物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)課件

1、物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)1第第 九九 章章Metabolic Interrelationships and Regulation物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)2物質(zhì)代謝的特點(diǎn)物質(zhì)代謝的特點(diǎn)The Specialty of Metabolism第第 一一 節(jié)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)3一、整體性一、整體性 糖類糖類 脂類脂類蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)水水 無機(jī)鹽無機(jī)鹽維生素維生素 消化吸收消化吸收中間代謝中間代謝廢物排泄廢物排泄物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)4二、代謝調(diào)節(jié)二、代謝調(diào)節(jié)機(jī)體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)體有精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制，調(diào)節(jié)代謝的機(jī)制，調(diào)節(jié)代謝的強(qiáng)度、方向和速度強(qiáng)度、方向和速度內(nèi)外環(huán)境內(nèi)外環(huán)境不斷變化不斷變化影響機(jī)體代謝影響機(jī)體代謝適應(yīng)

2、環(huán)境適應(yīng)環(huán)境的變化的變化物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)5三、各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色三、各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)不同酶系的種類、酶系的種類、含量不同含量不同不同的組不同的組織、器官織、器官代謝途徑不同、代謝途徑不同、功能各異功能各異物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)6四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池例如例如各各種種組組織織 消化吸收的糖消化吸收的糖 肝糖原分解肝糖原分解糖異生糖異生血血糖糖物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)7五、五、ATP是機(jī)體能量利用的共同形式是機(jī)體能量利用的共同形式營(yíng)養(yǎng)物分解營(yíng)養(yǎng)物分解釋放釋放能量能量ADP+PiATP直直接接供供能能物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)

3、節(jié)8六、六、NADPH是合成代謝所需的還原當(dāng)量是合成代謝所需的還原當(dāng)量乙酰乙酰CoANADPH + H+脂酸、膽固醇脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)9物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系Metabolic Interrelationships第第 二二 節(jié)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)10一、在能量代謝上的相互聯(lián)系一、在能量代謝上的相互聯(lián)系糖糖脂肪脂肪蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)乙酰乙酰CoACoATAC2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPCOCO2 2通常供能以糖、脂為主，盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗通常供能以糖、脂為主，盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)11脂肪分解脂肪分解增強(qiáng)增強(qiáng)ATP 增多

4、增多ATP/ADP 比值增高比值增高任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢(shì)，常能抑制和節(jié)約任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢(shì)，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解其他物質(zhì)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 物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)12物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)13饑餓時(shí)饑餓時(shí) 肝糖原分解肝糖原分解 肌糖原分解肌糖原分解 肝糖異生肝糖異生 蛋白質(zhì)分解蛋白質(zhì)分解 脂酸、酮體供能脂酸、酮體供能為主為主蛋白質(zhì)分解蛋白質(zhì)分解 1 2 天天3 4 周周物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)141. 攝入的攝入的糖糖量過多時(shí)可以量過多時(shí)可以脂肪脂肪形式儲(chǔ)存形式儲(chǔ)存 二、糖、脂和蛋白質(zhì)二、糖、脂和蛋白質(zhì)之間的相互聯(lián)系之間的相互聯(lián)系葡葡萄萄

5、糖糖乙酰乙酰CoA糖原（肝、?。┨窃ǜ?、?。┖铣芍竞铣芍疚镔|(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)152. 脂肪脂肪的的甘油部分甘油部分能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉隗w內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘翘侵嶂嵋阴Ｒ阴oA葡萄糖葡萄糖脂脂肪肪甘油甘油甘油激酶甘油激酶肝、腎、腸肝、腎、腸磷酸磷酸- -甘油甘油葡葡萄萄糖糖物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)163. 脂肪脂肪的分解代謝受的分解代謝受糖糖代謝的影響代謝的影響高酮血癥高酮血癥草酰乙酸草酰乙酸相對(duì)不足相對(duì)不足糖不足糖不足脂肪大量動(dòng)員脂肪大量動(dòng)員酮體生成增加酮體生成增加氧化氧化受阻受阻物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)174. 糖糖與與氨基酸氨基酸代謝的相互聯(lián)系代謝的相互聯(lián)系丙氨酸丙氨酸丙酮酸丙酮酸脫氨基脫氨基糖異

