物质代谢联系与调节优秀PPT.ppt

目目 录录第第 九九 章章物质代谢的联系与调整物质代谢的联系与调整Metabolic Interrelationships and Regulation目目 录录物质代谢的特点物质代谢的特点The Specialty of MetabolismThe Specialty of Metabolism第第 一一 节节目目 录录一、整体性一、整体性 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各种物质代谢之间互有联系，相互依存。各种物质代谢之间互有联系，相互依存。消化吸收消化吸收中间代谢中间代谢废物排泄废物排泄目目 录录 生命是靠代谢的正常运转维持的。生命有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困难的代谢途径在运限的空间内同时有那麽多困难的代谢途径在运转，必需有灵活而严密的调整机制，才能使代转，必需有灵活而严密的调整机制，才能使代谢适应外界环境的变更与生物自身生长发育的谢适应外界环境的变更与生物自身生长发育的须要。调整失敏捷会导致代谢障碍，出现病态须要。调整失敏捷会导致代谢障碍，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困难，代谢体的结构、代谢和生理功能越来越困难，代谢调整机制也随之更为困难。调整机制也随之更为困难。二、代谢调整二、代谢调整目目 录录机体有精细的调整机体有精细的调整机制，调整代谢的机制，调整代谢的强度、方向和速度强度、方向和速度内外环境内外环境不断变更不断变更影响机体代谢影响机体代谢适应环境适应环境的变更的变更目目 录录三、各组织、器官物质代谢各具特色三、各组织、器官物质代谢各具特色结构不同结构不同酶系的种类、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、功能各异功能各异目目 录录四、各种代谢物均具有各自共同的代谢池四、各种代谢物均具有各自共同的代谢池例如例如各各种种组组织织 消化吸收的糖消化吸收的糖 肝糖原分解肝糖原分解糖异生糖异生血血糖糖目目 录录五、五、ATP是机体能量利用的共同形式是机体能量利用的共同形式养分物养分物分分 解解释放释放能量能量ADP+PiATP直直接接供供能能目目 录录六、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例如例如乙酰乙酰CoANADPH+H+脂酸、胆固醇脂酸、胆固醇磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径目目 录录物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系MetabolicInterrelationships第第 二二 节节目目 录录一、在能量代谢上的相互联系一、在能量代谢上的相互联系三大养分素三大养分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CoACoATAC2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPCOCO2 2三大养分素可在体内氧化供能。三大养分素可在体内氧化供能。目目 录录从能量供应的角度看，三大养分素可以从能量供应的角度看，三大养分素可以相互代替，并相互制约。相互代替，并相互制约。一般状况下，供能以糖、脂为主，并尽一般状况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。量节约蛋白质的消耗。目目 录录脂肪分解脂肪分解增强增强ATP 增多增多ATP/ADP 比值增高比值增高任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约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。其他物质的降解。糖分解被抑制糖分解被抑制 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-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）例如例如目目 录录饥饿时饥饿时 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 天天3 4 周周目目 录录（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1.