物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节

14.1物质代谢概述物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第1页提问：代谢网络有什么益处？资源共享—路径在满足需要前提下，互通有没有，最大程度降低酶、代谢路径及中间产物数量这些代谢之间是否会存在相互干扰问题呢？是怎样尽可能降低其程度呢？各种代谢调控方法物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第2页没有孤立代谢生化反应，全部都是生化反应网络中节点。物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第3页14.2物质代谢相互联络物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第4页1.各种代谢物均含有各自共同代谢池比如各种组织

消化吸收糖

肝糖原分解糖异生血糖14.2.1物质代谢特点物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第5页3.整体性

糖类

脂类蛋白质水

无机盐维生素各种物质代谢之间互有联络，相互依存。

消化吸收中间代谢废物排泄2.动态平衡物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第6页4.ATP是机体能量利用共同形式营养物分解释放能量ADP+PiATP直接供能物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第7页5.NADPH是合成代谢所需还原当量比如乙酰CoANADPH+H+脂酸、胆固醇磷酸戊糖路径物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第8页6.代谢调整机体有精细调整机制，调整代谢强度、方向和速度内外环境不停改变影响机体代谢适应环境改变物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第9页7.各组织、器官物质代谢各具特色结构不一样酶系种类、含量不一样不一样组织、器官代谢路径不一样、功效各异物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第10页●共同代谢池metabolicpool●动态平衡dynamicequilibrium●整体性integration●ATP是通用●NADPH是合成代谢所需还原当量●代谢调整●组织、器官代谢各具特色物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第11页一、在能量代谢上相互联络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CoATCA2H氧化磷酸化ATPCO2三大营养素可在体内氧化供能。14.2.2代谢路径间相互联络物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第12页从能量供给角度看，三大营养素能够相互代替，并相互制约。普通情况下，供能以糖、脂为主，并尽可能节约蛋白质消耗。物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第13页脂肪分解增强ATP增多ATP/ADP比值增高任一供能物质代谢占优势，常能抑制和节约其它物质降解。糖分解被抑制

6-磷酸果糖激酶-1被抑制（糖分解代谢限速酶之一）比如物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第14页（一）糖代谢与脂代谢相互联络1.摄入糖量超出能量消耗时

二、糖、脂和蛋白质之间相互联络葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪组织）合成糖原储存（肝、肌肉）物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第15页2.脂肪甘油部分能在体内转变为糖脂酸乙酰CoA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、肾、肠磷酸-甘油葡萄糖物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第16页3.脂肪分解代谢受糖代谢影响饥饿、糖供给不足或糖代谢障碍时高酮血症草酰乙酸相对不足糖不足脂肪大量动员酮体生成增加氧化受阻物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第17页（二）糖与氨基酸代谢相互联络比如丙氨酸丙酮酸脱氨基糖异生葡萄糖1.大部分氨基酸脱氨基后，生成对应α-酮酸，可转变为糖。物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第18页2.糖代谢中间产物可氨基化生成一些非必需氨基酸。糖丙酮酸草酰乙酸乙酰CoA柠檬酸α-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第19页氨基酸乙酰CoA脂肪1.蛋白质能够转变为脂肪2.氨基酸可作为合成磷脂原料丝氨酸磷脂酰丝氨酸胆胺脑磷脂胆碱卵磷脂（三）脂类与氨基酸代谢相互联络物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第20页—但不能说，脂类可转变为氨基酸。脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解路径丙酮酸其它α-酮酸一些非必需氨基酸3.脂肪甘油部分可转变为非必需氨基酸物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第21页（四）核酸与糖、蛋白质代谢相互联络1.氨基酸是体内合成核酸主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路径提供物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第22页糖原食物糖葡糖-6-磷酸酵解中间物磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乙酰CoACO2乳酸CO2脂肪酸食物脂肪甘油储存脂肪辅酶H2甘油氨基酸NH3CO2ATP尿素组织蛋白质食物蛋白质三羧酸循环乙醛酸循环磷酸戊糖路径辅酶H2呼吸链磷酸戊糖ATPADPATP甲酸CO2NH3核酸H2Oα-酮戊二酸生糖甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺辅酶H2磷脂丝

甲硫氨基酸酶基因糖异生发酵物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第23页1、体内供能物质以糖和脂肪为主，节约蛋白质以组成细胞结构。2、糖、脂、氨基酸分解代谢乙酰CoA三羧循环ATP+CO2+H2O

节约酶种类和数量简化反应机构4、相互转变、相互制约、殊途同归。3、枢纽性中间产物，可沟通不一样代谢通路葡糖-6-磷酸丙酮酸乙酰辅酶A物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第24页为何说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢共同通路？1、三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H2O路径；2、糖代谢产生碳骨架最终进入三羧酸循环被氧化；3、脂肪分解产生甘油可经过有氧氧化进入三羧酸循环，脂肪酸经β-氧化产生乙酰CoA可进入三羧酸循环氧化；4、蛋白质分解产生氨基酸经脱氨后其骨架可进入三羧酸循环，同时，三羧酸循环中间产物可作为氨基酸碳骨架接收氨后合成非必需氨基酸。物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第25页14.3物质代谢调整物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第26页

