物質代謝聯(lián)系與調節(jié)

物質代謝聯(lián)系與調節(jié)物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第1頁新者陳,陳乃謝,新陳恒代謝生則化,化者生,生化即化生動態(tài)平衡物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第2頁第一節(jié)物質代謝特點2、動態(tài)平衡，以預防中間產物堆積和缺乏

4、代謝調整與協(xié)調

5、組織、器官代謝各有特色，相互配合形成整體

6、ATP是機體能量利用共同形式

7、NADPH是合成代謝所需還原當量3、代謝聯(lián)絡組成代謝網絡1、共有代謝池8、以糖和脂肪為主要供能物質，節(jié)約蛋白質9、存在兩用代謝路徑，簡化機構物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第3頁第二節(jié)代謝路徑間相互聯(lián)絡一、樞紐性中間產物能夠溝通不一樣代謝通路

2、糖、核苷酸代謝交匯點：5磷酸核糖（5C）

3、糖、甘油代謝交匯點：磷酸二羥丙酮（3C）

4、糖、脂、氨基酸分解代謝交匯點：乙酰輔酶A（2C）

5、氨基酸、核苷酸代謝交匯點：一碳單位（1C）

1、糖酵解、異生、有氧氧化、磷酸戊糖路徑及糖原代謝交匯點：6磷酸葡萄糖（6C水平）

6、3個主要氨基酸與糖代謝交匯點：Asp-草酰乙酸（4C）；Glu-酮戊二酸(5C)；Ala-丙酮酸(3C)物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第4頁

1、糖是良好碳源，可轉變?yōu)椋褐?、氨基酸、膽固醇?但普通不能轉變?yōu)橥w

2、偶數碳原子脂肪酸不能轉變?yōu)槠咸烟?/p>

3、生糖、生酮、生糖兼生酮氨基酸

5、兩用代謝路徑在物質轉變中含有主要意義

7、奇數碳原子脂肪酸代謝與糖代謝交匯點：琥珀酰輔酶A(4C)、乙酰輔酶A(2C)

6、3個主要氨基酸代謝轉變：Asp；Glu；Ala二、不一樣物質之間代謝轉變

4、磷酸戊糖路徑可實現(xiàn)3、4、5、6、7C轉變物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第5頁

1、糖類、脂類是人體主要供能物質

2、糖類在動物供能中優(yōu)勢

3、脂肪是良好能量儲存形式，相同碳原子脂肪酸氧化分解時提供ATP最多三、能量代謝共性

4、ATP在能量代謝中中心作用四、細胞內、間代謝聯(lián)絡

1、細胞器之間代謝分工及合作

2、器官之間代謝分工及合作物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第6頁第三節(jié)物質代謝調整網絡一、細胞水平調整/酶調整：酶結構、數量、位置關鍵酶(keyenzyme)與限速酶(rate-limitingenzyme)

1、酶活性調整：別構調整、化學修飾調整、同工酶反饋調整(feedbackregulation)

1.1別構調整（allostericregulation）與別構酶

1.2化學修飾調整（chemicalmodification）/共價修飾調整(covalentmodification)磷酸化/去磷酸化是主要修飾調整方式一些小分子可與酶蛋白特殊部位結合，引發(fā)酶分子構象改變，由此改變酶活性物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第7頁別構調整共價調整共同點