摄入的糖量超过能量消耗时摄入的糖量超过能量消耗时 二、糖、脂和蛋白质二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系之间的相互联系葡葡萄萄糖糖乙酰乙酰CoA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）目目 录录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CoA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目目 录录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糖糖-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 缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 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CO2CO2氨氨基基酸酸、糖糖及及脂脂肪肪代代谢谢的的联联系系T A C目目 录录（二）糖与氨基酸代谢的相互联系（二）糖与氨基酸代谢的相互联系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.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，可转变为糖。酮酸，可转变为糖。目目 录录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CoA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冬氨酸谷氨酸谷氨酸琥珀酰琥珀酰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糖糖-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 缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 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CO2CO2氨氨基基酸酸、糖糖及及脂脂肪肪代代谢谢的的联联系系T A C目目 录录氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪 1.蛋白质可以转变为脂肪蛋白质可以转变为脂肪 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）脂类与氨基酸代谢的相互联系（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系目目 录录 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氨基酸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目目 录录（四）核酸与糖、蛋白质（四）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供应磷酸核糖由磷酸戊糖途径供应目目 录录 核酸是细胞内重要的遗传物质，限制着蛋白质的合成，核酸是细胞内重要的遗传物质，限制着蛋白质的合成，影响细胞的成分和代谢类型影响细胞的成分和代谢类型核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系 核核苷苷酸酸的的一一些些衍衍生生物物具具重重要要生生理理功功能能（如如CoACoA、NAD+NAD+，NADP+NADP+，cAMPcAMP，cGMPcGMP）。）。核酸生物合成须要糖和蛋白质的代谢中间产物参与，核酸生物合成须要糖和蛋白质的代谢中间产物参与，而且须要酶和多种蛋白质因子。而且须要酶和多种蛋白质因子。各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸，各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸，如如ATPATP是能量的是能量的“通货通货”，此外，此外UTPUTP参与多糖的合成，参与多糖的合成，CTPCTP参与磷脂合成，参与磷脂合成，GTPGTP参与蛋白质合成与糖异生作用。