第十章物质代谢调节

1、第十章第十章 物质代谢的调节物质代谢的调节 (Regulation of Metabolism)物质代谢的特点物质代谢的特点The Specialty of Metabolism第第 一一 节节1. 体内各种物质代谢途径相互沟通和相互依存体内各种物质代谢途径相互沟通和相互依存 糖类糖类 脂类脂类蛋白质蛋白质水水 无机盐无机盐维生素维生素 消化吸收消化吸收中间代谢中间代谢废物排泄废物排泄一、一、 物质代谢的整体性和通用性物质代谢的整体性和通用性（一）（一） 机体物质代谢的整体性机体物质代谢的整体性2、机体组织器官的物质代谢相互支持和联系、机体组织器官的物质代谢相互支持和联系结构不同结构不同酶系的

2、种类、酶系的种类、含量不同含量不同不同的组不同的组织、器官织、器官代谢途径不同、代谢途径不同、功能各异功能各异3、不同水平的精细调节保证物质代谢与、不同水平的精细调节保证物质代谢与生存环境的同一性生存环境的同一性机体有精细的调节机体有精细的调节机制，调节代谢的机制，调节代谢的强度、方向和速度强度、方向和速度内外环境内外环境不断变化不断变化影响机体代谢影响机体代谢适应环境适应环境的变化的变化 调节可在三个层次上对物质代谢进行精细的调节调节可在三个层次上对物质代谢进行精细的调节细胞水平细胞水平的物质代谢调节（酶的调节）的物质代谢调节（酶的调节）激素水平激素水平的物质代谢调节（体液调节）的物质代谢调

3、节（体液调节）整体水平整体水平的物质代谢调节（神经体液调节）的物质代谢调节（神经体液调节） 以以细胞水平细胞水平的代谢调节最重要。的代谢调节最重要。（二）（二） 机体物质代谢的通用性机体物质代谢的通用性1. 1. 各种代谢中间物的通用性各种代谢中间物的通用性 同一化学结构的物质在进行中间代同一化学结构的物质在进行中间代谢时，不分彼此，参与到共同的代谢池谢时，不分彼此，参与到共同的代谢池中进行代谢。中进行代谢。三大营养素三大营养素共同中共同中间产物间产物共同最终共同最终代谢通路代谢通路糖糖脂肪脂肪蛋白质蛋白质乙酰乙酰CoACoATACTAC2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPATPCOCO2 22

4、. 2. 代谢途径的通用性代谢途径的通用性3 3、能量流通形式的一致性、能量流通形式的一致性ATPATP是机体储存能量和消耗能量的共同形式是机体储存能量和消耗能量的共同形式营养物营养物分分 解解释放释放能量能量ADP+PiADP+PiATPATP直直接接供供能能4.4.合成代谢还原力的共有性合成代谢还原力的共有性 NADPH 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例如例如乙酰乙酰CoACoANADPH + HNADPH + H+ +脂酸、胆固醇脂酸、胆固醇磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢中均具有在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢中均具有独特而重

5、要的作用。独特而重要的作用。合成、储存糖原合成、储存糖原分解糖原生成葡萄糖，释放入血分解糖原生成葡萄糖，释放入血是糖异生的主要器官是糖异生的主要器官肝在糖代谢中的作用肝在糖代谢中的作用如如肝在维持血糖稳定中起重要作用。肝在维持血糖稳定中起重要作用。（一）肝是人体最重要的物质代谢中心和枢纽（一）肝是人体最重要的物质代谢中心和枢纽二、二、 一些组织、器官的物质代谢特点一些组织、器官的物质代谢特点耗能大，耗氧多。耗能大，耗氧多。葡萄糖为主要能源。葡萄糖为主要能源。不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体。不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体。 （二）脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大（二）脑主要利用

6、葡萄糖供能且耗氧量大 合成、储存糖原；合成、储存糖原；通常以脂酸氧化为主要供能方式；通常以脂酸氧化为主要供能方式； 剧烈运剧烈运动时，以糖酵解为主。动时，以糖酵解为主。（三）肌肉主要氧化脂肪酸，（三）肌肉主要氧化脂肪酸，强烈运动产生大量乳酸强烈运动产生大量乳酸合成及储存脂肪的重要组织；合成及储存脂肪的重要组织；将脂肪分解成脂酸、甘油，供机体其他组织利用。将脂肪分解成脂酸、甘油，供机体其他组织利用。 （四）脂肪组织是合成、（四）脂肪组织是合成、储存脂肪的重要组织储存脂肪的重要组织酮体酮体乳酸乳酸 游离脂酸游离脂酸葡萄糖葡萄糖正常优先以酮体、脂酸为燃料产生正常优先以酮体、脂酸为燃料产生ATPATP

