第11章 物质代谢的联系与调节

第九章

物质代谢的联系与调节MetabolicInterrelationshipsandRegulation第一节物质代谢的特点第二节物质代谢的相互联系第三节某些组织、器官的代谢特点第四节代谢调节（重点）（了解，自学）第一节物质代谢的特点

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整体。（一）整体性彼此相互联系彼此相互转化彼此相互依存（二）物质代谢与能量代谢相偶联新陈代谢同化作用异化作用物质合成吸收能量物质分解释放能量物质代谢能量代谢

直线途径(如β-氧化)

分支途径(如许多分支点:丙酮酸等)

循环途径(如TAC、鸟氨酸循环等)（三）代谢途径的多样性幻灯片7丙酮酸糖草酰乙酸乙酰CoA糖天冬氨酸丙氨酸乳酸

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。调节各种物质代谢的强度调节各种物质代谢的方向调节各种物质代谢的速度（四）代谢调节（五）物质代谢的组织特异性不同的组织、器官结构不同酶系的种类、含量不同代谢途径不同、功能各异肝脏含糖、脂、蛋白质代谢的各种酶系，是物质代谢的总枢纽。

同一种代谢物共同参加到同一代谢池中代谢。如：血糖代谢池、氨基酸代谢池等（六）各种代谢物均具有共同的代谢池（七）ATP是机体能量储存和利用的共同形式

生物合成、肌肉收缩、物质的主动转运等均需要消耗ATP营养物分解释放能量ADP+PiATP直接供能（八）NADPH为某些物质合成提供还原当量脂酸、胆固醇等乙酰CoA磷酸戊糖途径NADPH+H+第二节

物质代谢的相互联系MetabolicInterrelationships一、在能量代谢上的相互联系三大营养素糖脂肪蛋白质共同中间产物乙酰CoA2H氧化磷酸化ATPCO2共同最终代谢通路TAC三大营养素可在体内氧化供能从能量供应角度看，三大营养素可以相互代替，并相互制约。一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约其他物质的降解。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摄糖过多变构+乙酰辅酶A羧化酶↑合成+脂肪酸↑储脂↑肥胖及血TG

↑柠檬酸↑

合成糖原储存（肝、肌肉）乙酰辅酶A↑*糖可以转变为脂肪*脂肪的甘油部分能在体内转变为糖，但脂酸不能转变为糖脂肪脂肪酸↑动员甘油↑糖↑（少）α-磷酸甘油↑

（少）乙酰CoA↑↑（多）

*糖代谢的正常进行是脂肪分解代谢顺利进行的前提糖代谢

草酰乙酸

三羧酸循环

糖异生高血酮症DM糖可以转变为胆固醇，也能为磷脂合成提供原料。胆固醇不能转变为糖，磷酸甘油磷脂中的甘油部分可以转变成糖。（一）糖代谢与脂代谢的相互联系除生酮aa（Leu和Lys）外，其余aa均可生成

-酮酸，并循糖异生途径转变为糖。生酮兼生糖氨基酸：

异亮、酪、苏、苯丙、色糖代谢中间产物可氨基化转变为非必需aa（但不能转变成8种必需aa）。食物中蛋白质能代替糖、脂供能，但食物中糖、脂不能完全代替蛋白质。（二）糖代谢与氨基酸代谢的相互联系

所有aa均能分解生成乙酰CoA，用于脂肪、胆固醇合成。aa（如Ser）亦可作为磷脂合成原料。仅脂肪动员的甘油可进入糖酵解途径并转变为非必需aa（但不能转变成8种必需aa）。脂酸不能转变为任何氨基酸。

