生化物质代谢的联系与调节 (2).ppt

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1、生化物质代谢的联系与调节1现在学习的是第1页，共42页物质代谢的联系与调节物质代谢的联系与调节第第9 9章章Metabolic Interelationships and Regulation现在学习的是第2页，共42页第一节第一节 物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系一一 物质代谢特点物质代谢特点1 1 整体性整体性糖、脂、蛋白质、核酸的代谢相互联系，相互转变，糖、脂、蛋白质、核酸的代谢相互联系，相互转变，构成一个整体构成一个整体现在学习的是第3页，共42页2 2 代谢调节代谢调节机体根据内外环境的变化调节各种物质代谢通路机体根据内外环境的变化调节各种物质代谢通路的强度、方向和速度。的强度、

2、方向和速度。机体有精细的调节机机体有精细的调节机机体有精细的调节机机体有精细的调节机制，调节代谢的强度、制，调节代谢的强度、制，调节代谢的强度、制，调节代谢的强度、方向和速度方向和速度方向和速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影响机体代谢影响机体代谢适应环境适应环境适应环境适应环境的变化的变化的变化的变化现在学习的是第4页，共42页3 3 共同的代谢池共同的代谢池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糖血糖全全身身组组织织现在学习的是第5页，共42页4 4 动态平衡动态平衡不断更新、适时补充，通过调节保持代谢的动态平不断更新、适时补充，通过

3、调节保持代谢的动态平衡，以防止中间产物的堆积和缺乏。衡，以防止中间产物的堆积和缺乏。现在学习的是第6页，共42页二、物质代谢的相互关系二、物质代谢的相互关系（一）在能量代谢上的相互联系（一）在能量代谢上的相互联系从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代替。从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代替。一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。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，避免浪费。的降解，避免浪费。现在学习的是第7页，共42页三大营养素三大营养素共同中间共同

4、中间产物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CoACoA三羧酸三羧酸循环循环2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPCOCO2 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。现在学习的是第8页，共42页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）（糖分解代谢限速酶）现在学习的是第9页，共42页1 1 糖代谢与脂肪代谢的相互关系糖代谢与脂肪代谢的相互关系(二二)物质代谢的相互联系物质代谢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

5、肪组织）（脂肪组织）合成糖原储存（肝、肾、肌肉）合成糖原储存（肝、肾、肌肉）乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶现在学习的是第10页，共42页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肪酸脂肪酸脂脂肪肪甘油甘油葡萄糖葡萄糖乙酰乙酰CoA三羧酸循环三羧酸循环酮体酮体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糖异生糖异生现在学习的是第11页，共42页2 2 糖与氨基酸代谢的相互联系糖与氨基酸代谢的相互联系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

6、为糖。天冬氨酸，谷氨酸天冬氨酸，谷氨酸现在学习的是第12页，共42页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冬氨酸谷氨酸谷氨酸现在学习的是第13页，共42页氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoACoA脂肪脂肪 蛋白质可以转变为脂肪蛋白质可以转变为脂肪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3 3 脂类与氨基酸代谢的相互联系脂类与氨基酸代谢的相互联系现在学习的是第14页，共42页 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

7、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现在学习的是第15页，共42页4 4 核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系核酸与糖、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提供磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供现在学习的是第16页，共42页葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪亮亮、赖赖草酰乙酸草酰乙

8、酸-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸胆固醇、酮体胆固醇、酮体甘油甘油脂酸脂酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸酪酪脯脯缬缬,异亮异亮,蛋蛋,苏苏天冬天冬谷谷精精组组脯脯丙丙色色丝丝甘甘苏苏半胱半胱现在学习的是第17页，共42页5 5 器官之间的代谢联系器官之间的代谢联系肝脏是全身器官代谢的枢纽肝脏是全身器官代谢的枢纽现在学习的是第18页，共42页物质代谢的调节物质代谢的调节第二节第二节现在学习的是第19页，共42页1 1 细胞水平的调节细胞水平的调节2 2 激素水平的调节激素水平的调节3 3 整体水平的调节整体水平的调节在神经系统参与下由酶和激素共同构成的调节网络在神经系统参与下由酶

9、和激素共同构成的调节网络通过对细胞内通过对细胞内酶酶的调节来实现的调节来实现协调不同细胞、组织与器官之间的代谢协调不同细胞、组织与器官之间的代谢在三个层次上进行在三个层次上进行现在学习的是第20页，共42页一、细胞水平的调节一、细胞水平的调节细胞水平的调节即是酶的调节，细胞水平的调节即是酶的调节，最基本的调节方式，最基本的调节方式，是一切代谢调节的基础是一切代谢调节的基础1 1、酶结构的调节：它通过酶结构的改变，使其活性发、酶结构的调节：它通过酶结构的改变，使其活性发生变化，生变化，调节特点是产生效应快，但不持久调节特点是产生效应快，但不持久2 2、酶量的调节：通过改变酶的生成与降解速度来改变