7、。能量可依次。能量可依次以消耗自由脂酸、葡萄糖、酮体等能源物质提供。以消耗自由脂酸、葡萄糖、酮体等能源物质提供。（五）心可利用多种能源物质，以有氧氧化为主（五）心可利用多种能源物质，以有氧氧化为主（六）糖酵解是为成熟红细胞提供能（六）糖酵解是为成熟红细胞提供能量的主要途径量的主要途径红细胞没有线粒红细胞没有线粒体，每天消耗体，每天消耗1515 20g20g葡萄糖。葡萄糖。也可进行糖异生和生成酮体；也可进行糖异生和生成酮体；肾髓质主要由糖酵解供能；肾肾髓质主要由糖酵解供能；肾皮质主要由脂酸、酮体有氧氧皮质主要由脂酸、酮体有氧氧化供能。化供能。（七）肾是可进行糖异生和（七）肾是可进行糖异生和生成酮

8、体两种代谢的器官生成酮体两种代谢的器官器官器官组织组织特有的酶特有的酶功能功能主要代谢途径主要代谢途径主要供能物主要供能物质质代谢和输代谢和输出的产物出的产物肝肝葡萄糖激酶，葡葡萄糖激酶，葡萄糖萄糖-6-6-磷酸酶，磷酸酶，甘油激酶，磷酸甘油激酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧烯醇式丙酮酸羧激酶激酶代谢枢纽代谢枢纽糖异生，脂酸糖异生，脂酸-氧化，糖氧化，糖有氧氧化，糖有氧氧化，糖原代谢，酮体原代谢，酮体生成等生成等葡萄糖，脂葡萄糖，脂酸，乳酸，酸，乳酸，甘油，氨基甘油，氨基酸酸葡萄糖，葡萄糖，VLDLVLDL， HDLHDL，酮体，酮体等等脑脑神经中枢神经中枢糖有氧氧化，糖有氧氧化，糖酵解，氨基糖酵解，氨

9、基酸代谢酸代谢葡萄糖，脂葡萄糖，脂酸，酮体，酸，酮体，氨基酸等氨基酸等乳酸，乳酸，COCO2 2, , H H2 2O O心心脂蛋白脂酶，呼脂蛋白脂酶，呼吸链丰富吸链丰富泵出血液泵出血液有氧氧化有氧氧化脂酸，葡萄脂酸，葡萄糖，酮体，糖，酮体，VLDLVLDLCOCO2 2，H H2 2O O脂肪脂肪组织组织脂蛋白脂酶，激脂蛋白脂酶，激素敏感脂肪酶素敏感脂肪酶储存及动储存及动员脂肪员脂肪酯化脂酸，脂酯化脂酸，脂解解VLDLVLDL，CMCM游离脂酸，游离脂酸，甘油甘油骨骼骨骼肌肌脂蛋白脂酶，呼脂蛋白脂酶，呼吸链丰富吸链丰富收缩收缩有氧氧化，糖有氧氧化，糖酵解酵解 脂酸，葡萄脂酸，葡萄糖，酮体糖，

10、酮体乳酸，乳酸，COCO2 2，H H2 2O O肾肾甘油激酶，磷酸甘油激酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧烯醇式丙酮酸羧激酶激酶排泄尿液排泄尿液糖异生，糖酵糖异生，糖酵解，酮体生成解，酮体生成脂酸，葡萄脂酸，葡萄糖，乳酸，糖，乳酸，甘油甘油葡萄糖葡萄糖红细红细胞胞无线粒体无线粒体运输氧运输氧糖酵解糖酵解葡萄糖葡萄糖乳酸乳酸重重要要器器官官及及组组织织氧氧化化供供能能的的特特点点 物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系Metabolic Interrelationships第第 二二 节节一、各种能量物质的代谢相互联系相互制约一、各种能量物质的代谢相互联系相互制约三大营养素三大营养素共同中共同中间产物间产物

