物质代谢的联系与调节

1、第八章 物质代谢的联系与调节第一节 物质代谢的特点与相互联系一、物质代谢的特点（见生化6版课件第09章代谢调节）1方向性2整体性3可调节性4组织器官代谢的特异性5各种物质具有共同的代谢池6ATP为能量的共用体7NADPH是合成代谢的供氢体二、三大营养物质在能量代谢上的联系1糖、脂肪、蛋白质均可氧化供能2一般情况下以糖和脂肪为主3与食物种类、体内储存的量、代谢上的互相联系和协调有关4一种供能物代谢增强能抑制和节约其它供能物质的降解三、糖、脂和蛋白质代谢上的相互联系w 存在共同的中间代谢物w 三羧酸循环、氧化磷酸化是共同的代谢途径w 可互相转变，在代谢上互相影响。（一）糖代谢与脂代谢1糖可以转变为

2、脂肪储存2脂酸不能转变为糖，甘油可转变为糖3糖摄入多，脂肪合成增加4糖代谢障碍时脂肪动员、-氧化、酮体生成­（二）糖代谢与氨基酸代谢的联系 1大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的酮酸，可转变为糖 2糖代谢的中间产物可氨基化生成某些非必需氨基酸（三）脂类代谢与氨基酸代谢的关系1氨基酸可转变为脂肪2丝氨酸等是合成磷脂的原料 丝氨酸胆（胺）碱3氨基酸可转变为胆固醇 氨基酸乙酰CoA 脂酸胆固醇 丝氨酸磷脂、脑磷脂、卵磷脂 丝氨酸鞘氨醇神经鞘磷脂4 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸注：但不能说，脂类可转变成氨基酸(四) 核酸与其他物质代谢的相互联系1 氨基酸是体内合成核酸的重要原料甘氨酸、天冬

3、氨酸、谷氨酰胺是合成嘌呤核苷酸的原料天冬氨酸、谷氨酰胺是合成嘧啶核苷酸的原料丝、甘、组、色等氨基酸可转变为一碳单位参与核苷酸合成2合成核苷酸所需的磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供第二节 物质代谢调节w 原始调节或细胞水平调节单细胞生物 w 激素水平的调节较为复杂的生物 w 整体水平的调节（酶、激素、神经系统）人、高等生物 一、细胞水平的代谢调节（一）细胞内酶的区域性分布w 细胞内酶的隔离分布，有关代谢途径分别在细胞的不同区域进行而不互相干扰。（二）酶活性的调节（快速调节）述：代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。关键酶的概念：在某一代谢途径中，能决定反应速度和方向并具有调节作用的其中一个或几

4、个酶代谢途径的关键酶代谢途径 关键酶糖原分解 磷酸化酶脂肪酸分解 肉毒碱酰基转移酶糖原合成 糖原合酶脂肪酸合成 乙酰CoA羧化酶糖酵解 磷酸果糖激酶、己糖激酶、丙酮酸激酶 酮体生成 HMGCoA 裂解酶胆固醇合成 HMGCoA 还原酶 糖有氧氧化 丙酮酸脱氢酶系、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶嘌呤核苷酸合成 PRPP合成酶、酰胺转移酶 糖异生 丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，果糖二磷酸酶嘧啶核苷酸合成 天门冬氨酸转氨基甲酰酶、氨基甲酰磷酸合成酶II、PRPP合成酶 关键酶的调节方式： 变构调节 快速调节（数秒、数分钟，酶活性的调节） 化学修饰 诱导 酶合成 迟缓调节（数小时，几天，酶含量的调

5、节） 阻遏 酶降解1变构调节：概念：w 变构调节：小分子化合物与酶活性中心以外的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子构象变化，从而改变酶活性。w 变构酶：能进行变构调节的酶。w 变构效应剂：使酶发生变构调节的小分子物质。可以是酶的底物、代谢途径的终产物或其它小分子代谢物。w 变构激活与变构抑制。机制：w 变构酶的结构：寡聚酶；催化亚基和调节亚基；同一亚基有催化部位和调节部位 。w 变构效应剂与调节亚基（或调节部位）非共价键结合酶的构象改变 影响酶与底物的结合 激活或抑制w 变构调节可表现为亚基的聚合或解聚。生理意义：调节代谢的强度、方向、能量的供需平衡w 反馈抑制多为变构调节，使代谢物生成不至过多

6、w 使能量得以有效利用不至浪费。w 变构调节可使不同代谢途径相互协调。2化学修饰调节概念：酶蛋白肽链上某些氨基酸残基在另一酶催化下发生可逆的共价修饰，从而引起酶活性改变，称化学修饰主要修饰方式：磷酸化与脱磷酸；乙酰化与脱乙酰；甲基化与去甲基；腺苷化与脱腺苷；-SH与-S-S-等。w 磷酸化和脱磷酸是最常见的化学修饰。酶蛋白中丝、苏、酪氨酸的羟基是磷酸化的位点。特点w 黄嘌呤氧化酶外此类酶有两种形式，可以互变w 受激素和体内调节因素控制w 需另外的酶催化，被调节的酶有共价键的变化。有放大效应，催化效率比变构酶高w 耗ATP较少，一种快速、有放大效应、经济有效的调节方（三）酶含量的调节（迟缓调节）

7、1酶蛋白合成的诱导与阻遏w 在酶蛋白合成的转录水平或翻译水平发挥作用诱导剂诱导（+）；辅阻遏剂+阻遏蛋白阻遏（-）w 底物对酶合成的诱导：生物界普遍存在，微生物尤其重要w 产物对酶合成的阻遏w 激素对酶合成的诱导w 药物对药物代谢酶合成的诱导。耐药现象2酶蛋白降解的调控：改变酶蛋白的降解速度调节酶含量二、激素水平的调节（一）激素调节：w 激素通过受体发挥调节作用。w 根据受体在细胞的部位不同，激素分为：膜受体激素胞内受体激素。w 膜受体激素结合受体第二信使代谢效应。w 胞内受体激素进入细胞结合细胞核或胞浆受体激素-受体复合物作用于DNA的激素反应元件（HRE）调节相应基因转录蛋白质或酶合成或。

8、三、整体水平调节：w 内、外环境变化（刺激） 神经系统 神经递质 内分泌腺（细胞） 激素 器官组织 靶器官 酶 生理功能 物质代谢 适应（一）饥饿1短期饥饿w 肌肉蛋白分解加强；w 糖异生增强；w 脂肪动员增强，酮体生成增加；w 组织对葡萄糖利用减少。2长期饥饿w 酮体生成大量增多，脑利用酮体增加（占毫氧量60%）w 肌肉以脂酸为主要能源，以使酮体优先供应脑w 肌肉蛋白大量减少，糖异生以乳酸和丙酮酸为主要原料w 肾脏糖异生明显增加，几乎与肝相等w 因肌肉蛋白分解减少，负氮平衡有所改善（二）应激w 应激是人体受到一些异乎寻常的刺激，如创伤、剧痛、缺氧、中毒、严重感染和剧烈情绪激动等时所作出一系列反应的“紧张状态”。w 应激时交感神经兴奋