物质代谢的相互关系与代谢调精选PPT.ppt

目目 录录关于物质代谢的相互关关于物质代谢的相互关系与代谢调系与代谢调第1页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录学习目标n n掌握：代谢调节的基本方式和酶活性调节的基本内容。n n熟悉：糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢与核酸代谢的相互关系。n n了解：酶含量调节机制和激素对代谢调节的机制。第2页，讲稿共49张，创作于星期二物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系Metabolic Interrelationships第第 一一 节节第3页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录一、代谢途径交叉形成网络1、糖代谢与脂类代谢的相互关系2、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系3、脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系4、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系第4页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录第5页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录一、在能量代谢上的相互联系三大营养素共同中间产物共同最终代谢通路糖脂肪蛋白质乙酰CoACoATAC2H2H氧化磷酸化ATPCOCO2 2三大营养素可在体内氧化供能。第6页，讲稿共49张，创作于星期二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。一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约其他物质的降解。第7页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录（一）糖代谢与脂代谢的相互联系1.摄入的糖量超过能量消耗时 二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪组织）合成糖原储存（肝、肌肉）第8页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录2.脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂酸乙酰CoA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、肾、肠磷酸-甘油葡萄糖第9页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录3.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高酮血症草酰乙酸相对不足糖不足脂肪大量动员酮体生成增加氧化受阻第10页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录（二）糖与氨基酸代谢的相互联系例如丙氨酸丙酮酸脱氨基糖异生葡萄糖1.大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的-酮酸，可转变为糖。第11页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录2.糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸糖丙酮酸草酰乙酸乙酰CoA柠檬酸柠檬酸-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸第12页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录氨基酸乙酰CoA脂肪 1.蛋白质可以转变为脂肪 2.氨基酸可作为合成磷脂的原料丝氨酸磷脂酰丝氨酸胆胺脑磷脂胆碱卵磷脂（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系第13页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录 但不能说，脂类可转变为氨基酸。脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途径丙酮酸 其他-酮酸某些非必需氨基酸3.脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸第14页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系 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天冬氨酸谷氨酰胺一碳单位合成嘌呤合成嘧啶2.磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供第15页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录ATP携带能量由能源传递给细胞的需能过程ATPADP+Pi太阳能化学能生物合成细胞运动膜运输第16页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录通过NADPH循环将还原力由分解代谢转移给生物合成反应NADPH+H+NADP+分解代谢还原性有机物还原性生物合成反应氧化物还原性生物合成产物氧化前体第17页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录 代谢的基本要略 代谢的基本要略在于形成ATP、还原力和构造单元以用于生物合成。由ATP、还原力和构造单元可合成各类生物分子，并进而装配成生物不同层次的结构。生物合成和生物形态建成是一个耗能和增加有序结构的过程，需要由物质流、能量流和信息流来支持。第18页，讲稿共49张，创作于星期二物 质 代 谢 调 节The Regulation of Metabolism第 二 节第19页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录代谢调节 生命是靠代谢的正常运转维持的。生命有限的空间内同时有那麽多复杂的代谢途径在运转，必须有灵巧而严密的调节机制，才能使代谢适应外界环境的变化与生物自身生长发育的需要。调节失灵便会导致代谢障碍，出现病态甚至危及生命。在漫长的生物进化历程中，机体的结构、代谢和生理功能越来越复杂，代谢调节机制也随之更为复杂。代谢调节的四级水平：酶水平调节 细胞水平调节 激素水平调节 神经水平调节多细胞整体水平调节第20页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录代谢调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通过细胞内代谢物浓度的变化，对酶的活性及含量进行调节，这种调节称为原始调节或细胞水平代谢调节。单细胞生物第21页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录高等生物 三级水平代谢调节细胞水平代谢调节激素水平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。整体水平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递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌来调节代谢及功能，并通过各种激素的互相协调而对代谢进行综合调节。第22页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录 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。