生化11章-物质代谢的联系与调节20121022

1、第第1111章章 物质代谢的联系与调节物质代谢的联系与调节Metabolic Interrelationships and Regulation第第1 1节节 物质代谢的特点物质代谢的特点第第2 2节节 物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系第第3 3节节 组织、器官的代谢特点组织、器官的代谢特点第第4 4节节 代谢调节（重点）代谢调节（重点）本章内容本章内容第第1 1节节 物质代谢的特点物质代谢的特点 体内各种物质（糖、脂、蛋白质、水、体内各种物质（糖、脂、蛋白质、水、无机盐和维生素等）的代谢构成一个统一的无机盐和维生素等）的代谢构成一个统一的整体整体（一）整体性（一）整体性 消化吸收消化吸收

2、中间代谢中间代谢废物排泄废物排泄彼此相互联系彼此相互联系彼此相互转化彼此相互转化彼此相互依存彼此相互依存 同化作用同化作用异化作用异化作用（二）物质代谢偶联能量代谢（二）物质代谢偶联能量代谢 （三）代谢途径的多样性（三）代谢途径的多样性直线途径直线途径循环途径循环途径分支途径分支途径乙酰CoA 丙酮酸 机体存在精细的调节机制，使各种机体存在精细的调节机制，使各种物质代谢能适应内外环境的变化。物质代谢能适应内外环境的变化。调节各种物质代谢的调节各种物质代谢的强度强度调节各种物质代谢的调节各种物质代谢的方向方向调节各种物质代谢的调节各种物质代谢的速度速度（四）代谢调节（四）代谢调节（五）各组织、器

3、官物质代谢各具特色（五）各组织、器官物质代谢各具特色不同的组不同的组织、器官织、器官结构不同结构不同酶系的种类、酶系的种类、含量不同含量不同代谢途径不代谢途径不同、功能各异同、功能各异v肝脏含糖、脂、蛋白质代谢的各种酶系，是物质代肝脏含糖、脂、蛋白质代谢的各种酶系，是物质代谢的总枢纽谢的总枢纽v脂肪含激素敏感脂肪酶，能进行脂肪储存与动员脂肪含激素敏感脂肪酶，能进行脂肪储存与动员v脑组织、红细胞有糖代谢酶系，能利用糖氧化供能脑组织、红细胞有糖代谢酶系，能利用糖氧化供能 同一种代谢物共同参加到同一代谢同一种代谢物共同参加到同一代谢池中代谢（如血糖或氨代谢）。池中代谢（如血糖或氨代谢）。（六）各种代

4、谢物均具有共同的代谢池（六）各种代谢物均具有共同的代谢池血血糖糖食食 物物 糖糖 消化消化吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 COCO2 2 + H+ H2 2O O 糖原合成糖原合成 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径等磷酸戊糖途径等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 血糖来源和去路血糖来源和去路 G-6-P的代谢去路的代谢去路G（补充血糖）（补充血糖）G-6-P F-6-P（进入糖酵解途径）（进入糖酵解途径）G-1-P Gn（合成糖原）（合成糖原）UDPG 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖内酯内酯（

5、进入磷酸戊糖（进入磷酸戊糖途径）途径） 葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸（进入葡萄糖醛酸途径）（进入葡萄糖醛酸途径）血血 氨氨氨基酸、胺氨基酸、胺分解分解肠道吸收肠道吸收肾脏产生肾脏产生合成尿素合成尿素合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺合成含氮化合物合成含氮化合物铵盐铵盐体内氨的来源去路体内氨的来源去路胆固醇的来源与去路v胆固醇的来源与去路（七）（七）ATPATP是机体储存能量及消耗能量的共同形式是机体储存能量及消耗能量的共同形式 生物大分子的合成、肌肉收缩、生物大分子的合成、肌肉收缩、神经冲动的传导、细胞渗透压及形态神经冲动的传导、细胞渗透压及形态的维持等均需要消耗的维持等均需要消耗ATPATP营养物营养物分解分