6、生糖異生葡萄糖葡萄糖1. 氨基酸脫氨基后生成的相應(yīng)氨基酸脫氨基后生成的相應(yīng)-酮酸，可酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘寝D(zhuǎn)變?yōu)樘俏镔|(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)185. 糖糖可轉(zhuǎn)變生成某些非必需可轉(zhuǎn)變生成某些非必需氨基酸氨基酸糖糖丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA檸檬酸檸檬酸- -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物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)19氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪 蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹鞍踪|(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹z氨酸絲氨酸磷脂酰絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺膽胺腦磷脂腦磷脂膽堿膽堿卵磷脂卵磷脂6. 脂脂與與氨基酸氨基酸代謝的聯(lián)系代謝的聯(lián)系物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)20脂肪脂肪甘油甘油磷酸甘油醛磷酸甘油醛糖酵解途

7、徑糖酵解途徑丙酮酸丙酮酸 其他其他-酮酸酮酸某些非必需氨基酸某些非必需氨基酸 脂肪的脂肪的甘油部分甘油部分可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被峥赊D(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被嵛镔|(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)217. 核酸核酸與與糖糖、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)代謝的聯(lián)系代謝的聯(lián)系甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳單位一碳單位合成嘌呤合成嘌呤合成嘧啶合成嘧啶磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑 磷酸核糖磷酸核糖物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)22物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)23組織器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系組織器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系Metabolic Specialty and Interrelationships of Tissues and Apparatus第第 三三

8、 節(jié)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)24是機(jī)體物質(zhì)代謝的樞紐是機(jī)體物質(zhì)代謝的樞紐肝肝如：合成、儲(chǔ)存糖原；如：合成、儲(chǔ)存糖原； 分解糖原成葡萄糖，分解糖原成葡萄糖， 釋放入血；釋放入血； 糖異生主要器官等。糖異生主要器官等。物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)25物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)26在維持血糖穩(wěn)定中在維持血糖穩(wěn)定中起重要作用起重要作用物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)27酮體酮體乳酸乳酸 游離脂酸游離脂酸葡萄糖葡萄糖心臟心臟物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)28耗能大，耗氧多。耗能大，耗氧多。葡萄糖為主要能源。葡萄糖為主要能源。不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)，利用酮體。不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)，利用酮體。 腦腦物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)29合成

9、、儲(chǔ)存糖原；合成、儲(chǔ)存糖原；通常以脂酸氧化為主要供能方式；通常以脂酸氧化為主要供能方式； 劇烈運(yùn)劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，以糖酵解為主。動(dòng)時(shí)，以糖酵解為主。肌肌 肉肉物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)30能量來源：能量來源： 糖酵解糖酵解紅細(xì)胞紅細(xì)胞產(chǎn)能方式？產(chǎn)能方式？物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)31合成儲(chǔ)存脂肪的重要組織合成儲(chǔ)存脂肪的重要組織脂肪動(dòng)員的重要場(chǎng)所脂肪動(dòng)員的重要場(chǎng)所 脂肪組織脂肪組織物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)32可進(jìn)行糖異生和生成酮體可進(jìn)行糖異生和生成酮體腎臟腎臟物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)33代代 謝謝 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)The Regulation of Metabolism第第 四四 節(jié)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)34單細(xì)胞生物單細(xì)胞生

10、物細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié) （原始調(diào)節(jié)）（原始調(diào)節(jié)）高等生物高等生物 三級(jí)水平代謝調(diào)節(jié)三級(jí)水平代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)整體水平代謝調(diào)節(jié)整體水平代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)35 一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是對(duì)主要是對(duì)關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶活性調(diào)節(jié)活性調(diào)節(jié)酶的隔離分酶的隔離分布避免了各布避免了各種代謝途徑種代謝途徑互相干擾互相干擾物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)36 快速代謝快速代謝 遲緩代謝遲緩代謝變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)(chemical modification)改變酶的活性

11、改變酶的活性改變酶的含量改變酶的含量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方式方式物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)371. 變構(gòu)調(diào)節(jié)的概念變構(gòu)調(diào)節(jié)的概念小分子化合物與酶分子活性中心以外小分子化合物與酶分子活性中心以外的某一部位特異結(jié)合，引起酶蛋白分子構(gòu)的某一部位特異結(jié)合，引起酶蛋白分子構(gòu)象變化，從而改變酶的活性，這種調(diào)節(jié)稱象變化，從而改變酶的活性，這種調(diào)節(jié)稱為酶的為酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)或或別構(gòu)調(diào)節(jié)別構(gòu)調(diào)節(jié)。物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)38變構(gòu)效應(yīng)劑變構(gòu)效應(yīng)劑 + + 酶的調(diào)節(jié)亞基酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構(gòu)象改變酶的構(gòu)象改變酶的活性改變酶的活性改變（激活或抑制（激活或抑制 ）疏松疏松亞基聚合亞基聚合緊密緊密亞基解聚亞基解聚酶分子多聚化酶分子多聚化物質(zhì)代