参与蛋白质合成与糖异生作用。目目 录录思 考？1.1.简述糖代谢与脂肪代谢的联系。简述糖代谢与脂肪代谢的联系。在能量供应方面有互补性。从整体看，体内在能量供应方面有互补性。从整体看，体内约约70%70%的能量由糖分解供应，但当糖供应不足的能量由糖分解供应，但当糖供应不足或糖代谢障碍时，脂肪分解加强，可弥补能量或糖代谢障碍时，脂肪分解加强，可弥补能量的不足。的不足。在物质相互转化方面，糖供应较多时，可转在物质相互转化方面，糖供应较多时，可转化成脂肪，包括甘油、脂肪酸及所需化成脂肪，包括甘油、脂肪酸及所需ATPATP、NADPHNADPH均可由糖供应。而脂肪分子中只有甘油均可由糖供应。而脂肪分子中只有甘油可经糖异生转化为糖，脂肪酸则不能。可经糖异生转化为糖，脂肪酸则不能。2.乙酰乙酰CoA的来源、去路有哪些？的来源、去路有哪些？来源：糖分解，脂肪酸分解，氨基酸分解；酮体分解来源：糖分解，脂肪酸分解，氨基酸分解；酮体分解去路：合成脂肪酸、胆固醇，进入三羧酸循环，去路：合成脂肪酸、胆固醇，进入三羧酸循环，合成酮体。合成酮体。3.试述葡萄糖转化成天冬氨酸的过程。试述葡萄糖转化成天冬氨酸的过程。葡萄糖经糖酵解途径，在细胞浆内生葡萄糖经糖酵解途径，在细胞浆内生成丙酮酸进入线粒体，在羧化酶的催化下成丙酮酸进入线粒体，在羧化酶的催化下生成草酰乙酸，后者再转运到细胞浆，经生成草酰乙酸，后者再转运到细胞浆，经转氨酶催化生成天冬氨酸。转氨酶催化生成天冬氨酸。谷氨酸脱氨基生成谷氨酸脱氨基生成-酮戊二酸，酮戊二酸，-酮戊二酸酮戊二酸经三羧酸循环转化为草酰乙酸，后者经糖异生经三羧酸循环转化为草酰乙酸，后者经糖异生途径生成磷酸二羟丙酮，再还原为途径生成磷酸二羟丙酮，再还原为3-磷酸甘油。磷酸甘油。-酮戊二酸还可以在转化为草酰乙酸后进一步酮戊二酸还可以在转化为草酰乙酸后进一步脱羧转化为丙酮酸，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰脱羧转化为丙酮酸，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA，再经脂肪酸合成酶系作用生成脂肪酸。，再经脂肪酸合成酶系作用生成脂肪酸。3-磷酸甘油和脂肪酸可以合成脂肪。磷酸甘油和脂肪酸可以合成脂肪。4.4.试述谷氨酸转化成脂肪的过程。试述谷氨酸转化成脂肪的过程。5.丙酮酸在动物体内可转化成哪些物质？指出相关丙酮酸在动物体内可转化成哪些物质？指出相关代谢途径名称。代谢途径名称。代代代代谢谢谢谢途径途径途径途径或反或反或反或反应应应应产产产产物物物物进进进进一步代一步代一步代一步代谢谢谢谢产产产产物物物物转转转转氨基氨基氨基氨基丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸无氧酵解无氧酵解无氧酵解无氧酵解乳酸乳酸乳酸乳酸羧羧羧羧化化化化草草草草酰酰酰酰乙酸乙酸乙酸乙酸糖异生糖异生糖异生糖异生葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵解逆行酵解逆行酵解逆行酵解逆行磷酸二磷酸二磷酸二磷酸二羟羟羟羟丙丙丙丙酮酮酮酮甘油甘油甘油甘油氧化脱氧化脱氧化脱氧化脱羧羧羧羧乙乙乙乙酰酰酰酰CoACoACoACoA三三三三羧羧羧羧酸循酸循酸循酸循环环环环COCOCOCO2 2 2 2+H+H+H+H2 2 2 2O O O O脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸酮酮酮酮体合成体合成体合成体合成酮酮酮酮体体体体胆固醇合成胆固醇合成胆固醇合成胆固醇合成胆固醇胆固醇胆固醇胆固醇目目 录录组织、器官的代谢特点及联系组织、器官的代谢特点及联系MetabolicSpecialtyandInterrelationshipsofTissuesandApparatus第第 三三 节节目目 录录是机体物质代谢的枢纽。是机体物质代谢的枢纽。在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢中均具在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢中均具有独特而重要的作用。有独特而重要的作用。肝肝合成、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。目目 录录酮体酮体乳酸乳酸 游离脂酸游离脂酸葡萄糖葡萄糖以葡萄糖有氧氧化供能为主。