6、解释放释放能量能量ADP+PiADP+PiATPATP直直接接供供能能（八）（八）NADPHNADPH是合成代谢所需的还原当量是合成代谢所需的还原当量脂酸、胆固醇脂酸、胆固醇乙酰乙酰CoACoA磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径NADPH + HNADPH + H+ +第第2 2节节 物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系Metabolic Interrelationships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糖糖脂肪脂肪蛋白质蛋白质共同中共同中间产物间产物乙酰乙酰CoACoA2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPATPCOCO2 2共同最终共同最终代谢通路代谢通路TAC

7、TAC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糖有氧氧化的生理意义糖有氧氧化的生理意义1.1.基本生理功能是基本生理功能是氧化供能氧化供能, ,是机体获取能是机体获取能量的主要途径。量的主要途径。 2.是体内三大营养物质代谢的总枢纽。是体内三大营养物质代谢的总枢纽。 3.与体内糖的其他代谢途径有着密切的联系。与体内糖的其他代谢途径有着密切的联系。 1.1.是三大营养物质氧化分解的共同途径；是三大营养物质氧化分解的共同途径；2.2.是三大营养物质代谢联系的枢纽；是三大营养物质代谢联系的枢纽；3.3.为其它物质代谢提供小分子前体；为其它物质代谢提供小分子前体；4.4.为呼吸链提供为呼吸

8、链提供H H+ + + e+ e。从能量供应角度看，三大营养素可以相互代从能量供应角度看，三大营养素可以相互代替，并相互制约。替，并相互制约。一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。约蛋白质的消耗。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。一、在能量代谢上的相互联系一、在能量代谢上的相互联系二、糖、脂和蛋白质代谢之间的相互联系二、糖、脂和蛋白质代谢之间的相互联系（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糖变脂糖变脂摄糖过多摄糖过多变构变构+ +乙酰辅酶乙酰

9、辅酶A A羧化酶羧化酶合成合成脂酸脂酸储脂储脂 肥胖肥胖及血及血TGTG 柠檬酸柠檬酸ATPATP合成糖原储存（肝、肌肉）合成糖原储存（肝、肌肉）乙酰辅酶乙酰辅酶A A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，但脂酸不能转变为糖但脂酸不能转变为糖脂肪脂肪脂酸脂酸 动员动员甘油甘油糖糖（少）（少）-磷酸甘油磷酸甘油 （少）（少）乙酰乙酰CoACoA（多）（多） 脂肪分解代谢脂肪分解代谢有赖于糖代谢有赖于糖代谢正常进行正常进行糖代谢糖代谢 草酰乙酸草酰乙酸 三羧酸三羧酸循环循环糖异生糖异生高酮血症高酮血症 糖尿病是由于胰岛素分泌不足、和糖尿病是由于胰岛素分泌不足、和/ /或周

10、围组织或周围组织对胰岛素敏感性降低而引起的以高血糖为主要特对胰岛素敏感性降低而引起的以高血糖为主要特征（糖代谢紊乱），伴有脂肪、蛋白质代谢紊乱征（糖代谢紊乱），伴有脂肪、蛋白质代谢紊乱的内分泌代谢性疾病。的内分泌代谢性疾病。1 1型：胰岛型：胰岛细胞破坏，胰岛素分泌绝对量不足。细胞破坏，胰岛素分泌绝对量不足。2 2型：胰岛素抵抗为主、伴胰岛素分泌不足；或胰岛型：胰岛素抵抗为主、伴胰岛素分泌不足；或胰岛素分泌不足为主、伴胰岛素抵抗。素分泌不足为主、伴胰岛素抵抗。特殊型：如特殊型：如细胞功能遗传缺陷，妊娠糖尿病。细胞功能遗传缺陷，妊娠糖尿病。糖尿病（糖尿病（Diabetes mellitus,DM

11、Diabetes mellitus,DM）与代谢紊乱）与代谢紊乱糖尿病导致代谢紊乱的生化机制糖尿病导致代谢紊乱的生化机制v最基本的机制是组织细胞利用胰岛素不足；最基本的机制是组织细胞利用胰岛素不足；v胰岛素是唯一降低血糖，也是唯一同时促进胰岛素是唯一降低血糖，也是唯一同时促进糖原、脂肪和蛋白质合成的激素；糖原、脂肪和蛋白质合成的激素；组织利用组织利用胰岛素胰岛素脂代谢脂代谢乙酰乙酰CoACoA 草酰乙酸草酰乙酸葡萄糖进入肌葡萄糖进入肌, , 脂肪等组织脂肪等组织供能供能丙酮酸丙酮酸酮体生成酮体生成 除除生酮生酮aaaa（LeuLeu和和LysLys）外，其余）外，其余aaaa均可均可生成生成

