物质代谢的联系与调节
9 物质代谢和调节
第九章物质代谢的联系与调节内容提要物质代谢是生命的本质特征，是生命活动的物质基础。
体内各种物质代谢是相互联系、相互制约的。
体内物质代谢的特点：①整体性；②在精细调节下进行；③各组织器官物质代谢各具特色；④具有共同的代谢池；⑤ATP是共同能量形式；⑥NADPH是代谢所需的还原当量。
各代谢途径之间可通过共同枢纽性中间产物互相联系和转变。
糖、脂肪、蛋白质等营养素在供应能量上可互相代替，互相制约，但不能完全互相转变，因为有些代谢反应是不可逆的。
各组织、器官有独特的代谢方式。
肝是物质代谢的中心。
从肠道吸收进入人体的营养素，几乎都是经肝的处理和中转；各器官所需的营养素大多也通过肝的加工或转变，有的代谢终产物还需通过肝解毒和排出。
代谢调节可分为三级水平：一是细胞水平调节，主要通过改变关键酶的活性来实现。
酶活性调节有两种方式：酶的变构调节和酶蛋白的化学修饰调节。
变构调节系变构剂与酶的调节亚基结合引起酶分子构象改变，导致其催化活性改变，不涉及共价键与组成的变化。
而酶的化学修饰调节是酶催化的化学反应，涉及酶蛋白的化学结构共价键与组成的变化；有磷酸化、甲基化、乙酰化等方式，以磷酸化为主；化学修饰调节具有放大效应；以调节代谢强度为主。
变构调节与化学修饰调节两者相辅相成，均为快调节。
二是激素水平调节，通过激素与靶细胞受体特异结合，将激素信号转化为细胞内一系列化学反应，最终表现出激素的生物学效应。
根据受体在细胞内的部位不同，激素可分为膜受体激素（蛋白质、肽类及儿茶酚胺类激素），通过与膜受体结合可将信号跨膜传递入细胞内，胞内受体激素（类固醇激素、甲状腺素），可通过细胞膜进入细胞内与胞内受体（大多在核内）结合，形成二聚体，作为转录因子与DNA上特定核苷酸序列即激素反应元件（HRE）结合，以调控该元件所辖特定基因的表达。
三是神经系统可通过内分泌腺间接调节代谢，也可直接对组织、器官直接施加影响，进行整体调节，从而使机体代谢处于相对稳定状态。
生物化学讲义第十章物质代谢的联系和调节
生物化学讲义第十章物质代谢的联系和调节 【目的与要求】1.熟悉三大营养物质氧化供能的通常规律与相互关系。
2．熟悉糖、脂、蛋白质、核酸代谢之间的相互联系。
3．熟悉代谢调节的三种方式。
掌握代谢途径、关键酶（调节酶）的概念；掌握关键酶（调节酶）所催化反应的特点。
熟悉细胞内酶隔离分布的意义。
熟悉酶活性调节的方式。
4．掌握变构调节、变构酶、变构效应剂、调节亚基、催化亚基的概念；5．掌握酶的化学修饰调节的概念及要紧方式。
6．熟悉激素种类及其调节物质代谢的特点。
7．熟悉饥饿与应激状态下的代谢改变。
【本章重难点】1.物质代谢的相互联系2．物质代谢的调节方式及意义3．酶的变构调节、化学修饰、阻遏与诱导4．作用于细胞膜受体与细胞内受体的激素学习内容第一节物质代谢的联系第二节物质代谢的调节第一节物质代谢的联系一、营养物质代谢的共同规律物质代谢：机体与环境之间不断进行的物质交换，即物质代谢。
物质代谢是生命的本质特征，是生命活动的物质基础。
二、三大营养物质代谢的相互联系糖、脂与蛋白质是人体内的要紧供能物质。
它们的分解代谢有共同的代谢通路—三羧酸循环。
三羧酸循环是联系糖、脂与氨基酸代谢的纽带。
通过一些枢纽性中间产物，能够联系及沟通几条不一致的代谢通路。
对糖、脂与蛋白质三大营养物质之间相互转变的关系作简要说明：㈠糖可转变生成甘油三酯等脂类物质（除必需脂肪酸外），甘油三酯分解生成脂肪酸，脂肪酸经β-氧化生成乙酰CoA，乙酰CoA或者进入三羧酸循环或者生成酮体，因此甘油三酯的脂肪酸成分不易生糖，但甘油部分能够转变为磷酸丙糖而生糖，但是甘油只有三个碳原子，只占甘油三酯的很小部分。
㈡多数氨基酸是生糖或者生糖兼生酮氨基酸。
因此氨基酸转变成糖较为容易。