以葡萄糖有氧氧化供能为主。心脏心脏目目 录录耗能大，耗氧多。耗能大，耗氧多。葡萄糖葡萄糖为主要能源。为主要能源。不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体酮体。脑脑目目 录录合成、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；猛烈运猛烈运动时，以糖酵解为主。动时，以糖酵解为主。肌肌 肉肉目目 录录能量主要来自能量主要来自糖酵解糖酵解。红红细细胞胞目目 录录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。脂肪组织脂肪组织目目 录录也可进行也可进行糖异生糖异生和生成和生成酮体酮体；肾髓质主要由糖酵解供能；肾皮质主要由脂酸、肾髓质主要由糖酵解供能；肾皮质主要由脂酸、酮体有氧氧化供能。酮体有氧氧化供能。肾脏肾脏目目 录录代代 谢谢 调调 节节TheRegulationofMetabolism第第 四四 节节目目 录录代谢调整普遍存在于生物界，是生物的代谢调整普遍存在于生物界，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更，对酶的活性及含量度的变更，对酶的活性及含量进行调整，这种调整称为原始进行调整，这种调整称为原始调整或细胞水平代谢调整。调整或细胞水平代谢调整。单细胞生物单细胞生物目目 录录高等生物高等生物 三级水平代谢调整三级水平代谢调整细胞水平代谢调整细胞水平代谢调整激素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分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发，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。整体水平代谢调节整体水平代谢调节在中枢神经系统的控制下，或通过在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经神经纤维及神经递质对靶细胞递质对靶细胞直接发生影响，或通过直接发生影响，或通过某些激素某些激素的分泌来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。目目 录录 一、细胞水平的代谢调整一、细胞水平的代谢调整 细胞水平的代谢调整主要是酶水平的调整。细胞水平的代谢调整主要是酶水平的调整。细胞水平的代谢调整主要是酶水平的调整。细胞水平的代谢调整主要是酶水平的调整。细胞内酶呈隔离分布。细胞内酶呈隔离分布。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、方向由其中的关键酶代谢途径的速度、方向由其中的关键酶代谢途径的速度、方向由其中的关键酶代谢途径的速度、方向由其中的关键酶(key (key (key (key enzyme)enzyme)enzyme)enzyme)的活性确定。的活性确定。的活性确定。的活性确定。代谢调整主要是通过对关键酶活性的调整而代谢调整主要是通过对关键酶活性的调整而代谢调整主要是通过对关键酶活性的调整而代谢调整主要是通过对关键酶活性的调整而实现的。实现的。实现的。实现的。目目 录录线粒体线粒体:丙酮酸氧化丙酮酸氧化;三羧酸循环三羧酸循环;-氧化氧化;呼吸链电子传递呼吸链电子传递;氧化磷酸化氧化磷酸化细胞质细胞质:糖酵解糖酵解;磷戊糖途径磷戊糖途径;糖原合成糖原合成;脂肪酸合成脂肪酸合成;氨基酸合成；氨基酸合成；核苷酸合成；核苷酸合成；蛋白质合成蛋白质合成细胞核细胞核:核酸合成核酸合成内质网内质网:蛋白质加工蛋白质加工;磷脂合成磷脂合成（一）细胞内酶的隔离分布（一）细胞内酶的隔离分布目目 录录目目 录录细胞膜结构对代谢的调整和限制作用细胞膜结构对代谢的调整和限制作用 限制跨膜离子浓度梯度和电位梯度 限制细胞和细胞器的物质运输 内膜系统对代谢途径的分隔作用 膜与酶的可逆结合 酶的隔离分布的意义酶的隔离分布的意义 避开了各种代谢途径相互干扰。避开了各种代谢途径相互干扰。目目 录录 速度最慢，它的速度确定整个代谢途径的速度最慢，它的速度确定整个代谢途径的总速度，故又称其为限速酶总速度，故又称其为限速酶(limiting velocity enzymes)(limiting velocity enzymes)。催化单向反应不行逆或非平衡反应，它的催化单向反应不行逆或非平衡反应，它的活性确定整个代谢途径的方向。活性确定整个代谢途径的方向。