细胞内酶呈隔离分布。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实现的。代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。第23页，讲稿共49张，创作于星期二（一）细胞内酶的隔离分布代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于细胞的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某一区域 。第24页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录多酶体系在细胞内的分布多酶体系在细胞内的分布第25页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录第26页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录 酶的隔离分布的意义 避免了各种代谢途径互相干扰。第27页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录 速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度，故又称其为限速酶(limiting velocity enzymes)。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。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。关键酶催化的反应具有以下特点：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关键酶决定。第28页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录 快速代谢 迟缓代谢数秒、数分钟通过改变酶的活性数小时、几天通过改变酶的含量 变构调节(allosteric regulation)化学修饰调节(chemical modification)代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。第29页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录1.变构调节的概念小分子化合物与酶分子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，从而改变酶的活性，这种调节称为酶的变构调节或别构调节。（二）关键酶的变构调节第30页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录被调节的酶称为变构酶或别构酶(allosteric enzyme)使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂(allosteric effector)变构激活剂allosteric effector引起酶活性增加的变构效应剂。变构抑制剂allosteric effector 引起酶活性降低的变构效应剂。第31页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录2.变构调节的机制变构酶催化亚基调节亚基变构效应剂：底物、终产物其他小分子代谢物第32页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录变构效应剂+酶的调节亚基酶的构象改变酶的活性改变（激活或抑制）疏松亚基聚合紧密亚基解聚酶分子多聚化第33页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录（三）酶的化学修饰调节1.1.化学修饰的概念酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发生可逆的共价修饰(covalent modification)，从而引起酶活性改变，这种调节称为酶的化学修饰。第34页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录2.化学修饰的主要方式磷酸化-去磷酸乙酰化-脱乙酰甲基化-去甲基腺苷化-脱腺苷 SH 与与 S S 互变互变第35页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录酶的磷酸化与脱磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的磷酸化的酶蛋白酶蛋白第36页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录3.3.化学修饰的特点酶蛋白的共价修饰是可逆的酶促反应，在不同酶的作用下，酶蛋白的活性状态可互相转变。具有放大效应，效率较变构调节高。磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节。第37页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录（四）酶量的调节1.酶蛋白合成的诱导与阻遏加速酶合成的化合物称为诱导剂(inducer)减少酶合成的化合物称为阻遏剂(repressor)第38页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录 2.酶蛋白降解溶酶体蛋白酶体 释放蛋白水解酶，降解蛋白质 泛素识别、结合蛋白质；蛋白水解酶降解蛋白质通过改变酶蛋白分子的降解速度，也能调节酶的含量。第39页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录内、外环境改变机体相关组织分泌激素激素与靶细胞上的受体结合靶细胞产生生物学效应，适应内外环境改变激素作用机制二、激素水平的代谢调节第40页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录激素分类 膜受体激素 胞内受体激素按激素受体在细胞的部位不同，分为：第41页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录1.膜受体激素的作用方式激素作用方式第42页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录 2.胞内受体激素的作用方式第43页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录（一）饥饿糖原消耗血糖趋于降低胰岛素分泌减少胰高血糖素分泌增加 引起一系列的代谢变化1.短期饥饿（13天）三、整体水平的代谢调节第44页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录（1）蛋白质代谢变化分解加强，氨基酸异生成糖（2）糖代谢变化 糖异生加强，组织对葡萄糖利用降低（3）脂代谢变化 脂肪动员加强，酮体生成增多第45页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录2.长期饥饿（1）蛋白质代谢变化 蛋白质分解减少（2）糖代谢变化肝肾糖异生增强肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸（3）脂代谢变化脂肪动员进一步加强脑组织利用酮体增加第46页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录（二）应 激1.1.概念应激(stress)指人体受到一些异乎寻常的刺激，如创伤、剧痛、冻伤、缺氧、中毒、感染及剧烈情绪波动等所作出一系列反应的“紧张状态”。第47页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录2.机体整体反应交感神经兴奋肾上腺髓质及皮质激素分泌增多胰高血糖素、生长激素增加，胰岛素分泌减少 引起一系列的代谢变化第48页，讲稿共49张，创作于星期二目目 录录感感谢谢大大家家观观看看第49页，讲稿共49张，创作于星期二