第十章 代谢调节.ppt

1、第1.1章物质代谢的调节：(Regulation of Metabolism )，本章：调节以酶催化剂为中心的三个水平的代谢途径的重要的酶催化剂的三个营养物质的代谢特征和关联， 学习策略掌握6个糖的代谢途径葡萄糖氧化分解(氧化、无氧氧化)糖异生糖原合成糖原分解磷酸戊糖路径的各代谢途径的起点、终点、重要步骤(脱氢、ATP、CO2、重要酶催化剂)和主要调节因素。糖原、脂肪、蛋白质、葡萄糖、脂肪酸甘油、氨基酸、三羧酸循环、乙酰CoA、I，II，III、三大营养物质的分解代谢的三个阶段，CO2，H2O，ATP，连接集线器、腺粒体、细胞球浆、葡萄糖-6-磷6-二磷酸酶，连注音字酸羧化酶磷酸烯醇式连注音字

2、酸羧酸金狮子酶，一)，胰岛素胰岛b细胞球分泌细胞的荷尔蒙激素：降低血糖浓度的激素促进糖原，脂肪，蛋白质合成的激素。 作用机制：将肌肉、脂肪组织细胞内的GLUT4转移到胞质膜，增加胞质膜上的GLUT4，加速葡萄糖进入细胞球，激活磷酸酶，磷酸化糖原合成酶催化剂后，增强活性，增加糖原合成的糖原磷酸化酶催化剂，但除去磷酸化则活性降低， 诱导糖原分解减少的果聚糖磷酸激酶1和注音字酸激酶的表达，活化吡喃酸解氢化酶复合体，抑制磷酸酚式吡喃酸羧酸激酶加速葡萄糖分解代谢的活性，降低葡萄糖的异生作用抑制脂肪细胞内乙酸敏感性脂肪酶，减少脂肪动员。 (二)提高从胰高血糖素(Glucagon )胰岛细胞分泌细胞的血糖值

3、的荷尔蒙激素。 作用机制：通过cAMP酪氨酸蛋白激酶a途径激活糖原磷酸化酶催化剂，分解糖原，失活糖原合成酶催化剂的磷酸化，减少糖原合成葡萄糖分解代谢，诱导磷酸烯醇式磷酸羧酸激酶与果聚糖1，6磷酸酶的表达，促进葡萄糖的异生高血糖和糖尿病的病理大姨妈原因： (1)病理原因：持续性高血糖和糖尿病主要见于糖尿病。 糖尿病分为2型：型胰岛素依赖型型非胰岛素依赖型(2)大姨妈原因： a:血糖正常，出现糖尿病，慢性肾炎、肾病综合征等肾脏对糖吸收障碍； b:大姨妈性高血糖和糖尿病以情绪兴奋表现。 第一节细胞球水平代谢调节、第一节细胞球内代谢调节的基本方式(第一)代谢酶催化剂和代谢途径的整合与定位分布1 .酶催

4、化剂在细胞球内的区域分布2 .酶催化剂体系和多功能酶催化剂3 .同工酶真核细胞的主要代谢途径和酶的区域分布代谢途径(酶或酶系)细胞内分布代谢途径(酶或酶系) 细胞球内分布糖化细胞液氧化磷酸化(呼吸链)腺粒体三羧酸循环腺粒体尿素合成细胞液、腺粒体磷酸戊糖途径细胞液蛋白质合成内质网， 细胞液糖异生细胞液DNA合成核糖原合成和细胞液mRNA合成核脂肪酸氧化腺粒体tRNA合成核质脂肪酸合成细胞液rRNA合成核仁呼吸链腺粒体血红素合成细胞液，线粒体多种水解酶溶酶体胆红素生成微粒体，细胞液磷脂合成内质网胆固醇合成内质网，细胞液，第一节调节细胞球水平代谢、调节细胞球内酶催化剂分布、活性、含量，一是细胞球内代