这类酶活性除受底物限制外，还受多种代这类酶活性除受底物限制外，还受多种代谢物或效应剂的调整。谢物或效应剂的调整。关键酶催化的反应具有以下特点：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确定方向由其中的关键酶确定 。目目 录录例：糖代谢的关键酶例：糖代谢的关键酶目目 录录 快速代谢快速代谢 迟缓代谢迟缓代谢数秒、数分钟数秒、数分钟通过改变酶的通过改变酶的活性活性数小时、几天数小时、几天通过改变酶的通过改变酶的含量含量 变构调节变构调节(allosteric regulation)化学修饰调节化学修饰调节(chemical modification)代谢调整主要是通过对关键酶活性的调整而实现的。代谢调整主要是通过对关键酶活性的调整而实现的。目目 录录1.变构调整的概念变构调整的概念小小分分子子化化合合物物与与酶酶分分子子活活性性中中心心以以外外的的某某一一部部位位特特异异结结合合，引引起起酶酶蛋蛋白白分分子子构构象象变变更更，从从而而变变更更酶酶的的活活性性，这这种种调调整整称称为酶的变构调整或别构调整。为酶的变构调整或别构调整。（二）关键酶的变构调整（二）关键酶的变构调整目目 录录被调整的酶称为变构酶或别构酶被调整的酶称为变构酶或别构酶(allosteric enzyme)(allosteric enzyme)使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂(allosteric effector)(allosteric effector)变构激活剂变构激活剂 allosteric effector 引起酶活性引起酶活性增加增加的变构效应剂。的变构效应剂。变构抑制剂变构抑制剂 allosteric effector 引起酶活性引起酶活性降低降低的变构效应剂。的变构效应剂。目目 录录2.变构调整的机制变构调整的机制变构酶变构酶催化亚基催化亚基调整亚基调整亚基变构效应剂：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调节亚基调节亚基催化亚基催化亚基目目 录录变构效应剂变构效应剂+酶的调整亚基酶的调整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目目 录录3.变构调整的生理意义变构调整的生理意义 代谢终产物反馈抑制代谢终产物反馈抑制(feedback inhibition)反反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶丙二酰丙二酰CoA长链脂酰长链脂酰CoA目目 录录 变构调整使能量得以有效利用，不变构调整使能量得以有效利用，不致奢侈。致奢侈。G-6-P+糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶抑制糖的氧化抑制糖的氧化糖原合酶糖原合酶促进糖的储存促进糖的储存目目 录录变构调整使不同的代谢途径相互协调。变构调整使不同的代谢途径相互协调。柠檬酸柠檬酸+6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化抑制糖的氧化 乙酰辅酶乙酰辅酶A 羧化酶羧化酶 促进脂酸的合成促进脂酸的合成目目 录录（三）酶的化学修饰调整（三）酶的化学修饰调整1.1.化学修饰的概念化学修饰的概念酶酶蛋蛋白白肽肽链链上上某某些些残残基基在在酶酶的的催催化化下下发发生生可可逆逆的的共共价价修修饰饰，从从而而引引起起酶酶活活性性变变更更，这种调整称为酶的化学修饰。这种调整称为酶的化学修饰。目目 录录2.2.化学修饰的主要方式化学修饰的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 互变互变目目 录录酶的磷酸化与脱磷酸化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目目 录录酶级联系统酶级联系统调控示意图调控示意图意义：由于酶的意义：由于酶的共价修饰反应是共价修饰反应是酶促反应，只要酶促反应，只要有少量信号分子有少量信号分子（如激素）存在，（如激素）存在，即可通过加速这即可通过加速这种酶促反应，而种酶促反应，而使大量的另一种使大量的另一种酶发生化学修饰，酶发生化学修饰，从而获得放大效从而获得放大效应。这种调整方应。这种调整方式快速、效率极式快速、效率极高。高。肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素1、腺苷酸环化腺苷酸环化酶（无活性）酶（无活性）腺苷酸环化酶（活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶蛋白激酶（无活性）（无活性）蛋白激酶（活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激、磷酸化酶激酶（无活性）酶（无活性）磷酸化酶激酶（活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶、磷酸化酶 b（无活性）（无活性）磷酸化酶磷酸化酶 a（活性）（活性）6、糖原、糖原6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖血液肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素132 102 104 106 108葡萄糖葡萄糖ATP ADPATP ADP456目目 录录3.3.化学修饰的特点化学修饰的特点酶酶蛋蛋白白的的共共价价修修饰饰是是可可逆逆的的酶酶促促反反应应，在在不不同同酶酶的的作作用用下下，酶酶蛋蛋白白的的活活性性状状态态可可相相互互转转变变。催催化化互互变变反反应应的的酶酶在在体体内内可可受受调调整因素如激素的调控。整因素如激素的调控。具具有有放放大大效效应应，效效率率较较变变构构调调整整高高。消消耗耗能量少。能量少。磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。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整和化学修饰调整。同一个酶可以同时受变构调整和化学修饰调整。思 考？目目 录录试比较酶变构调整与化学修饰调整的异同试比较酶变构调整与化学修饰调整的异同？相同点：均为细胞水平的调整，属于快速调整，相同点：均为细胞水平的调整，属于快速调整，受调整的酶为关键酶。受调整的酶为关键酶。不同点：不同点：调整物质不同：调整物质不同：变构剂是化合物；化学修饰调整的调整物是一个酶。变构剂是化合物；化学修饰调整的调整物是一个酶。酶结构变更不同：酶结构变更不同：变构调整是非共价结合变构剂而变更酶蛋白构象；化变构调整是非共价结合变构剂而变更酶蛋白构象；化学修饰调整是共价结合某一基团而变更酶蛋白结构。学修饰调整是共价结合某一基团而变更酶蛋白结构。作用特点及生理意义不同：作用特点及生理意义不同：变构调整无放大效应，仅使底物有效利用；化学修饰变构调整无放大效应，仅使底物有效利用；化学修饰调整有放大效应，可以应激。调整有放大效应，可以应激。目目 录录（四）酶量的调整（四）酶量的调整1.1.酶蛋白合成的诱导与阻遏酶蛋白合成的诱导与阻遏加速酶合成的化合物称为加速酶合成的化合物称为诱导剂诱导剂(inducer)(inducer)削减酶合成的化合物称为阻遏剂削减酶合成的化合物称为阻遏剂(repressor)(repressor)目目 录录 常见的诱导或阻遏方式常见的诱导或阻遏方式 底物底物对酶合成的诱导和阻遏对酶合成的诱导和阻遏 产物产物对酶合成的阻遏对酶合成的阻遏 激素激素对酶合成的诱导对酶合成的诱导 药物药物对酶合成的诱导对酶合成的诱导目目 录录 2.2.酶蛋白降解酶蛋白降解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变更酶蛋白分子的降解速度，也能调通过变更酶蛋白分子的降解速度，也能调整酶的含量。整酶的含量。1.1.物质代谢的调整可分为物质代谢的调整可分为_、_、_等等3 3个层次。个层次。2.2.酶活性的调整可通过酶活性的调整可通过_和和_2_2种方式。种方式。3.3.酶的结构调整有酶的结构调整有_和和_2_2种方式。种方式。4.4.代谢途径中活性最低的酶称为代谢途径中活性最低的酶称为_，它常受，它常受变构剂调整，变构剂以变构剂调整，变构剂以_键结合于酶的键结合于酶的_，变更酶的构象和活性。变更酶的构象和活性。5.5.酶蛋白的磷酸化修饰受酶蛋白的磷酸化修饰受_催化，磷酸基团催化，磷酸基团由由_供应，脱磷酸受供应，脱磷酸受_催化。催化。6.6.变构调整与化学修饰调整作用时间快，称为变构调整与化学修饰调整作用时间快，称为_，而酶合成的诱导或阻遏则称为，而酶合成的诱导或阻遏则称为_。7.7.化学修饰调整最常见的方式是化学修饰调整最常见的方式是_和和_。