10、酶、酶量的调节：通过改变酶的生成与降解速度来改变酶活性，活性，特点是速度慢，但调节的时间较长久特点是速度慢，但调节的时间较长久现在学习的是第21页，共42页区域化，各类代谢分别在各亚细胞结构中进行，区域化，各类代谢分别在各亚细胞结构中进行，互不干扰，又可使作用物在局部浓集。互不干扰，又可使作用物在局部浓集。脂肪酸合成，乙酰脂肪酸合成，乙酰CoA 胞液胞液 脂肪酸脂肪酸-氧化生成氧化生成 乙酰乙酰CoA 线粒体线粒体（一）（一）细胞内酶的隔离分布细胞内酶的隔离分布现在学习的是第22页，共42页多酶体系在细胞内的分布多酶体系在细胞内的分布现在学习的是第23页，共42页现在学习的是第24页，共42页

11、限速酶限速酶(limiting velocity enzymes)(limiting velocity enzymes)：速度最慢，：速度最慢，它它的速度决定整个代谢途径的总速度的速度决定整个代谢途径的总速度 催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活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。性决定整个代谢途径的方向。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：对酶的调节主要是对代谢通路中关键酶的调节对酶的调节主要是对代谢通路中关键酶的调节现在学习的是第25页，共42页变构调节变构调节化学修饰调节化学修饰调节快速调节快速调节 迟缓调节迟缓调节数秒、数分钟数秒、

12、数分钟通过改变酶的活性通过改变酶的活性数小时、几天数小时、几天通过改变酶的含量通过改变酶的含量 现在学习的是第26页，共42页（二）酶的变构调节（二）酶的变构调节变构调节变构调节一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的部分一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的部分非共价键非共价键结合，使结合，使酶构象改变酶构象改变，从而改变酶的催化活性，从而改变酶的催化活性，这种调节方式称这种调节方式称变构调节变构调节。现在学习的是第27页，共42页变构激活剂变构激活剂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。变构酶变构酶能够

13、接受变构调节的酶称为变构酶，变构酶多是能够接受变构调节的酶称为变构酶，变构酶多是关键酶，变构调节关键酶，变构调节没有共价键没有共价键的改变，的改变，快速快速调节酶调节酶活性活性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，称为变构效应剂现在学习的是第28页，共42页（三）酶的化学修饰（三）酶的化学修饰化学修饰化学修饰酶分子的某些基团在其它酶的催化下发生酶分子的某些基团在其它酶的催化下发生共价修饰共价修饰，从而，从而引起酶活性改变，这种现象称为酶的化学修饰调节。可逆引起酶活性改变，这种现象称为酶的化学修饰调节。可逆的，快速的调节方式的，快速的调节方式如：乙酰化、甲基化、腺苷化及磷

14、酸化如：乙酰化、甲基化、腺苷化及磷酸化 最常见的化学修饰是磷酸化和去磷酸化最常见的化学修饰是磷酸化和去磷酸化现在学习的是第29页，共42页丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸酪氨酸酪氨酸OHOHO OP P蛋白激酶蛋白激酶磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶Pi HPi H2 2O OATP ADPATP ADP酶蛋白酶蛋白磷酸化酶蛋白磷酸化酶蛋白酶的磷酸化与脱磷酸酶的磷酸化与脱磷酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸酪氨酸酪氨酸现在学习的是第30页，共42页（4 4）快速调节快速调节方式方式。2 2 酶促化学修饰的特点酶促化学修饰的特点（1 1）修饰过程需要其它酶的催化，酶从活性到非活）修饰过程需要其它酶的催化，酶从活性到非活

15、性的互变需不同的酶分别催化。性的互变需不同的酶分别催化。（2 2）化学修饰引起酶分子）化学修饰引起酶分子共价键的改变共价键的改变，因一个酶，因一个酶 可可催化多个酶蛋白修饰，即出现级联放大作用。催化效催化多个酶蛋白修饰，即出现级联放大作用。催化效率较高。率较高。（3 3）修饰过程）修饰过程需耗能需耗能。催化反应较别构酶广泛。催化反应较别构酶广泛。现在学习的是第31页，共42页（四）酶量的调节（四）酶量的调节通过改变酶的合成或降解以调节细胞内酶的含量，通过改变酶的合成或降解以调节细胞内酶的含量，从而调节代谢的速度和强度。由于酶的合成或降解从而调节代谢的速度和强度。由于酶的合成或降解所需时间较长，