5、谢调节的基本方式，(一)代谢酶催化剂和代谢途径的整合与定位分布，酶催化剂在细胞球内的区域化分布酶体系和多功能酶同工酶，酶在细胞内的区域化分布意义：避免各种代谢途径的酶相互干扰，有利于它们的协调作用。 2 .多酶体系和多功能酶催化剂，单个酶催化剂：只有一个由多肽链构成的酶催化剂。 齐聚物酶：包括其中相同或不同亚单位以非共价键耦合的酶催化剂。 多聚酶类：是由几个不同功能的酶催化剂相互聚合而成的多聚酶复合物。多功能酶催化剂：的一部分酶体系是进化过程中通过基因融合形成多肽链，但具有不同功能的酶催化剂。 焦磷酸解氢化酶复合物、脂肪酸合酶系、多酶体系和多功能酶催化剂的意义：多酶体系和多功能酶催化剂的出现不

6、仅有助于促进代谢的顺顺利利，而且容易调节。 3 .一组酶催化剂，它们催化的是同工酶、相同的化学反应，但酶催化剂的分子结构、理化性质和免疫学性质等不同。 意义：同工酶在不同的组织、不同的细胞球类型或同一细胞球的不同细胞中具有不同的质和量，具有不同的活性，在代谢途径中发挥不同的作用，调节代谢的进展方向。乳酸脱氢酶同工酶、己糖激酶与葡萄糖激酶比较、己糖激酶葡萄糖激酶分布各组织细胞肝内专一性不高的km 0.01-0.1 mmol/L10-2.0 mmol/LG-6-p抑制作用的激素调节，表明：代谢途径整体的速度是酶系中催化剂活力最低，米氏常数最大该酶催化剂起限速作用，是代谢调节的作用点，被称为限速酶催

7、化剂或重要酶催化剂.一些重要的代谢途径限制酶催化剂代谢途径限制酶催化剂糖化酶催化剂分解己糖激酶、果聚糖激酶-1、焦磷酸激酶磷酸戊葡萄糖-6-磷酸脱氢酶乙酸羧化酶、磷酸烯醇丙酮酸羧化酶、果糖-1， 6-二磷酸酶、葡萄糖-6-磷酸酶的三羧酸循环柠檬酸合成酶催化剂， 异柠檬酸脱氢化酶-酮戊二酸脱氢酶复合物糖原合成糖原分解磷酸化酶催化剂脂肪分解甘油三脂脂肪酶脂质合成乙酰coa羧化酶酮体合成hmgcoa酶胆固醇合成hmgcoa酶尿素合成精氨酸代琥珀酸合成酶血红素合成ALA合成酶催化剂、代谢途径的基质和最终产物很好地影响催化该途径的开始反应的酶催化剂的活性，即反馈调节。 (1)最终产物的积蓄抑制初期阶段的

8、酶活力，使反应延迟或停止的种子文件背称为负反馈和种子文件背抑制。 (2)在代谢过程中，某些中间产物激活了本道的先验酶催化剂，加速了反应的进行，这种种子文件背称为正反馈或种子文件背激活。 f-1，6-BP，2 .底物循环，代谢途径中的某些可逆反应的正反方向根据不同的酶催化进行，不同的酶催化底物相互变化的反应称为底物循环。 使代谢调节更加敏感和精密。 3 .级联反应反应，一个链锁反应中，一个酶催化剂被激活后，其他的酶催化剂被依次激活，引起原始信号的放大的链锁反应系统被称为级联反应系统，催化的反应被称为级联反应反应。 级联反应反应能发挥放大效应，级联反应中的各级也能调节。 二、细胞球内酶活力的调节属

9、于酶催化剂的快速调节。 快速调节：可在数秒或数分钟内调节的是通过改变酶催化剂分子的结构、改变其活性来调节促进酶促反应的速度的调节方式。 改变结构的调节(allosteric regulation )化学修饰调节(chemical modification )，(1)改变结构的调节是某代谢物与某个酶催化剂分子活性中心外的某个部分可逆结合，改变酶催化剂的结构，从而改变酶催化剂的催化活性的调节方式变异激活剂变异抑制剂、变异酶催化剂变异部位变异效果剂代谢途径中转基因酶催化剂及其转基因效果剂代谢途径转基因酶催化剂转基因激活剂转基因激酶AMP、ADP、FDP， Pi G-6-P磷酸果激酶-1 FDP柠檬酸