含有兩種活性形式相互轉變

構象改變

不一樣點共價鍵改變無

有

其它酶參加不需要

需要

級聯(lián)放大無有構型改變

無有

能量不一定需要意義調整代謝方向信號轉導

別構調整與化學修飾調整異同點物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第8頁物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第9頁物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第10頁生物體內代謝不是孤立，各行其是進行，即相互聯(lián)絡轉化，協(xié)調一致，又相互限制制約。體內代謝能保持這種動態(tài)平衡，應歸功與它準確調整機構。【舉例】飽餐一頓血糖不會居高不下。1、細胞水平調整---經過對細胞內酶調整來實現(xiàn)2、激素水平調整---協(xié)調不一樣細胞間及組織與器官之間代謝。3、整體水平調整---在神經系統(tǒng)參加下由酶和激素共同組成調整網絡。物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第11頁一、細胞水平調整細胞水平調整即是酶調整，它是一切代謝調整基礎，酶調整包含三方面：1、酶結構調整：它經過酶結構改變，使其活性發(fā)生改變，調整特點是產生效應快，但時效短2、酶量調整：經過改變酶生成與降解速度來改變酶活性，特點是速度慢，但調整時間較長久3、酶分布：各種多酶體系在細胞內分布是區(qū)域化，同一多酶體系酶均集中在一定亞細胞結構中物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第12頁各種代謝路徑需各種酶參加，有些稱作關鍵酶，它們包含催化不可逆反應酶；催化代謝途徑分

叉點酶；及參加代謝路徑中限速反應酶，限速酶催化反應常是代謝調整樞紐步驟反饋調整：代謝終末段某一產物，可返回影響代謝初某步反應，并對代謝全程起限速作用，這種調整方式叫反饋調整，所以種調整使反應加速叫正反饋；如使反應減速為負反饋。物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第13頁代謝路徑主要關鍵酶

糖原分解

糖原磷酸化酶

糖原合成

糖原合酶

糖酵解

磷酸果糖激酶Ⅰ、己糖激酶、丙酮酸激酶丙酮酸氧化丙酮酸脫氫酶系三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、α酮戊二酸脫氫酶糖異生

丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，果糖二磷酸酶

磷酸戊糖路徑葡萄糖6磷酸脫氫酶物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第14頁脂肪分解激素敏感性甘油三酯脂肪酶

脂肪酸分解

肉毒堿?；D移酶

Ⅰ脂肪酸合成乙酰輔酶A羧化酶

酮體生成

HMG-CoA合成酶

酮體利用

琥珀酰輔酶A轉硫酶、乙酰乙酰輔酶A合成酶（乙酰乙酸硫激酶）膽固醇合成

HMG-CoA還原酶

膽固醇酯生成

ACAT（細胞）、LACT（脂蛋白）

尿素生成

CPSⅠ、精氨琥珀酸合成酶物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第15頁嘌呤核苷酸從頭合成

PRPP合成酶、酰胺轉移酶

嘧啶核苷酸從頭合成

PRPP合成酶、

CPSII嘌呤核苷酸分解

黃嘌呤氧化酶

膽汁酸合成

7-α羥化酶

維生素D3

活化1-α羥化酶

物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第16頁一、酶結構調整

1、別構調整（allostericregulation）一些小分子可與酶蛋白特殊部位結合，引發(fā)酶分子構象改變，由此改變酶活性。別構調整不引發(fā)酶構型改變，不包括共價鍵改變。受別位調整酶稱為別位酶（別構酶--allostericenzyme）能使酶發(fā)生構象改變小分子物質為效應物或變構劑。普通多是代謝物或作用物作用機制：效應物與酶蛋白特定部位以非共價鍵結合后，出現(xiàn)次級鍵改變，酶蛋白立體結構發(fā)生改變或引發(fā)亞基之間締合狀態(tài)改變物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第17頁

一些代謝路徑中變構酶及其效應劑物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第18頁變構調整生理意義：調整代謝速度和強度調整代謝方向，由分解該為合成，預防產物過剩，多出能源合成儲存調整能量代謝平衡【舉例】蛋白激酶A：2個催化亞基C，2個調整亞基RC與R結合時抑制酶活性，當變構劑cAMP與調整亞基R結合時,使個催化亞基C與R分離物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第19頁

蛋白激酶A變構調整物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第20頁【例1】ATP調整作用抑制糖氧化和酵解酶，使ATP降低激活糖異生，使分解代謝轉為合成【例2】檸檬酸調整作用檸檬酸，抑制磷酸果糖激酶。檸檬酸是乙酰CoA羧化酶激活劑，將糖代謝轉為脂肪酸合成。物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第21頁2、酶化學修飾（chemicalmodification）酶蛋白肽鏈上一些基團，在另一個酶催化下發(fā)生化學共價修飾過程稱為酶化學修飾2.1修飾形式：乙酰化、甲基化、腺苷化及磷酸化等，磷酸化是最常見主要修飾形