12、- -酮酸酮酸，并循糖异生途径转变为糖，并循糖异生途径转变为糖糖代谢中间产物可氨基化转变为糖代谢中间产物可氨基化转变为非必需非必需aaaa（但（但不能不能转变成转变成8 8种必需种必需aaaa）食物中蛋白质食物中蛋白质能能代替糖、脂供能代替糖、脂供能但食物中糖、脂但食物中糖、脂不能不能代替蛋白质代替蛋白质（二）糖代谢与氨基酸代谢的相互联系（二）糖代谢与氨基酸代谢的相互联系 所有所有aaaa均分解能生成乙酰均分解能生成乙酰CoACoA，用于脂，用于脂 肪、胆固醇合成肪、胆固醇合成aaaa（如如SerSer）亦可作为磷脂合成原料）亦可作为磷脂合成原料仅脂肪动员的仅脂肪动员的甘油甘油可进入糖酵解途径

13、可进入糖酵解途径并转变为并转变为非必需非必需aaaa（但不能转变成（但不能转变成8 8种必需种必需aaaa）（三）脂代谢与氨基酸代谢的相互联系（三）脂代谢与氨基酸代谢的相互联系GlyGly、AspAsp、GlnGln及一碳单位是合成及一碳单位是合成嘌呤的原料嘌呤的原料AspAsp、GlnGln及一碳单位是合成嘧啶及一碳单位是合成嘧啶的原料的原料（四）核苷酸与氨基酸代谢的相互关系（四）核苷酸与氨基酸代谢的相互关系脂肪脂肪LeuLeu、LysLysTyrTyrProProVal, Ile,Val, Ile,Met, ThrMet, ThrAspAspGluGluArgArgHisHisProPro

14、胆固醇、酮体胆固醇、酮体AlaAlaTrpTrpSerSerGlyGlyThrThrCysCys甘油甘油脂酸脂酸葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA草酰乙酸草酰乙酸- - 酮戊二酮戊二酸酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖糖、脂脂、氨氨基基酸酸代代谢谢途途径径的的相相互互联联系系第第3 3节节 组织器官的代谢特点组织器官的代谢特点1. 1. 肝肝 机体物质代谢的总枢纽机体物质代谢的总枢纽, , 是人体是人体的的“中心中心 生化工厂生化工厂”2. 2. 心脏心脏 依次以酮体、乳酸、依次以酮体、乳酸、FFAFFA和糖和糖氧化供能（有氧氧化为主）氧化供能（

15、有氧氧化为主） （了解）（了解） 3. 3. 脑脑 机体耗能的主要器官（耗氧机体耗能的主要器官（耗氧20% 25%20% 25%）；几乎以血糖来源的）；几乎以血糖来源的葡萄糖葡萄糖为唯一能源为唯一能源（每天（每天100g100g）；长期饥饿时）；长期饥饿时亦可氧化酮体供能。亦可氧化酮体供能。5. 5. 红细胞红细胞 糖酵解供能，每天耗糖酵解供能，每天耗30g30g葡萄葡萄糖，不能利用脂酸酮体氧化供能糖，不能利用脂酸酮体氧化供能 ( (无无线粒体线粒体) )6. 6. 脂肪组织脂肪组织 储存脂肪；脂肪动员储存脂肪；脂肪动员7. 7. 肾肾 能进行糖异生（与肝相当），并能进行糖异生（与肝相当），并