11、共同最终共同最终代谢通路代谢通路糖糖脂肪脂肪蛋白质蛋白质乙酰乙酰CoACoATACTAC2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPATPCOCO2 2三大营养素可在体内氧化供能。三大营养素可在体内氧化供能。 从能量供应的角度看，三大营养素可从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代替，并互相制约。以互相代替，并互相制约。 一般情况下，供能以糖、脂为主，一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。并尽量节约蛋白质的消耗。脂肪分解脂肪分解增强增强ATP ATP 增多增多ATP/ADP ATP/ADP 比值增高比值增高 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约其他

12、物质的降解。节约其他物质的降解。糖分解被抑制糖分解被抑制 6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1被抑制被抑制（糖分解代谢限速酶之一）（糖分解代谢限速酶之一）例如例如饥饿时饥饿时 肝糖原分解肝糖原分解 ，肌糖原分解肌糖原分解 肝糖异生肝糖异生 ，蛋白质分解蛋白质分解 以脂酸、酮体分解供能以脂酸、酮体分解供能为主为主蛋白质分解明显降低蛋白质分解明显降低1-2 1-2 天天3-4 3-4 周周（一）糖代谢与脂代谢的相互联系（一）糖代谢与脂代谢的相互联系体内糖可转变脂肪，但（偶数）脂肪酸不能转变成糖体内糖可转变脂肪，但（偶数）脂肪酸不能转变成糖 1. 1. 摄入的糖量超过能量消耗时摄入的糖量超过能量

13、消耗时 二、糖、脂、蛋白质和核苷酸代谢之间的二、糖、脂、蛋白质和核苷酸代谢之间的相互联系相互联系葡葡萄萄糖糖乙酰乙酰CoACoA合成脂肪合成脂肪（脂肪组织）（脂肪组织）合成糖原储存（肝、肌肉）合成糖原储存（肝、肌肉）2. 2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂酸脂酸乙酰乙酰CoACoA葡萄糖葡萄糖脂脂肪肪甘油甘油甘油激酶甘油激酶肝、肾、肠肝、肾、肠磷酸磷酸- -甘油甘油葡葡萄萄糖糖3. 3. 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不

14、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受阻氧化受阻（二）糖代谢与氨基酸代谢的相互联系（二）糖代谢与氨基酸代谢的相互联系体内糖与大部分氨基酸碳架部分可以相互转变体内糖与大部分氨基酸碳架部分可以相互转变例如例如丙氨酸丙氨酸丙酮酸丙酮酸脱氨基脱氨基糖异生糖异生葡萄糖葡萄糖1. 1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的-酮酸酮酸，可转变为糖，可转变为糖。2. 2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸非必需氨基酸糖糖丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoACoA柠檬酸柠檬酸-酮戊二酸酮戊二酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天

15、冬氨酸谷氨酸谷氨酸氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoACoA脂肪脂肪/ /胆固醇胆固醇 1. 1. 蛋白质可以转变为脂肪蛋白质可以转变为脂肪 2. 2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料氨基酸可作为合成磷脂的原料丝氨酸丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸胆胺胆胺脑磷脂脑磷脂胆碱胆碱卵磷脂卵磷脂（三）脂代谢与氨基酸代谢的相互联系（三）脂代谢与氨基酸代谢的相互联系脂类不能转变成氨基酸，但氨基酸能转变成脂肪脂类不能转变成氨基酸，但氨基酸能转变成脂肪 但不能说，脂类可转变为氨基酸。但不能说，脂类可转变为氨基酸。脂肪脂肪甘油甘油磷酸甘油醛磷酸甘油醛糖酵解途径糖酵解途径丙酮酸丙酮酸 其他其他-酮酸酮酸某些非必需氨基酸某些非必需

16、氨基酸3. 3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸（四）核酸与氨基酸代谢的相互联系（四）核酸与氨基酸代谢的相互联系某些氨基酸是核苷酸某些氨基酸是核苷酸/ /核酸合成的前体核酸合成的前体 1. 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. 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葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪Leu、Lys草酰乙酸草酰乙酸- 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸TyrProV

17、al, Ile,Met, ThrAspGluArgHisPro胆固醇、酮体胆固醇、酮体AlaTrpSerGlyThrCys甘油甘油脂酸脂酸目目 录录目目 录录糖、脂、氨基酸代谢途径间的相互联系糖、脂、氨基酸代谢途径间的相互联系物物 质质 代代 谢谢 调调 节节The Regulation of MetabolismThe Regulation of Metabolism第第 三三 节节 代谢调节普遍存在于生物界，是生物的代谢调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。重要特征。主要通过细胞内代谢物浓主要通过细胞内代谢物浓度的变化，对酶的活性及含量度的变化，对酶的活性及含量进行调节，这种调节称为进行

18、调节，这种调节称为原始原始调节或细胞水平代谢调节调节或细胞水平代谢调节。单细胞生物单细胞生物高等生物高等生物 三级水平三级水平代谢调节代谢调节细胞水平细胞水平代谢调节代谢调节激素水平激素水平代谢调节代谢调节高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。挥代谢调节作用。整体水平整体水平代谢调节代谢调节在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌来递质对靶细

19、胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌来调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的互相协调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的互相协调而对机体代谢进行综合调节。调而对机体代谢进行综合调节。 一、细胞水平的代谢调节一、细胞水平的代谢调节 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 细胞内酶呈隔离分布。细胞内酶呈隔离分布。 代谢途径的速度、方向由其中的代谢途径的速度、方向由其中的关键酶关键酶(key (key enzyme)enzyme)的活性决定。的活性决定。 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。实现的。（一）细

20、胞内酶的区域分布与定位（一）细胞内酶的区域分布与定位代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于细胞的某一区域细胞的某一区域 。 真核细胞中酶的分布与原核细胞不真核细胞中酶的分布与原核细胞不同，因具有多种内膜系统，可形成不同同，因具有多种内膜系统，可形成不同胞内区域，从而导致真核细胞中酶的分胞内区域，从而导致真核细胞中酶的分布的布的区域化区域化(compartmentation)(compartmentation)，即酶，即酶有一定的布局和定位。有一定的布局和定位。多酶体系多酶体系分布分布多酶体系多酶体系分布分布DNADNA及及RNARNA合成合成细胞核细胞

21、核糖酵解糖酵解胞液胞液蛋白质合成蛋白质合成内质网，胞液内质网，胞液戊糖磷酸途径戊糖磷酸途径胞液胞液糖原合成糖原合成胞液胞液糖异生糖异生胞液胞液脂酸合成脂酸合成胞液胞液脂酸脂酸氧化氧化线粒体线粒体胆固醇合成胆固醇合成内质网，胞液内质网，胞液多种水解酶多种水解酶溶酶体溶酶体磷脂合成磷脂合成内质网内质网三羧酸循环三羧酸循环线粒体线粒体血红素合成血红素合成胞液，线粒体胞液，线粒体氧化磷酸化氧化磷酸化线粒体线粒体尿素合成尿素合成胞液，线粒体胞液，线粒体呼吸链呼吸链线粒体线粒体主要代谢途径多酶体系在细胞内的分布主要代谢途径多酶体系在细胞内的分布 速度最慢，速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度，它的速

22、度决定整个代谢途径的总速度，故又称其故又称其为限速酶为限速酶(limiting velocity enzymes)(limiting velocity enzymes)。 催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。定整个代谢途径的方向。 这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂的调节。效应剂的调节。关键酶催化的反应具有以下关键酶催化的反应具有以下特点特点：代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的方向由其中的关键酶关键酶决定决定 。

23、（二）细胞内物质代谢调节的基本方式（二）细胞内物质代谢调节的基本方式代谢途径代谢途径关键酶关键酶糖原降解糖原降解磷酸化酶磷酸化酶糖原合成糖原合成糖原合酶糖原合酶糖酵解糖酵解己糖激酶己糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1丙酮酸激酶丙酮酸激酶糖有氧氧化糖有氧氧化丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系柠檬酸合酶柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶糖异生糖异生丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-1-1脂酸合成脂酸合成乙酰辅酶乙酰辅酶A A羧化酶羧化酶胆固醇合成胆固醇合成HMGHMG辅酶辅酶A A还原酶还原酶某某些些重重要要代代谢谢途途径径的的关关键键

