生物化学与分子生物学：第十二章 物质代谢的整合与调节

1、第十二章 物质质代谢谢的整合与调节与调节糖代谢糖代谢糖代谢的途径有哪些？糖代谢的途径有哪些？产生葡萄糖的代谢：产生葡萄糖的代谢： 糖原的分解糖原的分解 糖异生糖异生 食物糖的消化吸收食物糖的消化吸收葡萄糖分解的代谢：葡萄糖分解的代谢： 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 糖原分解糖原分解 糖酵解糖酵解 转变为其它物质转变为其它物质（如磷酸戊糖途径）（如磷酸戊糖途径）葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙酰乙酰CoATAC循环循环CO2+H2O1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原糖原UDPG5- 磷酸核糖磷酸核糖甘油甘

2、油丙氨酸丙氨酸糖酵解糖酵解糖有氧氧化糖有氧氧化糖异生糖异生磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径糖原分解糖原分解糖原合成糖原合成糖代谢过程总结糖代谢过程总结 脂类的代谢脂类的代谢脂类的代谢有哪些？脂类的代谢有哪些？ 酮体的代谢酮体的代谢 脂肪酸的合成脂肪酸的合成 脂肪动员脂肪动员 胆固醇的合成胆固醇的合成 磷脂的代谢磷脂的代谢脂肪代谢脂肪代谢 脂肪的合成脂肪的合成类脂代谢类脂代谢 脂肪酸的分解脂肪酸的分解脂肪脂肪甘油甘油脂肪酸脂肪酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮乳酸乳酸 / CO2+H2O脂酰脂酰CoA乙酰乙酰CoATAC酮体酮体葡萄糖葡萄糖乙酰乙酰CoA + NADPHCO2+H2O脂肪代谢过程总结脂肪代谢过程

3、总结脂肪动员脂肪动员酮体的生成酮体的生成酮体的利用酮体的利用氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢脱氨基作用脱氨基作用-酮酸酮酸NHNH3 3脱羧基作用脱羧基作用胺类胺类COCO2 2本章主要内内容第一节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点第二节第二节 物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系 第一节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点（一）整体性与区域化（一）整体性与区域化 整体性：同时进行；相互联系；整体性：同时进行；相互联系； 相互转变；相互依存相互转变；相互依存 构成统一的整体。构成统一的整体。（二）物质代谢受到精细的调节（二）物质代谢受到精细的调节1.1.代谢池：来源代谢池：来源2.2.重要代

4、谢途径的限速酶重要代谢途径的限速酶 （见下表）（见下表）第一节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点（三）组织、器官代谢各具特色（三）组织、器官代谢各具特色肝脏：肝脏：物质代谢的中枢；储存糖原、糖异生、物质代谢的中枢；储存糖原、糖异生、 合成合成TG、酮体、胆固醇、尿素、酮体、胆固醇、尿素心脏：心脏：以以FFA、酮体、酮体、 Glu为能源为能源大脑：大脑：Glu为唯一能源为唯一能源 长期饥饿者以酮体为主要能源长期饥饿者以酮体为主要能源第一节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点（三）组织、器官代谢各具特色（三）组织、器官代谢各具特色骨骼肌骨骼肌 静息：静息：氧化肌糖原、脂酸、酮体氧化肌糖原、脂酸、

5、酮体 高强度运动：高强度运动：糖无氧酵解增加，生成大量乳酸糖无氧酵解增加，生成大量乳酸 RBC：能量全部来自糖酵解能量全部来自糖酵解 脂肪组织：脂肪组织：合成和储存合成和储存TG。肾脏：肾脏：糖异生生成糖异生生成G的量与饥饿时间呈正比。的量与饥饿时间呈正比。第一节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点血血糖糖食食 物物 糖糖 消化消化 吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2 + H2O 糖原合成糖原合成 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径等磷酸戊糖途径等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 第一

6、节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点（四）体内各种代谢物有共同的代谢池（四）体内各种代谢物有共同的代谢池氨基酸氨基酸代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸 (非必需氨基酸非必需氨基酸) -酮酸酮酸 脱氨基作用脱氨基作用 胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成（主要）合成（主要） 第一节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点（四）体内各种代谢物有共同的代谢池（四）体内各种代谢物有共同的代谢池体体 内内 氨氨氨基酸等含氮氨基酸等含氮化合物分解化合物分解（

7、主要）（主要）肠道吸收氨肠道吸收氨肾小管产氨肾小管产氨合成尿素（主要）合成尿素（主要）合成合成Gln、Ala（转运）转运）以铵盐形式随尿排出以铵盐形式随尿排出合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸和其他含氮化合物和其他含氮化合物三三 来来 四四 去去第一节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点（四）体内各种代谢物有共同的代谢池（四）体内各种代谢物有共同的代谢池ATP ADP 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 机械能机械能( (肌肉收缩肌肉收缩) )渗透能渗透能( (物质主动转运物质主动转运) ) 化学能化学能( (合成代谢合成代谢) )电能电能( (生物电生物电) )热能热能( (维