【催化磷酸化蛋白激酶】：通常由一個蛋白激酶催化作用物上ser/thr磷酸化過程，此酶又叫絲/蘇蛋白激酶；另一個叫酪氨酸激酶?！玖姿峄稽c】：酶蛋白中帶羥基氨基酸上，如：絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第22頁2.2酶促化學修飾特點修飾過程需要其它酶催化，酶從活性到非活性互變需不一樣酶分別催化。化學修飾引發(fā)酶分子共價鍵改變，因一個酶可催化多個酶蛋白修飾，即出現(xiàn)級聯(lián)放大作用。修飾過程需耗能

2.3化學修飾調整生理意義以調整代謝強度為主，也調整速度調整過程耗能少調整速度快、節(jié)能、經濟有效物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第23頁【例1】促進糖原分解糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶b(無活性)糖原磷酸化酶a(有活性)ATPADPPiH2O2糖原磷酸化酶b激酶糖原磷酸化酶b磷酸酶糖原合酶I(有活性)糖原合酶D(無活性)ATPADPPiH2O2糖原合酶激酶糖原合酶磷酸酶【例2】促進糖原合成糖原合酶物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第24頁別構與化學修飾協(xié)作效應

【例1】肌肉中磷酸化酶b經AMP別構激活后易接收激酶催化，生成磷酸化酶a；不易受磷酸酶作用脫去p，使磷酸化酶a穩(wěn)定性。區(qū)域化意義：可防止代謝路徑之間相互干擾。有利于不一樣調整原因對不一樣代謝路徑特異調整。區(qū)域分布使代謝物濃度對代謝速度產生主要影響。二、酶空間分布3、同工酶（參見“調整酶”）物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第25頁代謝路徑亞細胞定位

糖原分解

細胞液、微粒體

糖原合成

細胞液糖酵解

細胞液丙酮酸氧化線粒體TAC線粒體糖異生

線粒體、細胞液、微粒體磷酸戊糖路徑細胞液物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第26頁脂肪分解細胞液脂肪酸分解

線粒體脂肪酸合成細胞液酮體生成

線粒體

酮體利用

線粒體膽固醇合成

細胞液、微粒體

膽固醇酯生成

細胞液、脂蛋白

氧化磷酸化線粒體尿素生成

線粒體、細胞液物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第27頁三、酶量調整人體經過改變酶合成及降解速度，來調整細胞內酶含量，進而影響代謝速度。

1、酶蛋白合成誘導和阻遏誘導（induction）：使酶生成增多，增快。阻遏（repression）：使酶生成降低，減慢。

1.1一些小分子物質，如代謝物、激素、藥品等，分別對酶產生誘導或阻遏作用，使酶含量發(fā)生改變，以到達對酶活性調整作用。

1.2誘導、阻遏機理：作用物、激素、藥品誘導酶蛋白合成酶量酶活性（誘導劑）反應終產物阻遏酶蛋白合成酶量酶活性物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第28頁作用物誘導作用：受酶催化作用物，能夠誘導該酶合成。【例1】大腸桿菌無乳糖無分解乳糖酶乳糖-半乳糖苷酶合成【例2】Helacell精aa

精aa酶合成（3~5倍）藥品誘導作用：藥品使肝微粒體內加單氧酶合成，分解藥品能力

易產生耐藥。藥品作用微粒體誘導加單氧酶合成加速藥品氧化失活激素誘導（略）產物阻遏作用：終產物反饋阻遏代謝中關鍵酶?！九e例】肝臟：2乙酰CoA乙酰乙酰CoA（-）

HMGCoAHMGCoA還原酶膽固醇物質代謝聯(lián)系與調節(jié)第29頁1.3誘導、阻遏特點：反應慢，但時效長2、酶降解調整