24、酶酶 n酶隔离分布的意义酶隔离分布的意义: :提高同一代谢途径酶促反应速率。使各种提高同一代谢途径酶促反应速率。使各种代谢途径互不干扰，彼此协调，有利于调节物代谢途径互不干扰，彼此协调，有利于调节物对各途径的特异调节。对各途径的特异调节。S A B C D PE1E26磷 酸果糖1,6二磷 酸果糖.6磷 酸果糖激 酶1果糖二磷 酸酶1AMP(+)(-)(-)(+)2,6二磷 酸果糖ATPADPPi图111 磷 酸果糖激 酶和二磷 酸果糖酶所催化的底 物循环小分子化合物与酶分子活性中心以外小分子化合物与酶分子活性中心以外的某一部位特异地非共价可逆结合，引起的某一部位特异地非共价可逆结合，引起酶蛋

25、白分子构象变化，从而改变酶的活性酶蛋白分子构象变化，从而改变酶的活性，这种调节称为酶的，这种调节称为酶的变构调节变构调节或或别构调节别构调节(allosteric regulation)。 。1.1.变构调节变构调节被调节的酶称为被调节的酶称为变构酶或别构酶变构酶或别构酶(allosteric enzyme)(allosteric enzyme)使酶发生变构效应的物质，称为使酶发生变构效应的物质，称为变构效应变构效应剂剂( (allosteric effectorallosteric effector) ) 变构激活剂变构激活剂 allosteric effectorallosteric ef

26、fector 引起酶活性增加的变构效应剂。引起酶活性增加的变构效应剂。 变构抑制剂变构抑制剂 allosteric effectorallosteric effector 引起酶活性降低的变构效应剂。引起酶活性降低的变构效应剂。代谢途径代谢途径变构酶变构酶变构激活剂变构激活剂变构抑制剂变构抑制剂糖酵解糖酵解己糖激酶己糖激酶AMPAMP、ADPADP、FDPFDP、PiPiG-6-PG-6-P磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1FDPFDP柠檬酸柠檬酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPATP，乙酰，乙酰CoACoA三羧酸循环三羧酸循环柠檬酸合酶柠檬酸合酶AMPAMPATPATP，长链脂酰，长链脂酰CoACo

27、A异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶AMPAMP，ADPADPATPATP糖异生糖异生丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶乙酰乙酰CoACoA，ATPATPAMPAMP糖原分解糖原分解磷酸化酶磷酸化酶b bAMPAMP，G-1-PG-1-P，PiPiATPATP，G-6-PG-6-P脂酸合成脂酸合成乙酰辅酶乙酰辅酶A A羧化酶羧化酶柠檬酸，异柠檬酸柠檬酸，异柠檬酸长链脂酰长链脂酰CoACoA氨基酸代谢氨基酸代谢谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶ADPADP，亮氨酸，蛋氨酸，亮氨酸，蛋氨酸GTPGTP，ATPATP，NADHNADH嘌呤合成嘌呤合成谷氨酰胺谷氨酰胺PRPPPRPP酰胺转酰胺转移酶移酶AMPAMP，GMPGM

28、P嘧啶合成嘧啶合成天冬氨酸转甲酰酶天冬氨酸转甲酰酶CTPCTP，UTPUTP核酸合成核酸合成脱氧胸苷激酶脱氧胸苷激酶dCTPdCTP，dATPdATPdTTPdTTP一些代谢途径中的变构酶及其变构效应剂一些代谢途径中的变构酶及其变构效应剂 变构调节的机制变构调节的机制变构酶变构酶催化亚基催化亚基调节亚基调节亚基变构效应剂：变构效应剂： 底物、终产物底物、终产物其他小分子代谢物其他小分子代谢物变构效应剂变构效应剂 + + 酶的调节亚基酶的调节亚基酶的构象改变酶的构象改变酶的活性改变酶的活性改变（激活或抑制（激活或抑制 ）疏松疏松亚基聚合亚基聚合紧密紧密亚基解聚亚基解聚酶分子多聚化酶分子多聚化 2

29、. 化学修饰调节化学修饰调节 化学修饰的化学修饰的主要方式主要方式磷酸化磷酸化 - - - - - - 去磷酸去磷酸乙酰化乙酰化 - - - - - - 脱乙酰脱乙酰甲基化甲基化 - - - - - - 去甲基去甲基腺苷化腺苷化 - - - - - - 脱腺苷脱腺苷 SH SH 与与 S S S S 互变互变酶酶化学修饰类型化学修饰类型酶活性改变酶活性改变糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸激活激活/ /抑制抑制磷酸化酶磷酸化酶b b激酶激酶磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸激活激活/ /抑制抑制糖原合酶糖原合酶磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸抑制抑制/ /激活激活丙酮酸脱羧酶丙酮

