义：由于酶的酶的共价修饰反应是共价修饰反应是酶促反应，只要酶促反应，只要有少量信号分子有少量信号分子（如激素）存在（如激素）存在，即可通过加速，即可通过加速这种酶促反应，这种酶促反应，而使大量的另一而使大量的另一种酶发生化学修种酶发生化学修饰，从而获得饰，从而获得放放大效应大效应。这种调。这种调节方式快速、效节方式快速、效率极高。率极高。肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素1、腺苷酸环化腺苷酸环化酶（无活性）酶（无活性）腺苷酸环化酶（活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激蛋白激酶（无活性酶

32、（无活性）蛋白激酶（活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激、磷酸化酶激酶（无活性）酶（无活性）磷酸化酶激酶（活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶、磷酸化酶 b（无活性（无活性）磷酸化酶磷酸化酶 a（活性）（活性）6、糖原、糖原6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖血液肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素132 102 104 106 108葡萄糖葡萄糖ATP ADPATP ADP456第62页/共91页3. 3. 化学修饰的特点化学修饰的特点酶蛋白的共价修饰是酶蛋白的共价修饰是可逆可逆的酶促反应，在的酶促反应，在不同酶的作用下，酶蛋白的活性状态可互不同酶的作用下，酶蛋

33、白的活性状态可互相转变。催化互变反应的酶在体内可受调相转变。催化互变反应的酶在体内可受调节因素如激素的调控。节因素如激素的调控。具有具有放大放大效应，效应，效率效率较变构调节较变构调节高高。消耗。消耗能量少。能量少。磷酸化磷酸化与与脱磷酸脱磷酸是是最常见最常见的方式。的方式。 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。第63页/共91页思 考？第64页/共91页试比较酶变构调节与化学修饰调节的异同试比较酶变构调节与化学修饰调节的异同 ？ 相同点：相同点：均为细胞水平的调节，属于快速调节，均为细胞水平的调节，属于快速调节，受调节的酶为关键酶。受调节的酶为关

34、键酶。不同点：不同点：调节物质不同：调节物质不同：变构剂是化合物；化学修饰调节的调节物是一个酶。变构剂是化合物；化学修饰调节的调节物是一个酶。酶结构变化不同：酶结构变化不同：变构调节是非共价结合变构剂而改变酶蛋白构象；化变构调节是非共价结合变构剂而改变酶蛋白构象；化学修饰调节是共价结合某一基团而改变酶蛋白结构。学修饰调节是共价结合某一基团而改变酶蛋白结构。作用特点及生理意义不同：作用特点及生理意义不同：变构调节无放大效应，仅使底物有效利用；化学修饰变构调节无放大效应，仅使底物有效利用；化学修饰调节有放大效应，可以应激。调节有放大效应，可以应激。 第65页/共91页（四）酶量的调节（四）酶量的调

35、节1. 1. 酶蛋白合成的诱导与阻遏酶蛋白合成的诱导与阻遏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)(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)(repressor)第66页/共91页 常见的诱导或阻遏方式常见的诱导或阻遏方式 底物底物对酶合成的诱导和阻遏对酶合成的诱导和阻遏 产物产物对酶合成的阻遏对酶合成的阻遏 激素激素对酶合成的诱导对酶合成的诱导 药物药物对酶合成的诱导对酶合成的诱导第67页/共91页 2. 2. 酶蛋白降解酶蛋白降解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

36、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 通过改变酶蛋白分子的降解速度，也能通过改变酶蛋白分子的降解速度，也能调节酶的含量。调节酶的含量。第68页/共91页1. 1. 物质代谢的调节可分为物质代谢的调节可分为_、_、_等等3 3个层次。个层次。2. 2. 酶活性的调节可通过酶活性的调节可通过_和和_2_2种方式。种方式。3. 3. 酶的结构调节有酶的结构调节有_和和_2_2种方式。种方式。4. 4. 代谢途径中活性最低的酶称为代谢途径中活性最低的酶称为_，它常，它常受变构剂调节，变构剂以受变构剂调节，变构剂以_键结合于酶的键结合于酶的_，改

37、变酶的构象和活性。，改变酶的构象和活性。5. 5. 酶蛋白的磷酸化修饰受酶蛋白的磷酸化修饰受_催化，磷酸基催化，磷酸基团由团由_提供，脱磷酸受提供，脱磷酸受_催化。催化。6. 6. 变构调节与化学修饰调节作用时间快，称变构调节与化学修饰调节作用时间快，称为为_，而酶合成的诱导或阻遏则称为，而酶合成的诱导或阻遏则称为_。7.7.化学修饰调节最常见的方式是化学修饰调节最常见的方式是_和和_。第69页/共91页内、外环境改变内、外环境改变机体相关组机体相关组织分泌织分泌激素激素激素与靶细激素与靶细胞上的受体胞上的受体结合结合靶细胞产生生物学靶细胞产生生物学效应，适应内外环效应，适应内外环境改变境改变

38、 激素作用机制激素作用机制二、激素水平的代谢调节二、激素水平的代谢调节第70页/共91页n作用特点作用特点v量小作用大量小作用大v有特异性有特异性v作用迅速作用迅速第71页/共91页第72页/共91页 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：第73页/共91页1. 膜受体激素的作用方式膜受体激素的作用方式 激素作用方式激素作用方式胰岛素胰岛素生长激素生长激素促性腺激素促性腺激素促甲状腺激素促甲状腺激素甲状旁腺素甲状旁腺素生长因子生长因子肾上腺素肾上腺素第74页/共91页 2. 胞胞内内受受体体激激素素的

39、的作作用用方方式式类固醇激素类固醇激素甲状腺激素甲状腺激素活性维生素活性维生素D3视黄酸视黄酸第75页/共91页（一）饥饿（一）饥饿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（13天）天）三、整体水平的代谢调节三、整体水平的代谢调节第76页/共91页 （1）蛋白质代谢变化）蛋白质代谢变化分解加强，氨基酸异生成糖分解加强，氨基酸异生成糖（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）脂代谢变化）脂代谢变化 脂肪动员加强

40、，酮体生成增多脂肪动员加强，酮体生成增多第77页/共91页2. 长期饥饿长期饥饿（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增强肝肾糖异生增强肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸酸（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第78页/共91页（二）应（二）应 激激1. 1. 概念概念应激应激(stress)(stress)指人体受到一些异乎指人体受到一些异乎寻常的刺激，如创伤、剧痛、冻伤、缺氧寻常的刺激，如创伤、剧痛、冻伤、缺氧、中毒、感染及剧烈情绪波动

41、等所作出一、中毒、感染及剧烈情绪波动等所作出一系列反应的系列反应的“ “ 紧张状态紧张状态 ” ”。第79页/共91页2. 2. 机体整体反应机体整体反应 交感神经兴奋交感神经兴奋 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 胰高血糖素胰高血糖素、生长激素增加。、生长激素增加。 引起一系列的代谢变引起一系列的代谢变化化第80页/共91页3. 3. 代谢改变代谢改变（1 1） 血糖升高血糖升高（2 2） 脂肪动员增强脂肪动员增强（3 3）蛋白质分解加强）蛋白质分解加强第81页/共91页第82页/共91页附附 录录第83页/共91页目目 录录第84页/共91页下列关于关键酶的描述中下列关于关键酶的描述中, ,错误的是错误的是( )(