10、注音字酸激酶FDP ATP、冰乙酸CoA三羧酸循环柠檬酸合成酶催化剂AMP ATP、长链酰基CoA异柠檬酸deamp、ADP ATP糖原蛋白酸羧化酶乙酰CoA， ATP AMP果聚糖1 6二磷酸酶5-AMP AMP糖原分解磷酸化酶催化剂b AMP、G-1-P、Pi ATP、G-6-P糖原合成糖原合成酶催化剂G-6-P脂肪酸合成乙酰辅酶a羧化酶柠檬酸， 异柠檬酸长链脂肪酸CoA胆固醇合成HMGCoA还原酶催化剂胆固醇氨基酸代谢谷氨酸氢化酶ADP、亮氨酸、甲基劳氏紫ATP、GTP、NADH嘌呤合成PRP酰胺转移酶PRPamp、ADP、GMP， GDP嘧啶合成门冬氨酸氨基甲酰转移CTP转移酶、变异酶

11、催化剂的特征及其作用机制，变异酶催化剂是由多亚单位组成的催化亚单位，2 .变异效果剂可以是酶催化剂的基质，也可以是酶体系的最终产物，也可以是结构与它们不同的其他小分子化合物。 变结构剂与调节亚单位(或部位)之间是非共价键结合，结合后改变酶催化剂的构象，将抑制或激活酶活力的酶催化剂和变结构剂分离，可恢复原来的酶催化剂学性质。酶活力的增加/降低、-大姨妈小分子物质：代谢产物、基质等与调节化学基的非共价键、酶催化剂分子、果聚糖1，6磷酸酶的修饰效果酶催化剂上的催化部位x :酶亚基上的调节部位FDP :果糖- 1，6 -二磷酸，3 .修饰酶的酶促反应动力学不符合mamman方程4、结构变化效应在酶催化

12、剂快速调节中占有特别重要的地位。 5 .由于转换酶往往通过转换酶效应受到代谢产物的抑制和活化，所以这些个的酶催化剂活力可以非常敏感地受到代谢产物浓度的调节，对机体本身的代谢调控有重要意义。 6 .改变机构不需要能源。 (二)化学修饰调节、化学修饰调节：酶催化剂蛋白肽链上的某个化学基在另一个酶催化剂的催化下，能够与某个化学化学基发生可逆的共价键，将酶催化剂的分子结构改变影响酶催化剂的活性称为化学修饰调节。磷酸化和去磷酸化(最常见)甲基化和脱甲基化腺嘌呤核苷化和去腺嘌呤核苷化尿核苷化-SH和-S-S-相互变化，常见类型，3 .能量少4.on谣言调节，体内酶活力经济高效调节方式，不同酶催化剂调节和化

13、学修饰调节比较， 某酶催化剂云同步中存在的两种不同调节方式的调节是细胞球的基本调节方式化学修饰调节高效的调节方式，三是胞内酶含量调节、酶催化剂延迟调节。 慢调节：通过合成或分解酶催化剂蛋白分子改变细胞球内酶催化剂含量的调节方式，一般需要数小时或数日。 (1)酶催化剂蛋白质合成的诱导和抑制，诱导：蛋白质合成抑制：减少蛋白质合成的诱导和抑制，一般发生在转录/翻译过程中。 底物诱导摄取蛋白质诱导鸟氨酸循环的酶催化剂合成荷尔蒙激素诱导糖皮质荷尔蒙激素诱导糖异生重要酶催化剂的合成药物诱导苯巴比妥诱导肝微粒体的一氧化酶催化剂合成，抑制抑制抑制产物抑制胆固醇高HMG-CoA还原酶的转录，常见的诱导或抑制方式