糖代谢的中间产物只能转变成非必需氨基酸，不能转变成必需氨基酸。
㈢少数氨基酸能够生酮，生糖氨基酸生糖后，也可转变为脂肪酸（除必需脂肪酸外），因此氨基酸转变成脂类较为容易。
脂肪酸经β-氧化生成乙酰CoA进入三羧酸循环后，即以CO2形式被分解。
第十二章物质代谢的相互联系与调控
第十四章 物质代谢的相互联系与调控教学目标：1. 熟悉物质代谢的特点和相互间的联系，掌握交叉点。
2. 了解代谢调节的方式和水平。
3. 熟悉酶水平调节的方式、原理（酶活性、酶量、酶的区域化分布）4. 了解激素和神经水平调节的特点。
第一节 物质代谢的相互联系一、物质代谢的特点1. 整体性 各类物质的代谢在相互联系、相互制约下进行，形成一个完整统一的过程（网络） 在能量供应上，糖、脂、蛋白质可以相互替代，相互制约。
一般情况下，糖是主要供能物质 （50%~70%），脂主要是储能（供能只占 10%~40%），蛋白质几乎不是供能形式；饥饿或某些 病理状态时，糖供能减少，脂和蛋白质分解供能增加。
物质代谢在个体和种属之间都具互补性，这是生态平衡的基础。
2. 代谢调节 正常情况下，机体各种物质代谢能适应内外环境变化，有序地进行。
这是由于机体存 在精细的调节机制， 不断调节各种物质代谢的强度、 方向和速度以适应内外环境变化。
调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。
3. 生命物质的降解和合成有共同点 生命物质的降解是一个分子由大到小， 生成其单体的过程。
降解的方式有水解、 焦磷酸解、 硫解。
降解后的单体进入中间代谢进一步分解。
分解的作用一是获得能量，获得重要的中间物。
ATP 是生物体能量利用的共同形式，是机体最主要的能量载体和各种生 命活动能量的直接供体。
分解的最终产物是CO2 H2O NH3 H3PO4 S02等无机物，因种属 差异，各类物质分解的最终产物有所不同。
生命物质的合成是一个由小到大， 由简单到复杂的过程。
分为半合成和从头合成。
蛋白 质 核酸 多糖和脂类的聚合是一种半合成。
自养生物可直接将无机物转化为有机物， 氨基 酸、核苷酸、单糖、脂肪酸和胆固醇的合成是从无到有，即从头合成。
NAD PH 是合成代谢所需的还原当量。
物质代谢具共同的代谢池，处于动态平衡中。
4. 各组织、器官物质代谢各具特色 动物、植物和微生物的物质代谢以及动物各组织、器官的物质代谢途径有所不同，各 具特色。
第十一章物质代谢的相互联系及其调节
CTP
血红素合成 ALA合成酶
血红素
（2）变构酶的特点及作用机制
变构酶常由多个亚基构成； 变构效应剂可通过非共价键与调节亚基结合，引起酶构
象改变（T态和R态）或亚基的聚合、分离从而影响酶 的活性； 变构酶的酶促反应动力学不符合米曼氏方程式； 变构效应剂常常是酶的底物、产物或其他小分子中间代 谢物。 变构调节过程不需要能量。
(CH2)4CO HS Co
OH
AO
CH
3
CO
P
丙酮酸脱氢 酶
O CH HC TT
S
二氢硫辛酸 转乙酰酶
C C S Co
H3
A
H SH
(CH2)4CO OH
2 3
HP
S
(CH2)4CO OH
S
S
FAD H2
二氢硫辛酸
脱氢酶 FA D
丙酮酸氧化脱羧
NFAA
D+
NADH +H+
乙酰 丙二酸单 β-酮脂酰转移酶 酰转移酶 合成酶
第一节
物质代谢的相互联系
一、物质代谢的特点
物质代谢的整体性 物质代谢的可调节性 组织器官代谢的特色性 不同来源代谢物代谢的共同性 能量储存的特殊性 NADPH为合成代谢提供还原当量
二、物质代谢的相互联系
（一）能量代谢上的相互联系
物质代谢过程中所伴随的能量的贮存、释放、转移和利 用等称为能量代谢。
现出激素的生物学效应。 根据激素作用受体部位不同，激素可分为：细胞膜受