30、酸脱羧酶磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸抑制抑制/ /激活激活磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸抑制抑制/ /激活激活丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸抑制抑制/ /激活激活HMG-CoAHMG-CoA还原酶还原酶磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸抑制抑制/ /激活激活HMG-CoAHMG-CoA还原酶激酶还原酶激酶磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸激活激活/ /抑制抑制乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸抑制抑制/ /激活激活脂肪细胞甘油三酯脂肪酶脂肪细胞甘油三酯脂肪酶磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸激活激活/ /抑制抑制黄嘌呤氧化脱氢酶

31、黄嘌呤氧化脱氢酶SH/-S-S-SH/-S-S-脱氢酶脱氢酶/ /氧化酶氧化酶酶促化学修饰对酶活性的调节酶促化学修饰对酶活性的调节 酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化-OH-OHThrThrSerSerTyrTyr酶蛋白酶蛋白H H2 2O OPiPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPATPADPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrThrSerSerTyrTyr-O-PO-O-PO3 32-2-磷酸化的磷酸化的酶蛋白酶蛋白 化学修饰的特点化学修饰的特点 酶化学修饰是共价修饰酶化学修饰是共价修饰; ; 具有放大效应，效率较变构调节高；具有放大效应，效率较变构调节高； 耗能少，磷酸化与脱磷酸是最常见的

32、方式；耗能少，磷酸化与脱磷酸是最常见的方式； 按需调节按需调节 同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节。同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节。加速酶合成的化合物称为诱导剂加速酶合成的化合物称为诱导剂(inducer)(inducer)减少酶合成的化合物称为阻遏剂减少酶合成的化合物称为阻遏剂(repressor)(repressor)（四）改变细胞内酶的含量可调节酶的活性（四）改变细胞内酶的含量可调节酶的活性1 1调节酶蛋白含量可通过诱导或阻遏酶蛋调节酶蛋白含量可通过诱导或阻遏酶蛋白基因的表达白基因的表达n常见的诱导或阻遏方式常见的诱导或阻遏方式: :底物对酶合成的诱导和阻遏底物对酶合成的

33、诱导和阻遏产物对酶合成的阻遏产物对酶合成的阻遏激素对酶合成的诱导激素对酶合成的诱导药物对酶合成的诱导药物对酶合成的诱导 2 2调节细胞酶含量也可通过改变酶蛋白降解速度调节细胞酶含量也可通过改变酶蛋白降解速度溶酶体溶酶体蛋白酶体蛋白酶体 释放蛋白水解酶，降解蛋白质释放蛋白水解酶，降解蛋白质 泛素识别、结合蛋白质；泛素识别、结合蛋白质； 蛋白水解酶降解蛋白质蛋白水解酶降解蛋白质通过改变酶蛋白分子的降解速度，也通过改变酶蛋白分子的降解速度，也能调节酶的含量。能调节酶的含量。内、外环境改变内、外环境改变机体相关组机体相关组织分泌激素织分泌激素激素与靶细胞激素与靶细胞上的受体结合上的受体结合靶细胞产生生

34、物学靶细胞产生生物学效应，适应内外环效应，适应内外环境改变境改变激素作用机制激素作用机制二、激素水平的代谢调节二、激素水平的代谢调节激素分类激素分类 膜受体激素膜受体激素 胞内受体激素胞内受体激素按激素受体在细胞的部位不同，分为：按激素受体在细胞的部位不同，分为：1. 1. 膜受体激素的作用方式膜受体激素的作用方式激素作用方式激素作用方式 2. 2. 胞胞内内受受体体激激素素的的作作用用方方式式( (一一) ) 应激状态下的代谢调节应激状态下的代谢调节应激（应激（stressstress）：）：指人体收到一些异乎指人体收到一些异乎寻常的刺激，如创伤、剧痛、冻伤、缺寻常的刺激，如创伤、剧痛、冻伤、缺氧、中毒、感染及剧烈情绪波动等所作氧、中毒、感染及剧烈情绪波动等所作出的一系列反应的出的一系列反应的“紧张状态紧张状态”。三、整体水平的代谢调节三、整体水平的代谢调节机体整体反应机体整体反应交感神经兴奋交感神经兴奋肾上腺髓质及皮质激素分泌增多肾上腺髓质及皮质激素分泌增多胰高血糖素胰