8、持体温维持体温) )第一节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点（五）（五） ATP是能量储存和利用的中心是能量储存和利用的中心（六）（六） NADPH是合成代谢所需的还原当量是合成代谢所需的还原当量G-6-P脱氢酶脱氢酶G-6-P酸脱氢酶酸脱氢酶苹果酸酶苹果酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶胞液胞液第一节第一节 物质代谢的特点物质代谢的特点第二节节 物质质代谢谢的相互联联系（一）（一） 能量代谢上的联系能量代谢上的联系（二）（二） 物质代谢间的联系物质代谢间的联系第二节第二节 物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系糖原糖原 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙

9、酰乙酰CoA 氧化磷酸化体系氧化磷酸化体系 ADP+Pi ATP 60%60%不超不超过过30%30%18%18%第二节节 物质质代谢谢的相互联联系（一）（一） 在能量代谢上的联系在能量代谢上的联系优先利用糖、脂供能，节约蛋白质优先利用糖、脂供能，节约蛋白质任一物质分解供能占优势常抑制其他物任一物质分解供能占优势常抑制其他物质的分解代谢供能质的分解代谢供能 第二节节 物质质代谢谢的相互联联系（二）（二） 物质代谢间的联系物质代谢间的联系糖代谢与脂代谢的联系糖代谢与脂代谢的联系糖代谢与氨基酸代谢的联系糖代谢与氨基酸代谢的联系脂代谢与氨基酸代谢的联系脂代谢与氨基酸代谢的联系核酸代谢与三大营养物质代

10、谢的联系核酸代谢与三大营养物质代谢的联系糖及脂肪代谢的联系糖及脂肪代谢的联系琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA酮体酮体CO2CO2T A C糖糖 糖可以转变成脂，糖可以转变成脂， 脂绝大部分不能转变为糖脂绝大部分不能转变为糖脂肪的分解代谢受糖代谢的影响脂肪的分解代谢受糖代谢的影响饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时高酮血症高酮血症草酰乙酸草酰乙酸相对不足相对不足糖不足糖

11、不足脂肪大量动员脂肪大量动员酮体生成增加酮体生成增加氧化氧化受阻受阻糖及氨基酸代谢的联系糖及氨基酸代谢的联系琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸 天冬酰胺天冬酰胺 苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸 缬氨酸缬氨酸 谷氨酸谷氨酸 精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2CO2T A C糖糖 氨基酸氨基酸1818种氨基酸可

12、以转变为糖种氨基酸可以转变为糖糖可以转变为糖可以转变为1212种非必需氨种非必需氨基酸基酸氨基酸及脂肪代谢的联系氨基酸及脂肪代谢的联系琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA酮体酮体丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸 天冬酰胺天冬酰胺 苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸

13、缬氨酸缬氨酸 亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸 酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸 精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2CO2T A C糖糖 氨基酸氨基酸氨基酸可以转变为脂肪氨基酸可以转变为脂肪脂肪不能转变为氨基酸脂肪不能转变为氨基酸核酸与糖、蛋白质核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系代谢的相互联系（1） 氨基酸是体内合成核酸的重要原料氨基酸是体内合成核酸的重要原料甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳单位一碳单位合成嘌呤合成嘌呤合成嘧啶合成嘧啶（2） 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供（一）细胞或酶水平的调节（一）细胞或酶水平

14、的调节酶催化能力的调节方式：酶催化能力的调节方式： 酶活性的调节（快调节）酶活性的调节（快调节） 酶量的调节（慢调节）酶量的调节（慢调节）变构调节变构调节共价修饰共价修饰合成的诱导和阻遏合成的诱导和阻遏降解降解第三节第三节 物质代谢的调节物质代谢的调节例例1 1：胆固醇对胆固醇合成途径的调节：胆固醇对胆固醇合成途径的调节乙酰乙酰CoA+NAPDH+ATPCoA+NAPDH+ATP胆固醇胆固醇HMGCoAHMGCoA还原酶还原酶总结总结 通常产物抑制上游酶活性（负反馈调节）通常产物抑制上游酶活性（负反馈调节） 负反馈调节通常通过变构调节完成负反馈调节通常通过变构调节完成例例2：乙酰：乙酰CoA对

15、脂肪酸合成途径的调节对脂肪酸合成途径的调节乙酰乙酰CoA+NAPDH+ATPCoA+NAPDH+ATP脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶总结总结 通常低物促进下游酶活性通常低物促进下游酶活性例例3：ATP对糖酵解途径的调节对糖酵解途径的调节葡萄糖葡萄糖乳酸乳酸己糖激酶、己糖激酶、6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1、丙酮酸激酶、丙酮酸激酶总结总结 通常产能反应受通常产能反应受ATP抑制；抑制；ADP、AMP激激 活。活。反之亦然反之亦然 ATP、ADP和和AMP的调节通常通过变构完成的调节通常通过变构完成（二）激素和神经系统的调节（二）激素和神经系统的调节 通过激素和神经系统对机体的综合调节，使通过激素和神经系统对机体的综合调节，使机体适应内外环境变化。机体适应内外环境变化。1.1.简述饥饿状态下，糖、脂肪、氨基酸代谢的变化情况。简述饥饿状态下，糖、脂肪、氨基酸代谢的变化情况。2.2.简述糖尿病患者糖、脂肪、氨基酸代谢的变化情况。简述糖尿病患者糖、脂肪、氨基酸代谢的变