（三）脂类代谢与氨基酸代谢的相互联系Gly、Asp、Gln及一碳单位是合成嘌呤的原料Asp、Gln及一碳单位是合成嘧啶的原料磷酸戊糖途径为核苷酸合成提供5-磷酸核糖，为大多数脱氧核苷酸的合成提供NADPH+H+（四）核苷酸与氨基酸、糖代谢的相互关系脂肪Leu、LysTyrProVal,Ile,Met,ThrAspGluArgHisPro酮体、胆固醇AlaTrpSerGlyThrCys甘油脂酸葡萄糖、糖原丙酮酸乙酰CoA草酰乙酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸磷酸丙糖第三节组织器官的代谢特点及联系（了解，自学）第四节代谢调节（重点与难点）代谢调节作用的三个水平：细胞水平的代谢调节（酶活性和酶量，代谢物浓度，区室化）---本章重点

激素水平的代谢调节（内分泌细胞→激素→细胞内代谢）

整体水平的代谢调节（中枢神经→神经递质→效应器→激素分泌→细胞内代谢）（一）细胞内酶的隔离分布（区室化）胞液：糖酵解、糖原合成与分解、糖异生、磷酸戊糖途径、脂酸合成酶系一、细胞水平的代谢调节胞核：核酸合成酶系线粒体：三羧酸循环、氧化磷酸化、呼吸链、脂酸氧化酶系关键酶（调节酶、限速酶）的概念

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的活性所决定。这些调节代谢的酶称调节酶（regulatoryenzyme）或关键酶（keyenzyme）或限速酶（limtingvelocityenzyme）

1.所催化的反应速度最慢，故又称限速酶；关键酶的特点2.催化单向反应或非平衡反应，故能决定整个代谢途径的方向；3.常处于代谢途径的起始部位或分支处；

4.酶活性除受底物影响外，还受多种代谢物或效应剂的调节。糖酵解

HK，PFK-1，PK糖有氧氧化HK，PFK-1，PK

丙酮酸脱氢酶复合体，柠檬酸合酶，

异柠檬酸脱氢酶，α-酮戊二酸脱氢酶复合体糖异生葡萄糖-6-磷酸酶，果糖1,6-二磷酸酶-1丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸戊糖途径G-6-PD糖原合成糖原合酶糖原分解糖原磷酸化酶某些重要代谢途径的关键酶代谢途径关键酶脂肪动员HSL（甘油三酯脂肪酶）脂酸氧化肉碱脂酰转移酶-I（CAT-I）酮体合成HMGCoA合酶脂酸合成

乙酰CoA羧化酶胆固醇合成HMGCoA还原酶尿素合成CPS-I，精氨酸代琥珀酸合成酶嘌呤核苷酸从头合成PRPP合成酶，PRPP酰胺转移酶嘧啶核苷酸从头合成CPS-II，Asp氨基甲酰基转移酶，PRPP合成酶某些重要代谢途径的关键酶代谢途径关键酶变构调节共价(化学)修饰调节代谢调节主要通过对关键酶活性的调节实现快速调节(数秒~数分)迟缓调节(数小时~数天)酶的代谢调节酶量的调节酶蛋白的合成酶蛋白的降解酶活性调节(二)关键酶的变构调节1.变构调节的概念（allostericregulation）

小分子化合物与酶蛋白分子活性中心以外的部位非共价结合，使酶蛋白构象发生变化，从而增强或减弱酶的活性。变构部位(别构部位)

allostericsite

与变构效应剂结合的部位变构酶(别构酶)allostericenzyme

被变构调节的酶变构效应剂allostericeffector

使酶发生变构效应的物质2.变构调节的机制变构酶(寡聚酶)催化亚基调节亚基与底物结合起催化作用与变构效应剂非共价结合起调节作用变构效应剂的种类：底物、代谢终产物、代谢中间产物、其他小分子代谢物酶活性的变构调节(抑制)示意图变构剂酶底物活性中心变构中心变构效应3.变构调节的生理意义①

代谢终产物反馈抑制

(feedbackinhibition)

反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。乙酰CoA

乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA长链脂酰CoA②变构调节使能量得以有效贮存

G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖原分解糖原合酶促进