体激素和细胞内受体激素。
三、整体水平的代谢调节
1.应激状态下的代谢调节
应激是机体在一些特殊的情况下，如严重创伤、感染、中 毒、剧烈的情绪变化等所作出的应答性反应。
物质代谢的联系和调节专业知识讲解
汇报人： 2023-12-30
目录
• 物质代谢的基本概念 • 物质代谢的联系 • 物质代谢的调节 • 物质代谢异常与疾病 • 物质代谢的研究方法 • 物质代谢的前沿进展与未来展
望
01
物质代谢的基本概念
物质代谢的定义
物质代谢
指生物体内所发生的用于维持生命活动的化学反应的总和，包括 合成代谢和分解代谢两类。
合成代谢
指生物从外界吸收各种营养物质，通过一系列化学反应将其转化 为自身组成成分，并储存能量的过程。
分解代谢
指生物体将自身组成成分分解为简单物质，并释放能量的过程。
物质代谢的过程
消化吸收
食物经过物理和化学方式被分解为可被细胞吸 收的小分子，如氨基酸、单糖和脂肪酸。
转运
吸收的小分子通过细胞膜的转运进入细胞内部 。
物质代谢与细胞信号转导的联系
激素调节物质代谢
激素作为细胞信号分子，可以调节细胞内酶的活性或影响基因的表达，从而调 节物质代谢的速度和方向。
物质代谢影响细胞信号转导
细胞内的物质代谢可以产生一些小分子信号分子，如cAMP、Ca2+等，这些信 号分子可以作为第二信使参与细胞信号转导过程。
03
物质代谢的调节
05
物质代谢的研究方法
生物化学研究方法
生物化学研究方法是通过生物化学手段来研究物质代谢的过 程。这些手段包括生物化学实验、生物化学分析和生物化学 技术等。通过这些方法，可以深入了解物质代谢的分子机制 和代谢途径。
生物化学研究方法还可以用来研究生物体内各种物质的合成 、分解和转化等过程，以及这些过程之间的相互联系和调节 机制。这些研究对于理解生物体的生命活动和疾病发生机制 具有重要意义。
生物化学(10.3)--作业物质代谢的联系与调节(附答案)
第九章 物质代谢的联系与调节名词解释物质代谢(metabolism)限速酶(1imitingvelocityenzymes)变构酶(Allostericenzyme)与变构调节(Allostericregulation)酶的化学修饰(chemicalmodifacation)泛素(Ubiquitin反馈控制(feedback)蛋白激酶(ProteinKinase)酶的诱导剂(enzymeinducer)变构调节(Allostericregulation)调节酶(regulatoryenzyme)问答题1. 简述丙酮酸在代谢中的作用。
2. 试述乙酰CoA在代谢中的作用。
3. 脂肪能否进行糖异生?4. 简述甘氨酸的生化作用。
5. 列出至少8种维生素的辅酶形式及其参与的生化代谢。
6. 简述酶的化学修饰的特点。
7 简述人体在长期饥饿状态下，物质代谢有何变化。
8. 体内脂肪酸可否转变为葡萄糖?为什么?9. 糖、脂、蛋白质在机体内是否可以相互转变?简要说明其转变的途径或不能转变的原因。
10. 为何称三羧酸循环是物质代谢的中枢，有何生理意义?11. 讨论下列物质能否相互转变?简述其理由。
12. 试述体内草酰乙酸在物质代谢中有什么作用?13. 试述丙酮酸在体内物质代谢中的重要作用。
14. 三大营养物质，即糖、脂肪和蛋白质在机体内可以相互转变吗?简述其理由。
15. 为什么减肥的人也要限制糖类的摄入量?试从营养物质代谢的角度加以解释。
16. 请列举5种肝脏特有的代谢途径(在正常情况下，其他组织器官很难或很少进行的代谢过程)，并分别说明其主要生理意义。
17. 比较脑、肝、骨骼肌在糖、脂代谢和能量代谢上的主要特点。
18. 短期饥饿时，机体如何进行三级水平调节的?19. 试述人体在短期饥饿和长期饥饿情况下，糖、脂、蛋白质代谢有何特点？20. 试比较酶的变构调节和化学修饰调节的不同。