生物体内代谢不是孤立，各行其是进行，即相互联络转化，协调一致，又相互限制制约。体内代谢能保持这种动态平衡，应归功与它准确调整机构。例：饱餐一顿血糖不会居高不下。

体内调整可发生在不一样层次上，普通分为四种水平：酶水平调整---经过对酶活性和酶量调整来实现。细胞水平调整---经过对细胞内代谢物和酶细胞定位来实现。激素水平调整---协调不一样细胞、组织与器官之间代谢。神经水平调整---在神经系统参加下由酶和激素共同组成调整网络。14.3.1代谢调整含义物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第27页神经水平调整激素水平调控细胞水平调控分子水平调控酶水平调控单细胞生物植物动物

代谢正常运转是生物体生存基本条件，首先生物存在基本代谢调整过程，另首先生物依据生长发育不一样阶段，及外界环境改变作出适当代谢调整。代谢调整方式也在不停改变。进化方向物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第28页提问：怎样调控呢？酶——代谢调控开关提问：影响酶活力原因有哪些？底物浓度、酶浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂、辅酶或辅基、别构激活抑制pH、温度基本控制在定值1.酶活性调整

A抑制作用14.3.2酶水平调整物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第29页酶促反应前馈和反馈前者意思是“输入对输出影响”;后者意思是“输出对输入影响”。反馈抑制如：CTP反馈抑制天冬氨酸氨甲酰基转移酶。可分为两种。简单反馈抑制二价反馈抑制次序反馈抑制协同反馈抑制累积反馈抑制同工反馈抑制前馈激活：如：6-磷酸葡萄糖对糖原合成酶前馈激活。物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第30页yxDCBaAbcdd′

1、次序反馈抑制yxDCBaAbcdd′

2、协同反馈抑制物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第31页yxDCBaAbcdd′

3、累积反馈抑制4、同工反馈抑制yxDCBaAbcdd′

a′物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第32页B化学修饰1.化学修饰概念酶蛋白肽链上一些残基在酶催化下发生可逆共价修饰(covalentmodification)，从而引发酶活性改变，这种调整称为酶化学修饰。2.化学修饰主要方式磷酸化---去磷酸乙酰化---脱乙酰甲基化---去甲基腺苷化---脱腺苷SH与–S—S–互变物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第33页酶磷酸化与脱磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化酶蛋白物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第34页3.化学修饰特点①酶蛋白共价修饰是可逆酶促反应，在不一样酶作用下，酶蛋白活性状态可相互转变。催化互变反应酶在体内可受调整原因如激素调控。②含有放大效应，效率较变构调整高。③磷酸化与脱磷酸是最常见方式。同一个酶能够同时受变构调整和化学修饰调整。物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第35页2.酶数量调控合成调控、降解调控A.合成调控诱导合成与阻遏合成当需要时候，合成对应酶—底物是诱导物节约能源和物质物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第36页背景介绍大肠杆菌通常利用葡萄糖作为碳源，通常情况下环境中乳糖极少，降解乳糖酶不被合成，其实质是乳糖降解酶基因不表示。例1大肠杆菌乳糖酶诱导合成阻遏蛋白乳糖酶基因操纵基因结构基因半乳糖苷酶半乳糖苷转乙酰酶半乳糖苷透性酶操纵基因——基因合成开关调整基因关——阻遏蛋白阻挡操纵基因，结构基因不表示诱导物（乳糖）开——诱导物阻止阻遏蛋白功效发挥。mRNA酶蛋白物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第37页阻遏蛋白操纵基因结构基因调整基因mRNA酶蛋白阻遏蛋白不能与操纵基因结合，所以结构基因表示。酶代谢产物一旦大量积累阻遏蛋白被产物激活，结构基因不表示。原核生物基因主要是转录控制。物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第38页真核生物基因是多层次调控当前生化领域最引人注目标研究课题之一。研究目标——更有效地控制真核生物（动植物及人类本身）生长发育。真核生物DNA中基因部分只占5%，其余大多与调控相关。严密控制不一样部位细胞中基因表示—以实现明确分工（代谢能力、功效）物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第39页B.降解调控泛肽——有选择控制一些酶降解稳定酶结构泛肽易被降解酶结构溶酶体蛋白酶氨基酸泛肽物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节第40页主要指肽类及氨基酸衍生物激素。（动物激素主要包含肽类、氨基酸衍生物类、固醇类激素）3.激素对酶连续激活激素激素受体ATPcAMP+PPi酶A(无活性）酶A(有活性）