chapter 12 metabolic relation中药11

1、第 十二 章物质代谢的联系与调节1物质代谢的相互联系第 一 节一、各种能源物质的代谢相互联系相互制约二、糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢物相互联系 （一）体内糖可转变为脂肪，但脂肪酸不能转变成糖（二）体内糖与大部分氨基酸碳架部分可以相互转变 （三）脂类不能转变为氨基酸，但氨基酸能够转变为脂肪（四）某些氨基酸是核苷酸/核酸合成的前体2代谢调节方式第 二 节一、细胞水平的代谢调节主要调节关键酶的活性 （一）细胞内酶的隔离分布 （二）关键酶的变构调节 （三）酶的化学修饰调节 （四）酶量的调节 二、激素通过作用特异受体调节代谢过程三、机体通过神经系统体液途径整体调节体内代谢 （一）饥饿 （二）应激四、代

2、谢组学概念简介3代谢调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。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。单细胞生物4高等生物 三级水平代谢调节细胞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。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协调而对机体代谢进行综合调节。返回5（一）细胞内酶的隔离分布代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于细胞的某一

3、区域 。酶的隔离分布的意义 避免了各种代谢途径互相干扰。返回6 速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度，故又称其为限速酶(limiting velocity enzymes)。 催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。 这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂的调节。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，其速度及方向由其中的关键酶决定 。7 快速调节 迟缓调节数秒、数分钟通过改变酶的活性数小时、几天通过改变酶的含量 变构调节(allosteric regulation)化学修饰调节(chemical modification) 代谢调

4、节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。81. 变构调节的概念小分子化合物与酶分子活性中心以外的某一部位特异结合，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节或别构调节。（二）关键酶的变构调节9被调节的酶称为变构酶或别构酶(allosteric enzyme)使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂(allosteric effector) 变构激活剂allosteric effector引起酶活性增加的变构效应剂。 变构抑制剂allosteric effector 引起酶活性降低的变构效应剂。102. 变构调节的机制变构酶催化亚基调节亚基变构效应剂：底物、终产物其他小分子

5、代谢物11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 ）疏松亚基聚合紧密亚基解聚酶分子多聚化123. 变构调节的生理意义 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。 变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。变构调节使不同的代谢途径相互协调。返回13（三）酶的化学修饰调节1. 化学修饰的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(covalent modification)，从而引起酶活性改变，这种调节称为酶的化学修饰。142. 化学修饰的主要方式磷酸化 - - - 去磷酸乙酰化 - - - 脱乙酰甲基化

6、 - - - 去甲基腺苷化 - - - 脱腺苷 SH 与 S S 互变15酶的磷酸化与脱磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的酶蛋白163. 化学修饰的特点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。 同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节。转至17（四）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(辅)

7、阻遏剂(repressor)18 2. 酶蛋白降解溶酶体蛋白酶体 释放蛋白水解酶，降解蛋白质 泛素识别、结合蛋白质；蛋白水解酶降解蛋白质通过改变酶蛋白分子的降解速度，也能调节酶的含量。返回19内、外环境改变机体相关组织分泌激素激素与靶细胞上的受体结合靶细胞产生生物学效应，适应内外环境改变激素作用机制二、激素水平的代谢调节不同的激素作用于不同组织产生不同的生物效应，表现较高的组织特异性和效应特异性。20激素分类 膜受体激素 胞内受体激素 按激素受体在细胞的部位不同，分为：返回21三、整体水平的代谢调节 机体可通过神经系统及神经体液途径对机体的生理功能及物质代谢进行调节，以适应环境的变化，从而维持

8、内环境的相对恒定。 22（一）饥饿糖原消耗血糖趋于降低胰岛素分泌减少胰高血糖素分泌增加 引起一系列的代谢变化1. 短期饥饿（13天）23 （1）蛋白质代谢变化分解加强，氨基酸异生成糖（2）糖代谢变化 糖异生加强，组织对葡萄糖利用降低（3）脂代谢变化 脂肪动员加强，酮体生成增多24一、在能量代谢上的相互联系三大营养素共同中间产物共同最终代谢通路糖脂肪蛋白质乙酰CoATAC2H氧化磷酸化ATPCO2三大营养素可在体内氧化供能。返回25（一）糖代谢与脂代谢的相互联系二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系糖可以转变为脂脂中只有甘油部分可转变为糖，脂酸部分很少能转变为糖（在植物和微生物中可以转化）26目 录乙

9、醛酸循环返回27（二）糖与氨基酸代谢的相互联系1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的-酮酸，可转变为糖。2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸28琥珀酰CoA 延胡索酸草酰乙酸-酮戊二酸柠檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸异亮氨酸 蛋氨酸丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸酮体亮氨酸 赖氨酸酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸精氨酸 谷氨酰胺组氨酸 缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A C目 录返回29 1. 蛋白质可以转变为脂肪（三）脂类与氨基酸

10、代谢的相互联系2. 脂肪难以转变为非必需氨基酸30琥珀酰CoA 延胡索酸草酰乙酸-酮戊二酸柠檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸异亮氨酸 蛋氨酸丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸酮体亮氨酸 赖氨酸酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸精氨酸 谷氨酰胺组氨酸 缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A C目 录返回31（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系 1. 氨基酸是体内合成核酸的重要原料甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳单位合成嘌呤合成嘧啶2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供返回

11、32内、外环境改变机体相关组织分泌激素激素与靶细胞上的受体结合靶细胞产生生物学效应，适应内外环境改变激素作用机制二、激素水平的代谢调节不同的激素作用于不同组织产生不同的生物效应，表现较高的组织特异性和效应特异性。33激素分类 膜受体激素 胞内受体激素 按激素受体在细胞的部位不同，分为：返回34三、整体水平的代谢调节 机体可通过神经系统及神经体液途径对对机体的生理功能及物质代谢进行调节，以适应环境的变化，从而维持内环境的相对恒定。 35（一）饥饿糖原消耗血糖趋于降低胰岛素分泌减少胰高血糖素分泌增加 引起一系列的代谢变化1. 短期饥饿（13天） 肌蛋白质分解加强;糖异生加强;脂肪动员加强、酮体合成增多;组织对葡萄糖的利用降低362. 长期饥饿（1）蛋白质代谢变化 蛋白质分解减少（2）糖代谢变化肝肾糖异生增强肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸（3）脂代谢变化脂肪动员进一步加强脑组织利用酮体增加37（二）应 激1. 概念应激(stress)指人体受到一些异乎寻常的刺激，如创伤、剧痛、冻伤、缺氧、中毒、感染及剧烈情绪波动等所作出一系列反应的“ 紧张状态 ”。382. 机体整体反应交感神经兴奋肾上腺髓质（肾上腺素）及皮