参考答案：名词解释物质代谢(metabolism)[答案]机体在生命活动过程中不断摄人O2及营养物质，在细胞内进行中间代谢，同时不断排出CO2及代谢废物，这种机体和环境之间不断进行的物质交换即物质代谢,包括分解、合成和能量代谢。
物质代谢联系与调节
01
02
03
某些物质可以诱导细胞内产生诱导酶，这种作用叫做酶的诱导生成作用。
一些分解代谢的酶类只在有关底物or底物类似物存在时才能诱导合成；
一些合成代谢的酶类在产物或产物类似物足够存在时，其合成被阻遏。
1.酶的诱导和阻遏
1
诱导酶：是指当细胞中加入特定诱导物后诱导产生的酶，它的含量在诱导物存在下显著增高，这种诱导物往往是酶底物的类似物或底物本身。
脂肪转变为糖是有限的。脂类分子的甘油部分经糖异生可以生成糖，而FA部分分解产生的乙酰CoA进入TCA后全部氧化为CO2和H2O。因此，在动物中，脂肪转变为糖是有限的，而在植物和微生物中存在乙醛酸循环，乙酰-CoA可产生OA，可异生为糖，因此，在植物和微生物中，脂肪可以转变为糖。
糖代谢与脂代谢的相互联系
细胞代谢的调节，主要是通过控制酶的作用而实现的。这种酶水平的调节，是最基本的调节方式。激素和神经调节是随着生物进化、发展而完善起来的调节机制，但是它们仍然是通过“酶水平”的调节而发挥其作用。所有这些调节又受生物遗传因素的控制。
DNA的复制、转录在细胞核里进行。转录出的mRNA、tRNA、rRNA从核孔穿出进入细胞质，在粗面内质网上进行蛋白质的生物合成。
当诱导物存在时，诱导物和阻遏蛋白结合时，改变阻遏蛋白的构象，不能与操纵基因结合，于是RNA聚合酶起作用，使底物基因进行转录和翻译，生成酶蛋白。
酶生成的阻遏作用（repression） 在没有代谢产物时，阻遏蛋白不能与操纵基因结合，因而结构基因就转录翻译，生成酶蛋白。
当代谢产物存在时，代谢终产物和阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白构象发生变化，可与操纵基因结合，从而使结构基因不能进行转录，酶的生成受到阻遏。
核酸代谢与糖、脂及蛋白质代
生物化学基础第08章 物质代谢的联系与调节
糖 ▲生酮氨基酸
脂肪
三
○生糖兼生酮氨基酸 未标记为生糖氨基酸
磷酸丙糖 α —磷酸甘油 脂肪酸
、
三
磷酸烯醇式丙酮酸
大 物 质
丙氨 酸 半胱氨酸 甘氨 酸 苏氨 酸 ○ 色氨酸
丙酮酸 乙酰CoA
▲亮氨酸 ○ 异亮氨酸 酮体 ○ 色氨酸
乙酰 乙酰CoA
代
天冬酰胺 天冬氨酸
草酰乙酸
谢
柠檬 酸
▲亮氨酸 ▲赖氨酸 ○ 异亮氨酸
之
间
○ 苯丙氨酸 ○ 酪氨酸
延胡索酸 三羧酸循环
○ 色氨酸 ○ 苯丙氨酸 ○ 酪氨酸
的
联
缬氨 酸 苏氨酸
系
蛋氨酸 ○ 异亮氨酸
琥珀酰CoA
α—酮戊二酸
谷氨 酸 谷氨 酰胺 精氨 酸 组氨 酸 脯氨 酸
四、核酸与其他物质代谢的联系
氨基酸是体内合成核酸的重要原料:
氨基酸
（蛋、丝、组、甘、色）
分解代谢
主要通过神经-体液途径对代谢进行整体调节。 整体调节中，中枢神经系统起主导作用，它可
直接影响组织、器官代谢，如运动神经兴奋时， 肌细胞内ADP与无机磷酸浓度增加，促进糖氧 化分解。
饥饿的整体调节
1～3天不进食，肝糖原减少，血糖趋于降低， 胰岛素分泌减少和胰高血糖素分泌增加。
由此引起肌蛋白分解加快，糖异生作用增强， 脂肪动员和分解增加，酮体生成增多。肌蛋白分 解的氨基酸增多，其中大部分转变为丙氨酸和谷 氨酰胺，成为糖异生的主要原料。脂肪动员的脂 肪酸约有25%在肝生成酮体，脂肪酸和酮体成为 心肌、骨骼肌和肾皮质的重要燃料。
《生物化学基础》
电子课件
鄂东职业技术学院医药学系 湖北省黄 冈 卫 生学校
大学生物化学课件物质代谢的联系和调节
（3）肝在蛋白质代谢中的作用