16、能储存糖原；亦能利用酮体氧化供能；能储存糖原；亦能利用酮体氧化供能；肾髓质无线粒体，只能通过糖酵解供能。肾髓质无线粒体，只能通过糖酵解供能。4. 4. 肌肉组织肌肉组织 以氧化脂酸为主；剧烈运动以氧化脂酸为主；剧烈运动时进行无氧酵解生成乳酸时进行无氧酵解生成乳酸 ；肌糖原对血糖；肌糖原对血糖无无贡献贡献（无无葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶活性磷酸酶活性）。）。第第4节节 代谢调节（重点与难点）代谢调节（重点与难点）代谢调节作用的代谢调节作用的三三个水平：个水平： 细胞水平细胞水平的代谢调节（酶活性和酶量，代谢的代谢调节（酶活性和酶量，代谢物浓度，区室化）物浓度，区室化）-本章重点本章重点 激素水平激

17、素水平的代谢调节（内分泌细胞的代谢调节（内分泌细胞激素激素细胞内代谢）细胞内代谢） 整体水平整体水平的代谢调节（中枢神经的代谢调节（中枢神经神经递质神经递质效应器效应器激素分泌激素分泌细胞内代谢）细胞内代谢）（一）细胞内酶的隔离分布（区室化）（一）细胞内酶的隔离分布（区室化） 各代谢途径的有关酶类，常组成各代谢途径的有关酶类，常组成酶体系酶体系，分布于细胞的某一区域或亚细胞结构中，使不分布于细胞的某一区域或亚细胞结构中，使不同的代谢途径在细胞不同区域内进行。同的代谢途径在细胞不同区域内进行。胞液：胞液：糖酵解、糖原合成糖酵解、糖原合成与分解、糖异生、磷酸戊与分解、糖异生、磷酸戊糖途径、脂酸合成

18、糖途径、脂酸合成酶系酶系一、细胞水平的代谢调节一、细胞水平的代谢调节胞核：胞核：核酸合成核酸合成酶系酶系线粒体线粒体：三羧酸循环、氧三羧酸循环、氧化磷酸化、呼吸链、脂酸化磷酸化、呼吸链、脂酸氧化氧化酶系酶系调节酶（关键酶、限速酶）的概念调节酶（关键酶、限速酶）的概念 一个代谢途径的速度和方向，常一个代谢途径的速度和方向，常由一个或几个具有调节作用的关键酶由一个或几个具有调节作用的关键酶的活性所决定。这些调节代谢的酶称的活性所决定。这些调节代谢的酶称调节酶调节酶（regulatory enzymes）或）或关键关键酶酶（key enzymes）1. 1. 所催化的反应所催化的反应速度最慢速度最慢

19、，故又称，故又称限速酶限速酶( (limiting velocity enzymes) )；关键酶的特点关键酶的特点2. 2. 催化催化单向单向反应或反应或非平衡非平衡反应，故能决定反应，故能决定 整个代谢途径的整个代谢途径的方向方向；3. 3. 酶活性除受酶活性除受底物底物影响外，还受多种影响外，还受多种代代 谢物谢物或或效应剂效应剂的调节。的调节。某些重要代谢途径的关键酶某些重要代谢途径的关键酶代谢途径代谢途径 关键酶关键酶糖原分解糖原分解磷酸化酶磷酸化酶糖原合成糖原合成糖原糖原合合酶酶糖酵解糖酵解己糖激酶，己糖激酶， PFK-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，

20、柠檬酸合酶，丙酮酸脱氢酶系，柠檬酸合酶， 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶,酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系糖异生糖异生丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧激丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶酶,果糖果糖1,6-二磷酸酶二磷酸酶,葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶脂酸合成脂酸合成乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶胆固醇合成胆固醇合成HMGCoA还原酶还原酶变构调节变构调节共价共价( (化学化学) )修饰调节修饰调节代谢调节代谢调节主要主要通过对关键通过对关键酶活性酶活性的调节实现的调节实现快速调节快速调节( (数秒数秒 数分数分) )迟缓调节迟缓调节( (数小时数小时 数天数天) )酶的代谢调节酶的代谢调节酶量

21、酶量的调节的调节酶蛋白酶蛋白的的合成合成酶蛋白酶蛋白的的降解降解酶活性酶活性调节调节( (二二) ) 小分子代谢物改变关键酶构小分子代谢物改变关键酶构象对酶活性变构调节象对酶活性变构调节1.1.变构调节变构调节( (别构调节别构调节) ) allosteric regulation 小分子小分子化合物化合物与与酶酶蛋白分子活性蛋白分子活性中心以外的部位中心以外的部位非共价键非共价键结合，使结合，使酶酶蛋白构象蛋白构象发生变化，从而增强或减弱发生变化，从而增强或减弱酶的酶的活性活性。这种调节方式称。这种调节方式称变构调节变构调节 变构部位变构部位( (别构部位别构部位) ) allosteric

