物质代谢与联系学习教案

1、会计学1物质代谢物质代谢(dixi)与联系与联系第一页，共67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 各种各种( zhn)物质代谢之间互有联系，相互依物质代谢之间互有联系，相互依存。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2页/共67页第二页，共67页。二、代谢二、代谢(dixi)(dixi)调节调节机体机体(jt)有精细的有精细的调节机制，调节代调节机制，调节代谢的强度、方向和谢的强度、方向和速度速度内外环境内外环境不断不断(bdun)变化变化影响机体代谢影响机体代谢适应环境的适应环境的变化变化第3页/共67页第三页，共67页。

2、三、各组织三、各组织(zzh)(zzh)、器官物质代谢各具特、器官物质代谢各具特色色结构结构(jigu)不同不同酶系的种类酶系的种类(zhngli)、含、含量不同量不同不同的组织不同的组织、器官、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67页第四页，共67页。四、各种代谢物均具有各自共同四、各种代谢物均具有各自共同(gngtng)(gngtng)的代谢池的代谢池例如例如(lr)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67页第五页，共67页。五、五、ATPATP是机体能量是机体能量(nngling)(nngling)利用的利

3、用的共同形式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67页第六页，共67页。六、六、NADPHNADPH是合成是合成(hchng)(hchng)代谢所需的还原代谢所需的还原当量当量例如例如(lr)乙酰乙酰CoANADPH + H+脂酸、胆固醇脂酸、胆固醇磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)戊糖途戊糖途径径第7页/共67页第七页，共67页。物质代谢的相互物质代谢的相互(xingh)(xingh)联联系系Metabolic InterrelationshipsMetabolic Interrelationships第第 二二 节节第8页/共67

4、页第八页，共67页。一、在能量代谢上的相互一、在能量代谢上的相互(xingh)(xingh)联系联系三大三大(sn d)营养素营养素共同共同(gngtng)中间中间产物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67页第九页，共67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(ky)(ky)互互相代替，并互相制约。相代替，并互相制约。一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约

5、蛋白质的消耗。蛋白质的消耗。第10页/共67页第十页，共67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，常能抑制和节约其他任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约其他(qt)(qt)物质的降解。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(lr)第11页/共67页第十一页，共67页。 饥饿饥饿(j )时时 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(fnji) (fnji) 以脂酸、酮体分解以脂酸、酮

6、体分解(fnji)供能为供能为主主蛋白质分解蛋白质分解(fnji)明显降低明显降低1 2 天天3 4 周周第12页/共67页第十二页，共67页。（一）糖代谢（一）糖代谢(dixi)(dixi)与脂代谢与脂代谢(dixi)(dixi)的相互的相互联系联系1. 摄入的糖量超过摄入的糖量超过(chogu)能量消能量消耗时耗时 二、糖、脂和蛋白质之间的相互二、糖、脂和蛋白质之间的相互(xingh)(xingh)联系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67页第十三页，共67页。2. 脂肪脂肪(zhfng)的甘油

7、部分能在体内转变为糖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67页第十四页，共67页。3. 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢(dixi)受糖代谢受糖代谢(dixi)的影响的影响 饥饿、糖供应不足或糖代谢饥饿、糖供应不足或糖代谢(dixi)障碍时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67页第十五页，共67页。（二）糖与氨基酸代谢的相互（二）糖与氨基酸代谢的相互(xingh)(xin

8、gh)联系联系例如例如(lr)丙氨酸丙氨酸丙酮酸丙酮酸脱氨基脱氨基(nj)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-酮酮酸，可转变为糖。酸，可转变为糖。第16页/共67页第十六页，共67页。2. 糖代谢的中间糖代谢的中间(zhngjin)产物可氨基化产物可氨基化生成某些生成某些 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17页/共67页第十七页，共67页。氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪 1. 蛋白质可以蛋白质可以(ky)转变为脂肪转变