14、，酶蛋白分解的调控，改变酶蛋白分子的分解速度，从而调节酶含量溶酶体释放蛋白水解作用酶催化剂分解蛋白细胞液泛素识别、结合蛋白质、蛋白水解作用酶催化剂分解蛋白，其作用比酶催化剂蛋白诱导生成调节更重要，第二节激素调节物质代谢，是分泌血液内分泌细胞激素的靶细胞生物学效应(第一信使) 产生(接纳体)，内外环境的变化，激素受体根据细胞球的部位被划分的膜受体荷尔蒙激素细胞球内接纳体荷尔蒙激素，水溶性激素：肽或蛋白质激素儿茶酚胺类激素，脂溶性激素：类固醇激素甲状腺激素1，1， 25(OH)2-D3维甲酸、膜受体荷尔蒙激素的作用方式、细胞球内接纳体荷尔蒙激素的作用方式、第三节全体水平的代谢调节、全体调节=神经体

15、液调节、神经系统协调调节调节多个荷尔蒙激素，调节多个激素。 一、应激状态代谢调节、应激(stress ) :指人体受到反常的刺激的一系列反应的“应激状态”，如外伤、剧痛、冻伤、缺氧、中毒、感染、剧烈情绪波动等。降血糖荷尔蒙激素、抗脂质分解荷尔蒙激素胰岛素，血糖上升，荷尔蒙激素脂质分解荷尔蒙激素胰高血糖素肾上腺皮质激素肾上腺激素，交感神经兴奋，肝糖原分解糖原合成减少，外周组织血糖利用增加，酮体利用增加，脂肪酸分解增加，蛋白质分解增加，脂肪合成减少，细胞水平代谢调节，血糖上升； 脂肪动员增强，蛋白质分解加剧。 二、饥饿时的代谢调节，(一)短期饥饿(13天)，血糖降低荷尔蒙激素抗脂分解荷尔蒙激素胰岛

16、素，血糖上升荷尔蒙激素脂分解荷尔蒙激素胰高血糖素肾上腺皮质激素肾上腺激素，、肝脏糖原分解糖异生增加，外周组织葡萄糖利用减少酮体利用增加脂肪酸分解增加蛋白质分解增加， 细胞球水平，(二)长期饥饿脂肪动员进一步加速，酮体大量生成肝细胞，脑组织利用酮体的比例增加，减少体内蛋白质的分解有一定意义。 2 .肌肉优先利用脂肪酸作为能量，保证脑组织酮体的供给。 3 .血中酮体的上升直接作用于肌肉，减少肌肉蛋白质的分解，减少肌肉释放氨基酸，乳酸和皮酸成为肝中糖异生的主要物质。 4 .肾糖异生作用增强。 5 .肌肉蛋白的分解减少，j1可以去除j3物质，3、糖尿病患者体内代谢调节、糖尿病(diabetes mel

17、litus ) :多数病因是以慢性高血糖为特征的代谢障碍。 如果胰岛素绝对或相对不足，则会引起机体多种酶活力的改变，诱导或阻碍某些酶催化剂蛋白的生物合成，从而引起糖、脂质、蛋白质等的代谢紊乱。 (1)糖代谢障碍，(2)脂代谢障碍，(1)戊糖磷酸途径减弱，还原型辅助酶催化剂II(NADPH )减少，脂肪合成减少。 (2)肝糖的合成和储藏减少，在垂体和肾上腺等激素调节下，脂肪沉积在肝上，肝细胞变性，肝肿胀成脂肪肝。 (3)严重时，脂肪动员增加，乙酰辅酶a转化生成大量的酮体。 酮体生成过多，胰岛素的氧化利用慢的话，积蓄就会发展成酮血症(ketonemia )和酮尿(ketonuria )。 (3)蛋白质代谢紊乱，肌肉和肝脏蛋白质合成减少，分解增加，呈现负的氮平衡。 血浆中的生糖氨基酸被肝细胞摄取后，通过糖异生转化为