16、消耗所需时间较长，消耗ATPATP量较多，因此酶量调节属量较多，因此酶量调节属迟缓（慢）调节迟缓（慢）调节，作用较持久。，作用较持久。现在学习的是第32页，共42页第三节第三节 细胞信息传递细胞信息传递现在学习的是第33页，共42页激素分类激素分类 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：现在学习的是第34页，共42页跨膜信号转导的一般步骤跨膜信号转导的一般步骤特定的细胞释放特定的细胞释放信息物质信息物质信息物质经扩散或血循环到达靶细胞信息物质经扩散或血循环到达靶细胞与靶细胞的与靶细胞的受体受体特异性结合特异性结合受体对

17、信号进行转换并启动细胞内信使系统受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统靶细胞产生生物学效应靶细胞产生生物学效应现在学习的是第35页，共42页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现在学习的是第36页，共42页1.1.信号分子信号分子2.G2.G蛋白偶联受体蛋白偶联受体3.G3.G蛋白蛋白生物学效应生物学效应4.4.第二信使第二信使:cAMP:cAMP5.5.蛋白激酶蛋白激酶A(PKA)A(PKA)（一）（一）cAMP-蛋白激酶途径蛋白激酶途径组成组成现在学习的是第37页，共42页作用于细胞膜受体的激素作用于细胞膜受体的激素 1、腺苷酸环化酶体系、腺苷酸环化酶体系

18、肾上腺素肾上腺素+细胞膜受体细胞膜受体 激活激活G蛋蛋白白 激活腺苷酸环化酶激活腺苷酸环化酶（AC）催化催化ATP转化为转化为cAMP 激活蛋白激激活蛋白激酶酶A（PKA）催化效应蛋白的磷酸化催化效应蛋白的磷酸化 产生一系列生理功能产生一系列生理功能.cAMPcAMP是重要的第二信使，胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮是重要的第二信使，胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质激素、甲状旁腺素及降钙素等都是通过质激素、甲状旁腺素及降钙素等都是通过cAMPcAMP发挥作用。发挥作用。现在学习的是第38页，共42页作用于细胞膜受体的激素作用于细胞膜受体的激素激活蛋白激酶激活蛋白激酶C C(PKC)(PKC)

19、催化一些蛋催化一些蛋白磷酸化白磷酸化与钙调蛋白结合调节与钙调蛋白结合调节酶或蛋白活性酶或蛋白活性第二信第二信使使内质网中内质网中钙（钙（Ca）释放释放2 2、磷脂酰肌醇体系、磷脂酰肌醇体系(如：去甲肾上腺素、如：去甲肾上腺素、ADHADH等等)激素与膜受体结合激素与膜受体结合 激活另一类激活另一类G G蛋白蛋白 激活磷脂酶激活磷脂酶C C 催化膜上磷脂酰肌醇二磷酸催化膜上磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2(PIP2）水解）水解 甘油二酯（甘油二酯（DGDG）+三磷酸肌醇三磷酸肌醇(IP3)(IP3)现在学习的是第39页，共42页 2.胞胞内内受受体体激激素素的的作作用用方方式式现在学习的是第40页，共

20、42页作用于胞内受体的激素大多为大多为类固醇激素类固醇激素：属脂质、能透过质膜：属脂质、能透过质膜。进入细胞与受体结合为复合体，进入核进入细胞与受体结合为复合体，进入核内，与内，与DNA区段上的调节区域相互作用，区段上的调节区域相互作用，从而调控相应基因表达，使蛋白合成量升从而调控相应基因表达，使蛋白合成量升高和下降。高和下降。现在学习的是第41页，共42页物质代谢调节的参考思考题物质代谢调节的参考思考题v糖、蛋白质和脂肪是否可以相互转化，为什么？糖、蛋白质和脂肪是否可以相互转化，为什么？v什么是变构调节和化学调节，试比较变构调节和化学修饰调节。什么是变构调节和化学调节，试比较变构调节和化学修

21、饰调节。v甘氨酸、丙酮酸可以转变为哪些物质，简述转变过程。甘氨酸、丙酮酸可以转变为哪些物质，简述转变过程。v简述丙酮酸、乳酸异生为葡萄糖的主要过程及关键酶。简述丙酮酸、乳酸异生为葡萄糖的主要过程及关键酶。v试以天冬氨酸为中心，将已学过的代谢联系起来试以天冬氨酸为中心，将已学过的代谢联系起来v以图示说明谷氨酸在下述代谢途径的主要过程：以图示说明谷氨酸在下述代谢途径的主要过程：(1).(1).生成尿生成尿素；素；(2).(2).生成生成COCO2 2、H H2 2O O和和ATPATP；(3).(3).转变成葡萄糖；转变成葡萄糖；(4).(4).转变成转变成嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸现在学习的是第42页，共42页