22、 site 与变构效应剂结合的部位与变构效应剂结合的部位变构酶变构酶( (别构酶别构酶) ) allosteric enzyme 被变构调节的酶被变构调节的酶变构效应剂变构效应剂 allosteric effector 使酶发生变构效应的物质使酶发生变构效应的物质2. 2. 变构调节的机制变构调节的机制变构酶变构酶( (寡聚酶寡聚酶) )催化亚基催化亚基调节亚基调节亚基与底物结合与底物结合起催化作用起催化作用与变构效应剂与变构效应剂非共价非共价结合起调节作用结合起调节作用变构效应剂的种类：变构效应剂的种类：底物，代谢终产物，代谢中间产物，底物，代谢终产物，代谢中间产物，其他小分子代谢物其他小分

23、子代谢物酶活性的变构调节酶活性的变构调节( (抑制抑制) )示意图示意图变构剂变构剂酶酶底物底物活活性性中中心心变变构构中中心心变构抑制变构抑制3. 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) ) 反反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。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 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抑制糖的氧化糖的氧化糖原合酶糖原合酶促进促进

24、糖的储存糖的储存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糖酵解糖酵解 己糖激酶己糖激酶 AMP,ADP,FDP,Pi G-6-P, ATP PFK-1 FDP 柠檬酸柠檬酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 ATP,乙酰乙酰CoA TAC 柠檬酸合酶柠檬酸合酶 AMP ATP,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 ATP 糖异生糖异生 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 乙酰乙酰CoA,ATP AMP糖原分解糖原分解 磷酸化酶磷

25、酸化酶b AMP,G-1-P,Pi ATP,G-6-P脂酸合成脂酸合成 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶 柠檬酸柠檬酸,异柠檬酸异柠檬酸 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,亮氨酸亮氨酸,蛋氨酸蛋氨酸 GTP,ATP,NADH嘌呤合成嘌呤合成 Gln-PRPP酰胺转移酶酰胺转移酶 AMP,GMP嘧啶合成嘧啶合成 Asp转甲酰酶转甲酰酶 CTP,UTP核酸合成核酸合成 脱氧胸苷激酶脱氧胸苷激酶 dCTP,dATP dTTP 一些代谢途径中的变构酶及其变构剂一些代谢途径中的变构酶及其变构剂(了解了解)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

26、制剂变构抑制剂（三）关键酶活性可由酶的化学（三）关键酶活性可由酶的化学修饰调节修饰调节1.1.概念概念 一种一种酶酶在在另一种另一种酶酶的催化下的催化下，通过通过共价键共价键的断裂与生成，的断裂与生成，结合或移结合或移去某基团去某基团，使酶，使酶活性活性改变，这种调节改变，这种调节称称酶的化学修饰调节酶的化学修饰调节（chemical modification regulation） 或共价修饰调节或共价修饰调节 （covalent modification regulation）。）。属快速调节，包括属快速调节，包括: :（三）酶的共价修饰调节（三）酶的共价修饰调节磷酸化磷酸化/ /脱（去）

27、磷酸化脱（去）磷酸化( (最常见最常见) )乙酰化乙酰化/ /脱乙酰化脱乙酰化甲基化甲基化/ /去甲基化去甲基化腺苷化与脱腺苷腺苷化与脱腺苷SH/-S-S-SH/-S-S-酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化酶蛋白酶蛋白磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶PiH 2O蛋白激酶蛋白激酶ATPADPMg2+酶蛋白酶蛋白ThrSerTyrOHThrSerTyrO-PThe Nobel Prize in Physiology or Medicine 1992for their discoveries concerning reversible protein phosphorylation as a biol

28、ogical regulatory mechanismEdmond H. Fischer Edwin G. Krebs 1920 -1918-University of Washington，Seattle, WA, USA 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 糖原糖原合合酶酶 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