9、为脂肪 2. 氨基酸可作为合成氨基酸可作为合成(hchng)磷脂磷脂的原料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（三）脂类与氨基酸代谢的相互(xingh)(xingh)联系联系第18页/共67页第十八页，共67页。 但不能说，脂类可转变但不能说，脂类可转变(zhunbin)(zhunbin)为为氨基酸。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. 脂肪脂肪(zhfng)的甘油部分可转变为非必需氨的甘油部分可转变为非必需氨基酸基酸第19页

10、/共67页第十九页，共67页。（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互(xingh)(xingh)联系联系 1. 氨基酸是体内合成核酸氨基酸是体内合成核酸(h sun)的重的重要原料要原料甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳单位一碳单位合成嘌呤合成嘌呤合成嘧啶合成嘧啶2. 磷酸磷酸(ln sun)核糖由磷酸核糖由磷酸(ln sun)戊糖途戊糖途径提供径提供第20页/共67页第二十页，共67页。葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原(tn yun)丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪(zhfng)Leu、Lys草酰乙酸草酰乙酸- 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸T

11、yrProVal, Ile,Met, ThrAspGluArgHisPro胆固醇、酮体胆固醇、酮体AlaTrpSerGlyThrCys甘油甘油脂酸脂酸目目 录录第21页/共67页第二十一页，共67页。组织组织(zzh)(zzh)、器官的代谢特点及、器官的代谢特点及联系联系Metabolic Specialty and Interrelationships of Tissues and Apparatus第第 三三 节节第22页/共67页第二十二页，共67页。 是机体物质代谢是机体物质代谢(dixi)(dixi)的枢纽。的枢纽。 在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生

12、素代谢(dixi)(dixi)中均中均具有独特而重要的作用。具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肝在维持(wich)(wich)血糖稳定中起重要血糖稳定中起重要作用。作用。第23页/共67页第二十三页，共67页。酮体酮体乳酸乳酸 游离脂酸游离脂酸葡萄糖葡萄糖 以葡萄糖有氧氧化以葡萄糖有氧氧化(ynghu)供能为供能为主。主。心脏心脏(xnzng)第24页/共67页第二十四页，共67页。 耗能大，耗氧多。耗能大，耗氧多。 葡萄糖为主要

13、能源葡萄糖为主要能源(nngyun)(nngyun)。 不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体。不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体。 脑脑第25页/共67页第二十五页，共67页。 合成、储存糖原；合成、储存糖原； 通常通常(tngchng)(tngchng)以脂酸氧化为主要供能方式；以脂酸氧化为主要供能方式； 剧剧烈运动时，以糖酵解为主。烈运动时，以糖酵解为主。肌肌 肉肉第26页/共67页第二十六页，共67页。 能量能量(nngling)(nngling)主要来自主要来自糖酵解。糖酵解。红红细细胞胞第27页/共67页第二十七页，共67页。 合成合成(hchng)(hchng)及储存脂肪

14、的重要组织；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28页/共67页第二十八页，共67页。 也可进行也可进行(jnxng)(jnxng)糖异生和生成酮体；糖异生和生成酮体； 肾髓质主要由糖酵解供能；肾皮质主要由脂酸、酮体有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。氧氧化供能。肾脏肾脏(shnzng)第29页/共67页第二十九页，共67页。代代 谢谢 调调 节节The Regulation of Metabolism第第 四四 节节第30页/共67页第三十页，共67页。 代谢代谢(dix

15、i)调节普遍存在于生物界，是生调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。物的重要特征。主要通过细胞内代谢物浓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度的变化，对酶的活性及含量进行(jnxng)调节，这种调节称为原始调节，这种调节称为原始调节或细胞水平代谢调节。调节或细胞水平代谢调节。单细胞生物单细胞生物(shngw)第31页/共67页第三十一页，共67页。高等高等(godng)生物生物 三级水平代谢调三级水平代谢调节节 细胞细胞(xbo)水平代谢调节水平代谢调节 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，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分泌

16、细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞内分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。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，或通过神经纤维及神在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌经递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素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32页/共67页第三十二页，共67页。 一、细胞一、细胞(xbo)(xbo)水平的代谢调节水平的代谢调