1. 合成多种血浆蛋白质
（四）共同代谢池
体外摄入的营养物或体内各组织细胞的代谢物， 只要是同一化学结构的物质，在进行中间代谢 时，不分彼此，参加到共同的代谢池中参与代 谢，机会均等。 葡萄糖、 氨基酸
（五）ATP是机体能量利用的共同形式 （六） NADPH是合成代谢所需还原当量
第二节 物质代谢的相互联系
一、在能量代谢上的相互联系
全部清蛋白、凝血酶原、纤维蛋白原、Apo A、B、C、 E，部分a1, a2, β球蛋白。
2. AA合成与分解的主要器官。
3. 生成尿素的器官。 肝昏迷氨中毒
（4）肝参与多种维生素和辅酶的代谢 (略)
1. 肝在脂溶性维生素吸收和血液运输中的作用 胆汁酸参与维生素A，D，E，K的吸收。 血液中的运输：视黄醇结合蛋白 维生素D结合蛋白
（二）糖代谢与AA代谢的联系
1. 糖
NEAA (12种)
2. AA 糖 （18种，糖异生，除Leu, Lys）
必需AA 生糖AA 生酮AA 生糖兼生酮AA
（三）脂类代谢与AA代谢的相互联系
1. AA CH3CO-ScoA
FA、胆固醇
2. AA 是合成PL的原料 丝AA、乙醇胺、甲硫AA、胆碱(p160) 肉碱（β-氧化，p156）
饥饿：脂肪动员，脂肪组织分解TG为甘油和FA，释放入血。
6 . 肾：
糖异生、糖酵解、酮体生成 肾髓质，无线粒体，只能酵解供能 肾皮质，主要利用FA、酮体供能
第十二章物质代谢的联系与调节
物质代谢的联系与调节
重点
掌握物质代谢的相互联系及特点。了解物质代谢 调节的意义及方式。熟悉重要物质代谢途径的亚 细胞定位；掌握变构酶的概念及其生理意义；了 解酶含量的调节——酶合成的诱导与阻遏。熟悉 激素与受体作用的特点，熟悉整体的物质代谢调 节。
第一节
物质代谢的相互联系
概论
一切生物的生命都靠代谢的正常运转来维持。机 体代谢途径异常复杂，一个细菌细胞的代谢反应 已在1000个以上，其他高级生物的代谢反应之复 杂可想而知了。生物体是一个组成极其复杂但又 非常精密；代谢反应繁多但又有条不紊；各种物 质代谢都有自己的独立过程但相互之间确联系密 切；互相可以转化但又相互制约。总之，机体是 一个完整统一的新陈代谢反应器。
中间代谢
废物排泄
• 各种物质代谢之间互有联系，相互依存。
㈡ 代谢调节
内外环境 不断变化 影响机体代谢
适应环境 的变化
机体有精细的调节 机制，调节代谢的 强度、方向和速度
㈢ 各组织、器官物质代谢各具特色
结构不同 不同的组 织、器官 酶系的种类、 含量不同 代谢途径不同、 功能各异
肝
组织、器官的代谢特点及联系
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。
例如
脂肪分解增强 ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
糖分解被抑制
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 （糖分解代谢限速酶之一）
• 饥饿时
肝糖原分解 ，肌糖原分解
1~2天 肝糖异生，蛋白质分解
•细胞水平的调节主要为细胞内跨膜的集中和隔离的 分布。见P301。
物质代谢的相互联系和代谢调节
（无活性） 磷酸化酶激酶（活性）
104
ATP ADP
5
106
Ⅲ 、举例：糖原磷酸化酶的共价修饰调节
去磷酸化
磷酸化
Ⅳ 、特点：
①快速调节(比别构调节慢）；
②酶促、共价修饰；
③被修饰的酶有两种形式，一种为活性形式， 另一种为非活性形式。
④对调节信号有放大效应，调节效率比别构 调节高；
酶级联系统 调控示意图
肾上腺素或 胰高血糖素
1、腺苷酸环化酶
（无活性）
腺苷酸环化酶（活性）
三、脂代谢与蛋白质代谢的相互联系
1、脂肪转化为蛋白质
甘油 脂肪
磷酸二羟丙酮