29、脱氢酶 磷酸化磷酸化/脱磷酸脱磷酸 抑制抑制/激活激活HMGCoA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HMGCoA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/激活激活甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶 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/氧化酶氧化酶酶酶 化学修饰类型化学修饰类型 酶活性改变酶活性改变 表表11-5 酶促化学修饰对酶活性的调节酶促化学修饰对酶活性的调节2. 酶促化学修饰的特点酶促化学修饰的特点(1)

30、 (1) 化学修饰酶一般都化学修饰酶一般都具有具有无活性（低活性）无活性（低活性）和和有有活性（高活性）活性（高活性）两种形式，它们之间在两种形式，它们之间在两种两种不同的不同的酶酶催化下可相互转变。酶受激素调节。催化下可相互转变。酶受激素调节。( (可控可控) )(2) (2) 化学修饰由酶催化引起化学修饰由酶催化引起共价键共价键的变化，酶的变化，酶促反应具有促反应具有级联放大效应级联放大效应。（效率高）（效率高）(3)(3) 磷酸化与脱磷酸是最常见的。磷酸化与脱磷酸是最常见的。( (经济有效经济有效) )(4) (4) 许多化学修饰酶也同时受到变构调节，酶的许多化学修饰酶也同时受到变构调节

31、，酶的化学修饰和变构调节两者相辅相成。化学修饰和变构调节两者相辅相成。 （完善）（完善）（四）改变细胞内酶含量可调节酶活性（四）改变细胞内酶含量可调节酶活性概念：概念：通过调节酶的含量（即通过控制酶通过调节酶的含量（即通过控制酶蛋白的蛋白的合成与分解合成与分解的速度）来实现对代谢的速度）来实现对代谢反应速度和强度的调节。反应速度和强度的调节。特点：特点：酶蛋白的合成或降解所需时间较长，酶蛋白的合成或降解所需时间较长，消耗消耗ATPATP较多，属较多，属迟缓调节迟缓调节，作用慢（几，作用慢（几小时小时 几天）、持续时间长。几天）、持续时间长。1. 酶蛋白合成的诱导与阻遏酶蛋白合成的诱导与阻遏酶的

32、酶的底物底物、激素激素或或药物药物能在转录水平增加酶的能在转录水平增加酶的合成。合成。诱导剂诱导剂(inducer)加速加速酶蛋白合成的化合物酶蛋白合成的化合物阻遏剂阻遏剂(repressor)减少减少酶蛋白合成的化合物酶蛋白合成的化合物1 1）底物对酶合成的诱导与阻遏）底物对酶合成的诱导与阻遏例：例：酪蛋白（饲料）酪蛋白（饲料）精氨酸酶量（鼠肝）精氨酸酶量（鼠肝）+ +2 2）产物对酶合成的阻遏）产物对酶合成的阻遏例：例：胆固醇胆固醇 HMG-CoAHMG-CoA还原酶还原酶量（肝）量（肝） 3 3）激素对酶合成的诱导）激素对酶合成的诱导例：例：糖皮质激素糖皮质激素糖异生糖异生4 4种限速酶

33、量种限速酶量+ +4 4）药物对酶合成的诱导）药物对酶合成的诱导血游离胆红素血游离胆红素( (新生儿黄疸新生儿黄疸) )苯巴比妥苯巴比妥葡萄糖醛酸基转移葡萄糖醛酸基转移酶（肝微粒体）酶（肝微粒体）+ +2. 2. 酶蛋白的降解酶蛋白的降解细胞细胞内内酶蛋白的降解由蛋白水解酶类催化。酶蛋白的降解由蛋白水解酶类催化。有：有：1 1）溶酶体中的蛋白水解酶）溶酶体中的蛋白水解酶2 2）蛋白酶体：）蛋白酶体：泛素泛素识别、结合蛋白质；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由多种蛋白水解酶组成，需要由多种蛋白水解酶组成，需要泛素泛素参与。参与。二、激素作用特异受体调节代谢过程二、激素作