12、謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)39 變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義 代謝終產(chǎn)物的反饋抑制代謝終產(chǎn)物的反饋抑制 (feedback inhibition) 使代謝物不致生成過多。使代謝物不致生成過多。乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶丙二酰丙二酰CoA長(zhǎng)鏈脂酰長(zhǎng)鏈脂酰CoA物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)40 變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)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糖原合酶糖原合酶促進(jìn)糖的儲(chǔ)存促進(jìn)糖的儲(chǔ)存物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)41 變構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)變構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)檸檬酸檸檬酸+ +6-磷酸果糖激酶磷酸

13、果糖激酶-1抑制糖的氧化抑制糖的氧化 乙酰輔酶乙酰輔酶A 羧化酶羧化酶 促進(jìn)脂酸的合成促進(jìn)脂酸的合成物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)422. 2. 化學(xué)修飾的概念化學(xué)修飾的概念酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)生可逆的共價(jià)修飾生可逆的共價(jià)修飾(covalent modification)，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學(xué)修飾學(xué)修飾。物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)43 化學(xué)修飾的主要方式化學(xué)修飾的主要方式磷酸化磷酸化 - - - - - - 去磷酸去磷酸乙?；阴；?- - - - - - 脫乙酰脫乙酰甲基化甲基化 - - - - - -

14、 去甲基去甲基腺苷化腺苷化 - - - - - - 脫腺苷脫腺苷 SH 與與 S S 互變互變物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)44酶的磷酸化與脫磷酸化酶的磷酸化與脫磷酸化-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-磷酸化的磷酸化的酶蛋白酶蛋白物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)453. 3. 化學(xué)修飾的特點(diǎn)化學(xué)修飾的特點(diǎn)在不同酶的作用下，酶蛋白的活性狀態(tài)可在不同酶的作用下，酶蛋白的活性狀態(tài)可互相轉(zhuǎn)變。催化互變反應(yīng)的酶在體內(nèi)可受互相轉(zhuǎn)變。催化互變反應(yīng)的酶在體內(nèi)可受調(diào)節(jié)因素如激素的調(diào)控。調(diào)節(jié)因素如激素的調(diào)控。具有放大效應(yīng)具有放大效應(yīng)磷酸

15、化與脫磷酸是最常見的方式磷酸化與脫磷酸是最常見的方式 同一個(gè)酶可同時(shí)受變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾調(diào)節(jié)同一個(gè)酶可同時(shí)受變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)46內(nèi)、外環(huán)境改變內(nèi)、外環(huán)境改變機(jī)體相關(guān)組機(jī)體相關(guān)組織分泌織分泌激素激素激素與靶細(xì)胞激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合上的受體結(jié)合靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境改變境改變二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)47物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)48糖原消耗糖原消耗血糖趨于降低血糖趨于降低胰島素分泌減少胰島素分泌減少胰高血糖素胰高血糖素分泌增加分泌增加 引起一系列的代謝變化引起一系列的代謝變化1. 短期饑餓（

16、短期饑餓（13天）天）三、整體水平的代謝調(diào)節(jié)三、整體水平的代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)49 （1）蛋白質(zhì)代謝變化）蛋白質(zhì)代謝變化分解加強(qiáng)，氨基酸異生成糖分解加強(qiáng)，氨基酸異生成糖（2）糖代謝變化）糖代謝變化 糖異生加強(qiáng)，糖異生加強(qiáng)，組織對(duì)葡萄糖利用降低組織對(duì)葡萄糖利用降低（3）脂代謝變化）脂代謝變化 脂肪動(dòng)員加強(qiáng)，酮體生成增多脂肪動(dòng)員加強(qiáng)，酮體生成增多物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)502. 長(zhǎng)期饑餓長(zhǎng)期饑餓（1）蛋白質(zhì)代謝變化）蛋白質(zhì)代謝變化 分解減少分解減少（2）糖代謝變化）糖代謝變化肝腎糖異生增強(qiáng)肝腎糖異生增強(qiáng)肝糖異生的主要原料為乳酸、丙酮酸肝糖異生的主要原料為乳酸、丙酮酸（3）脂代謝變化）脂代謝變化脂肪動(dòng)員進(jìn)一步加強(qiáng)脂肪動(dòng)員進(jìn)一步加強(qiáng)腦組織利用酮體增加腦組織利用酮體增加物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)513. 應(yīng)應(yīng) 激激1. 1. 概念概念應(yīng)激應(yīng)激(stress)指人體受到一些異乎尋常指人體受到一些異乎尋常的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、