17、节第33页/共67页第三十三页，共67页。（一）细胞内酶的隔离（一）细胞内酶的隔离(gl)(gl)分布分布 代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于细胞细胞(xbo)(xbo)的某一区域的某一区域 。第34页/共67页第三十四页，共67页。多酶体系多酶体系(tx)(tx)在细胞内的分布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35页/共67页第三十五页，共67页。多酶体系多酶体系分布分布线粒体线粒

18、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质网内质网DNA、RNA合成合成细胞核细胞核第36页/共67页第三十六页，共67页。 酶的隔离分布的意义酶的隔离分布的意义 避免了各种代谢避免了各种代谢(dixi)(dixi)途径互相干途径互相干扰。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37页/共67页第三十七页，共67页。 速度最慢，它的速度决定整个代谢速度最慢，它的速度决定整个代谢(

19、dixi)(dixi)途径的总途径的总速度，故又称其为限速酶速度，故又称其为限速酶(limiting velocity enzymes)(limiting velocity enzymes)。 催化单向反应不可逆或非平衡催化单向反应不可逆或非平衡(pnghng)(pnghng)反应，它的活性决定反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。整个代谢途径的方向。 这类酶活性除受底物这类酶活性除受底物(d w)(d w)控制外，还受多种代谢物控制外，还受多种代谢物或效应剂的调节。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，其速度及方代谢途径

20、是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的关键酶决定向由其中的关键酶决定 。第38页/共67页第三十八页，共67页。例：糖代谢例：糖代谢(dixi)(dixi)的关键酶的关键酶第39页/共67页第三十九页，共67页。 快速快速(kui (kui s)s)代谢代谢 迟缓迟缓(chhun)(chhun)代谢代谢数秒、数分钟数秒、数分钟通过改变酶的活性通过改变酶的活性数小时、几天数小时、几天通过改变酶的含通过改变酶的含量量 变构调节变构调节(allosteric regulation)化学修饰调节化学修饰调节(chemical modification) 代谢调节代谢调节(tioji)(tioji

21、)主要是通过对关键酶活性的调节主要是通过对关键酶活性的调节(tioji)(tioji)而实现的。而实现的。第40页/共67页第四十页，共67页。1. 变构调节变构调节(tioji)的概念的概念小分子化合物与酶分子活性中心以外的某小分子化合物与酶分子活性中心以外的某一部位特异一部位特异(ty)(ty)结合，引起酶蛋白分子构象变化结合，引起酶蛋白分子构象变化，从而改变酶的活性，这种调节称为酶的变构调，从而改变酶的活性，这种调节称为酶的变构调节或别构调节。节或别构调节。（二）关键（二）关键(gunjin)(gunjin)酶的变构酶的变构调节调节第41页/共67页第四十一页，共67页。 被调节的酶称为

22、被调节的酶称为(chn wi)(chn wi)变构酶或别构酶变构酶或别构酶 (allosteric enzyme)(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(chn wi)(chn wi)变构效变构效应剂应剂 (allosteric effector) (allosteric effector) 变构激活剂变构激活剂allosteric effectorallosteric effector引起酶活性增加引起酶活性增加(zngji)(zngji)的变构效应剂。的变构效应剂。 变构抑制剂变构抑制剂allosteric effectorallo

23、steric effector 引起酶活性降低的变构效应剂。引起酶活性降低的变构效应剂。第42页/共67页第四十二页，共67页。2. 变构调节变构调节(tioji)的机制的机制变构酶变构酶催化亚基催化亚基调节调节(tioji)(tioji)亚亚基基变构效应变构效应(xioyng)(xioyng)剂：剂：底物、终产物底物、终产物其他小分子代谢物其他小分子代谢物第43页/共67页第四十三页，共67页。变构效应变构效应(xioyng)(xioyng)剂剂 + + 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