34、用特异受体调节代谢过程激素激素 (hormone) (hormone) 概念及作用方式概念及作用方式内分泌内分泌细胞细胞 生物效应生物效应分泌分泌激素激素血液血液受体或受体或靶细胞靶细胞受体作用方式受体作用方式 能识别相应的激素并特能识别相应的激素并特异地与之结合，从而将激素信号转变为细异地与之结合，从而将激素信号转变为细胞内一系列的化学反应，最后表现出激素胞内一系列的化学反应，最后表现出激素的生物学效应。的生物学效应。受体（受体（receptor) receptor) 概念概念 分布于靶细胞膜或细胞内的特异蛋白质分布于靶细胞膜或细胞内的特异蛋白质( (糖蛋白或脂蛋白糖蛋白或脂蛋白) )。三、

35、整体调节体内物质代谢三、整体调节体内物质代谢 在不同生理和病理状况下，机体的神在不同生理和病理状况下，机体的神经系统的活动、激素的分泌和各代谢途径经系统的活动、激素的分泌和各代谢途径中的酶中的酶( (三个调节水平三个调节水平) )均发生相应的变化，均发生相应的变化，使各种物质代谢的速度与同外环境的变化使各种物质代谢的速度与同外环境的变化相适应，以保证机体的能量需要和内环境相适应，以保证机体的能量需要和内环境的相对恒定。的相对恒定。例如：例如：在饥饿和应激状态下的物质代谢调节。在饥饿和应激状态下的物质代谢调节。（一）饥饿（一）饥饿代谢变化的基本规律：代谢变化的基本规律： 在饥饿状态下，机体发生一

36、系列生在饥饿状态下，机体发生一系列生理和代谢变化理和代谢变化 。 基本表现为各个组织细胞从依赖食基本表现为各个组织细胞从依赖食物提供葡萄糖，逐步转变并适应以自身物提供葡萄糖，逐步转变并适应以自身储脂为主要能量来源的过程；储脂为主要能量来源的过程；蛋白质分解提供能量也明显蛋白质分解提供能量也明显；氮平衡转向负氮平衡。氮平衡转向负氮平衡。饥饿饥饿分期分期短期饥饿短期饥饿 (13(13天天) )长期饥饿长期饥饿(5(56 6天以上天以上) )又称又称糖异生期糖异生期。主要靠肝。主要靠肝脏糖异生葡萄糖和肝外组脏糖异生葡萄糖和肝外组织节省葡萄糖的利用维持织节省葡萄糖的利用维持血糖水平，以满足脑组织血糖水

37、平，以满足脑组织对糖的需求。对糖的需求。又称又称蛋白保存期蛋白保存期。体内各个。体内各个组织包括脑组织都以脂酸和组织包括脑组织都以脂酸和酮体作为主要能源。酮体作为主要能源。糖原消耗糖原消耗胰岛素分泌胰岛素分泌胰高血糖素胰高血糖素分泌分泌引起一系列的代谢变化引起一系列的代谢变化1. 1. 短期饥饿（短期饥饿（1 13 3天）天）血糖趋于降低血糖趋于降低 （1 1）蛋白质代谢变化）蛋白质代谢变化分解分解，氨基酸异生成糖，氨基酸异生成糖（2 2）糖代谢变化）糖代谢变化 糖异生糖异生 ，组织对葡萄糖利用，组织对葡萄糖利用（3 3）脂代谢变化）脂代谢变化 脂肪动员脂肪动员 ，酮体生成，酮体生成2. 2.

38、 长期饥饿长期饥饿（1 1）蛋白质代谢变化）蛋白质代谢变化 蛋白质分解蛋白质分解（2 2）糖代谢变化）糖代谢变化肝肾糖异生肝肾糖异生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 3）脂代谢变化）脂代谢变化脂肪动员进一步脂肪动员进一步，脑组织利用酮体脑组织利用酮体（二）应（二）应 激激( (Stress) )概念概念机体受到强烈剌激如剧痛、创伤、机体受到强烈剌激如剧痛、创伤、出血、烧伤、冷冻、中毒、急性感染、出血、烧伤、冷冻、中毒、急性感染、情绪紧张及强力活动时引起机体的情绪紧张及强力活动时引起机体的“紧紧张状态张状态”。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肾上腺髓质及皮质激素分泌胰高血糖素胰高血糖素、生长激素、生长激素，胰岛素分