目目 录录内、外环境变更内、外环境变更机体相关组机体相关组织分泌织分泌激素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、激素水平的代谢调整二、激素水平的代谢调整目目 录录激素n作用特点作用特点n n量小作用大量小作用大n n有特异性有特异性n n作用快速作用快速目目 录录激素的受体（receptor）n n化学本质化学本质化学本质化学本质n n存在部位存在部位存在部位存在部位vv蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质vv靶细胞质膜靶细胞质膜靶细胞质膜靶细胞质膜vv靶细胞内靶细胞内靶细胞内靶细胞内vv靶细胞质膜和靶细胞内靶细胞质膜和靶细胞内靶细胞质膜和靶细胞内靶细胞质膜和靶细胞内目目 录录激素分类激素分类 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：目目 录录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胰岛素胰岛素生长激素生长激素促性腺激素促性腺激素促甲状腺激素促甲状腺激素甲状旁腺素甲状旁腺素生长因子生长因子肾上腺素肾上腺素目目 录录 2.胞胞内内受受体体激激素素的的作作用用方方式式类固醇激素类固醇激素甲状腺激素甲状腺激素活性维生素活性维生素D3视黄酸视黄酸目目 录录（一）饥饿（一）饥饿糖原消耗糖原消耗血糖趋于降低血糖趋于降低胰岛素分泌削减胰岛素分泌削减胰高血糖素分泌增加胰高血糖素分泌增加 引起一系列的代谢变更引起一系列的代谢变更1.短期饥饿（短期饥饿（13天）天）三、整体水平的代谢调整三、整体水平的代谢调整目目 录录（1）蛋白质代谢变更）蛋白质代谢变更分解加强，氨基酸异生成糖分解加强，氨基酸异生成糖（2）糖代谢变更）糖代谢变更 糖异生加强，糖异生加强，组织对葡萄糖利用降低组织对葡萄糖利用降低（3）脂代谢变更）脂代谢变更 脂肪动员加强，酮体生成增多脂肪动员加强，酮体生成增多目目 录录2.长期饥饿长期饥饿（1）蛋白质代谢变更）蛋白质代谢变更 蛋白质分解削减蛋白质分解削减（2）糖代谢变更）糖代谢变更肝肾糖异生增加肝肾糖异生增加肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸（3）脂代谢变更）脂代谢变更脂肪动员进一步加强脂肪动员进一步加强脑组织利用酮体增加脑组织利用酮体增加目目 录录（二）应（二）应 激激1.1.概念概念应应激激(stress)(stress)指指人人体体受受到到一一些些异异乎乎寻寻常常的的刺刺激激，如如创创伤伤、剧剧痛痛、冻冻伤伤、缺缺氧氧、中中毒毒、感感染染及及猛猛烈烈心心情情波波动动等等所所作作出出一一系系列反应的列反应的“惊惶状态惊惶状态”。目目 录录2.2.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高血糖素、生长激素增加。、生长激素增加。引起一系列的代谢变化引起一系列的代谢变化目目 录录3.3.代谢变更代谢变更（1 1）血糖上升血糖上升（2 2）脂肪动员增加脂肪动员增加（3 3）蛋白质分解加强）蛋白质分解加强目目 录录细胞水平调整细胞水平调整细胞水平调整细胞水平调整激素水平调整激素水平调整激素水平调整激素水平调整神经水平调整神经水平调整神经水平调整神经水平调整酶水平调整酶水平调整酶水平调整酶水平调整最主要的调整方式最主要的调整方式最主要的调整方式最主要的调整方式最高水平的调整最高水平的调整最高水平的调整最高水平的调整下列关于关键酶的描述中下列关于关键酶的描述中,错误的是错误的是()()A.A.酶催化的反应速度最慢酶催化的反应速度最慢 B.B.关键酶常催化非平衡反应关键酶常催化非平衡反应C.C.关键酶受底物限制关键酶受底物限制D.D.关键酶一般不受化学修饰调整关键酶一般不受化学修饰调整E.E.常通过变构效应来调整关键酶的活性常通过变构效应来调整关键酶的活性 变构激活剂与酶的结合部位是变构激活剂与酶的结合部位是()()A.A.活性中心的结合基团活性中心的结合基团 B.B.活性中心催化基团活性中心催化基团 C.C.酶分子上的咪唑基酶分子上的咪唑基 D.D.酶分子的随意部位酶分子的随意部位 E.E.酶蛋白质中的调整部位酶蛋白质中的调整部位 脂酸氧化、糖异生、酮体生成都可发生的脂酸氧化、糖异生、酮体生成都可发生的组织是（组织是（）A A肝脏肝脏 B.B.肠粘膜细胞肠粘膜细胞 C.C.肌肉肌肉 D.D.胰腺胰腺 E.E.脑脑 下列哪种代谢途径只在线粒体进行下列哪种代谢途径只在线粒体进行()()A.A.糖酵解糖酵解 B.B.酮体生成酮体生成 C.C.糖的有氧氧化糖的有氧氧化 D.D.脂酸合成脂酸合成 E.E.