24、聚亚基解聚酶分子多聚化酶分子多聚化第44页/共67页第四十四页，共67页。3. 变构调节变构调节(tioji)的生理意义的生理意义 代谢终产物反馈抑制代谢终产物反馈抑制(yzh) (feedback inhibition) 反应途径中的酶，使代谢物不反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。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45页/共67页第四十五页，共67页。 变构调节使能量变构调节使能量(nngling)(nngling)得以有效得以有效利用，不致浪费。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

25、糖原合酶糖原合酶促进糖的储存促进糖的储存第46页/共67页第四十六页，共67页。变构调节使不同的代谢途径变构调节使不同的代谢途径(tjng)(tjng)相互协调。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47页/共67页第四十七页，共67页。（三）酶的化学修饰调节（三）酶的化学修饰调节(tioji)(tioji)1. 1. 化学修饰的概念化学修饰的概念(ginin)(ginin)酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发生可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逆的共价修饰(cova

26、lent modification)(covalent modification)，从而引起，从而引起(ynq)(ynq)酶活性改变，这种调节称为酶的化学修饰。酶活性改变，这种调节称为酶的化学修饰。第48页/共67页第四十八页，共67页。2. 化学修饰的主要化学修饰的主要(zhyo)方式方式磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)化化 - - - - - - 去磷酸去磷酸(ln sun)(ln sun)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 与与 S S 互变互变第49页/共6

27、7页第四十九页，共67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-O-PO32-磷酸化磷酸化的酶蛋的酶蛋白白第50页/共67页第五十页，共67页。3. 3. 化学修饰的特点化学修饰的特点(tdin)(tdin)酶蛋白的共价修饰是可逆的酶促反应，在酶蛋白的共价修饰是可逆的酶促反应，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节因素如激素(j s)(j s)的调控。的

28、调控。具有放大效应，效率较变构调节高。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。磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。 同一个酶可以同一个酶可以(ky)(ky)同时受变构调节和化学修饰调同时受变构调节和化学修饰调节。节。第51页/共67页第五十一页，共67页。（四）酶量的调节（四）酶量的调节(tioji)(tioji)1. 酶蛋白合成酶蛋白合成(hchng)的诱导与的诱导与阻遏阻遏加速酶合成加速酶合成(hchng)(hchng)的化合物称为诱导剂的化合物称为诱导剂(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)

29、)第52页/共67页第五十二页，共67页。 常见常见(chn jin)(chn jin)的诱导或阻遏方式的诱导或阻遏方式 底物对酶合成的诱导底物对酶合成的诱导(yudo)(yudo)和阻遏和阻遏 产物产物(chnw)(chnw)对酶合成的阻遏对酶合成的阻遏 激素对酶合成的诱导激素对酶合成的诱导 药物对酶合成的诱导药物对酶合成的诱导第53页/共67页第五十三页，共67页。 2. 酶蛋白酶蛋白(dnbi)降解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

30、的降解速度通过改变酶蛋白分子的降解速度(sd)(sd)，也，也能调节酶的含量。能调节酶的含量。第54页/共67页第五十四页，共67页。内、外环境内、外环境(hunjng)改变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 激素作用激素作用(zuyng)(zuyng)机制机制二、激素水平的代谢二、激素水平的代谢(dixi)调节调节第55页/共67页第五十五页，共67页。 激素激素(j s)(j s)分类分类 膜受体激素膜受体激素(j s)(j s) 胞内受体激素胞内受体激素(j s)(j s)按激素受体在细胞的部位按激素受体在细胞的部位(bwi)不同，分为：不同，分为：第56页/共67页第五十六页，共67页。1. 膜受体激素的作用膜受体激素的作用(zuyng)方式方式 激素作用激素作用(zuyng)(zuyng)方方式式第57页/共67页第五十七页，共67页。 2. 胞胞内内受受体体激激素素的的作作用用(zuyng)方方式式第58页/共67页第五十八页，共67页。（一）饥饿（一）饥饿(j )(j )糖原糖原(tn (tn yun)yun)消耗消耗血糖血糖(xutng)(xutng)趋于趋于降低