尿素合成尿素合成 下列哪种代谢途径在胞液和线粒体共同完成下列哪种代谢途径在胞液和线粒体共同完成()()A.A.糖异生糖异生 B.B.磷脂合成磷脂合成 C.C.胆固醇合成胆固醇合成 D.D.三羧酸循环三羧酸循环 E.E.糖酵解途径糖酵解途径 突然受惊吓时突然受惊吓时,机体会出现机体会出现()()A.A.脂肪动员削减脂肪动员削减 B.B.血糖上升血糖上升 C.C.血糖降低血糖降低 D.D.糖异生削减糖异生削减 E.E.蛋白质分解削减蛋白质分解削减关于酶化学修饰的叙述，错误的是（关于酶化学修饰的叙述，错误的是（）A A见的是磷酸化和去磷酸化修饰见的是磷酸化和去磷酸化修饰 B B化学修饰有级联放大效应化学修饰有级联放大效应C C酶的磷酸化作用使酶活性增加酶的磷酸化作用使酶活性增加D.D.调整效率较変构调整高调整效率较変构调整高E.E.属快速调整属快速调整 A.A.酶的化学修饰调整酶的化学修饰调整 B.B.酶的变构调整酶的变构调整 C.C.酶含量的调整酶含量的调整 D.D.通过细胞膜受体通过细胞膜受体 E.E.通过胞内受体通过胞内受体糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶bb磷酸化酶磷酸化酶a a属于属于()()ATPATP对磷酸果糖激酶的调整对磷酸果糖激酶的调整()()类固醇激素在体内发挥作用类固醇激素在体内发挥作用()()肾上腺素作用于肝细胞调整血糖代谢是肾上腺素作用于肝细胞调整血糖代谢是()()A A乳酸乳酸 B.B.肝糖原肝糖原 C.C.脂肪酸脂肪酸D.D.甘油甘油 E.E.氨基酸氨基酸 F.F.酮体酮体空腹空腹1 1天内天内,血糖来自于血糖来自于()()饥饿饥饿2 2天天,血糖主要来自血糖主要来自()()（30%30%乳酸、乳酸、10%10%甘油、甘油、40%40%氨基酸）氨基酸）随着饥饿的的持续随着饥饿的的持续,用作糖异生原料增加的是用作糖异生原料增加的是()()长期饥饿时长期饥饿时,肌肉的主要能源物质是肌肉的主要能源物质是()()，脑的，脑的主要能源物质是主要能源物质是()()。糖异生的主要来源是。糖异生的主要来源是()()和和()()。在在“搏斗或逃逸搏斗或逃逸”时，肾上腺素的释放促进肝、心肌和骨时，肾上腺素的释放促进肝、心肌和骨骼肌中的糖原降解，在肝脏中糖原降解的终产物是葡萄糖，骼肌中的糖原降解，在肝脏中糖原降解的终产物是葡萄糖，与此相反在骨骼肌中的终产物是丙酮酸。与此相反在骨骼肌中的终产物是丙酮酸。（a a）为什么糖原在这两种组织中会生成不同的终产物？）为什么糖原在这两种组织中会生成不同的终产物？（b b）有机体在）有机体在“战斗或逃逸战斗或逃逸”时，具有这两种不同的糖时，具有这两种不同的糖原降解途径的优越性是什么？原降解途径的优越性是什么？答：（答：（a）心肌和骨骼肌缺少葡萄糖）心肌和骨骼肌缺少葡萄糖-6-磷酸磷酸酶，所以糖原降解生成的葡磷酸磷酸酶，所以糖原降解生成的葡萄糖萄糖-6-磷酸都进入到酵解途径，在缺氧条件下经丙酮酸转化为乳酸。（磷酸都进入到酵解途径，在缺氧条件下经丙酮酸转化为乳酸。（b）磷）磷酸化的中间产物不能从细胞中逃掉，因为带电的分子不能穿过细胞膜。在酸化的中间产物不能从细胞中逃掉，因为带电的分子不能穿过细胞膜。在搏斗搏斗或逃逸或逃逸时为了使肌肉具有活力须要高浓度的酵解的前体物质。另一方面，肝应时为了使肌肉具有活力须要高浓度的酵解的前体物质。另一方面，肝应当释放葡萄糖以便维持血糖水平。葡萄糖可以由葡萄糖当释放葡萄糖以便维持血糖水平。葡萄糖可以由葡萄糖-6-磷酸形成，然后从肝磷酸形成，然后从肝细胞输送到血液中。细胞输送到血液中。激素可分为水溶性激素（如肾上腺素）和脂溶性激素激素可分为水溶性激素（如肾上腺素）和脂溶性激素（如固醇类激素）。大部分水溶性激素不进入到靶细胞（如固醇类激素）。大部分水溶性激素不进入到靶细胞里面，而是通过作用于细胞表面的受体发挥它的效应。里面，而是通过作用于细胞表面的受体发挥它的效应。但脂溶性激素不仅进入靶细胞，而且是在细胞核内发挥但脂溶性激素不仅进入靶细胞，而且是在细胞核内发挥作用。两类激素作用的模式与它们的溶解性、受体位置作用。两类激素作用的模式与它们的溶解性、受体位置有什么相关性有什么相关性?答：水溶性激素不易穿过细胞膜，所以它与靶细胞表答：水溶性激素不易穿过细胞膜，所以它与靶细胞表面的受体结合，击发细胞内的其次信使（如面的受体结合，击发细胞内的其次信使（如cAMPcAMP）形成，）形成，通过其次信使发挥作用。而由于脂溶性激素可以通过细通过其次信使发挥作用。而由于脂溶性激素可以通过细胞膜，可以干脆作用于靶分子或受体。胞膜，可以干脆作用于靶分子或受体。