脂肪酸 乙酰CoA 氨基酸碳架 氨基酸 蛋白质
有限
2、蛋白质转化为脂肪
生酮AA α-酮酸
乙酰乙酸 乙酰辅酶A
蛋白质 生糖AA
丙酮酸
磷酸二羟丙酮
脂肪酸 脂肪
α-磷酸甘油
四、核酸代谢与其他物质代谢的相互关系
1、糖、脂肪、蛋白质为核酸的合成提供原料和能量
Ⅲ、别构调节的一种重要方式 ——前馈和反馈调节
前馈：意思是“输入对输出的影响”。 底物对代谢过程的调节作用。
反馈：意思是“输出对输入的影响”。 代谢产物对代谢过程的调节作用。
前馈和反正馈调控(+)：使代谢过程加快。 负调控(-)：使代谢过程减慢。
其调节机理是通过酶的变构效应来实现的。
+ 或—
前馈 S0 E0 S1 E1 S2
2.糖、脂肪、蛋白质的代谢是相互关联的
（殊途同归——TCA）
3.三者之间的相互转化
一、糖代谢与脂肪代谢的相互联系（转化）
1、糖转化为脂肪
⑴糖
有氧氧化乙酰CoA，NADPH 从头合成 脂肪酸
物质代谢的联系及调节ppt课件
丙酮酸
乙酰 CoA
植物或微 生物
三羧酸 循环
乙醛酸 循环
糖原（或淀粉） 1，6-二磷酸果糖
磷酸二羟丙酮 磷酸烯醇丙酮酸
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸 琥珀酸
糖的分解代谢和 糖异生的关系
天冬氨酸
（PEP） 丙酮酸
（胞液） （线粒体）
（转氨基作用） 谷氨酸
蛋白质 核酸
淀粉、糖原
脂肪
糖
类
氨基酸
核苷酸
1-磷酸葡萄糖
ATP 腺苷酸 抑制 环化酶
cAMP
磷酸二酯
5'-AMP
酶 激活
葡萄糖
分解代 谢产物
真核生物基因表达调控
• 真核基因表达调控的五个水平
DNA水平调节 转录水平调节 转录后加工的调节 翻译水平调节 翻译后加工的调节
• 真核基因调控主要是正调控 • 顺式作用元件和反式作用因子 • 转录因子的相互作用控制转录
是通过酶的变构效应来实现的。
（1）限速步骤和标兵酶
（2）反馈抑制
（3）前馈和反馈激活
（4）前馈和反馈调节中酶活性调节的机制
共价修饰
酶分子中的某些基团，在其它酶的催化下， 可以共价结合或脱去，引起酶分子构象的改变， 使其活性得到调节，这种方式称为酶的共价修饰 （Covalent moldification ）。目前已知有六种修饰方 式：磷酸化/去磷酸化，乙酰化/去乙酰化，腺苷酰 化/去腺苷酰化，尿苷酰化/去尿苷酰化，甲基化/ 去甲基化，氧化（S-S）/还原(2SH)。
谷氨酸
联
谷氨酰氨
系
组氨酸 脯氨酸
丙酮酸 乙酰乙酰CoA
丙二单酰CoA
乙酰CoA
胆固醇
草酰乙酸 苹果酸
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②具有放大效应，效率较变构调节高。
③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。
目录
（四）改变细胞内酶的含量可调节酶的活性
1．调节酶蛋白含量可通过诱导或阻遏酶蛋 白基因的表达 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)
酮体 乳酸 游离脂酸 葡萄糖 正常优先以脂酸为燃料产生ATP。能量可依次 以消耗自由脂酸、葡萄糖、酮体等能源物质提供。
目录
三、脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大
• 耗能大，耗氧多。
• 葡萄糖为主要能源，每天消耗约100g。
• 不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体。
目录
四、肌肉主要氧化脂肪酸，强烈 运动产生大量乳酸
• 合成、储存肌糖原； • 通常以脂酸氧化为主要供能 方式； 剧烈运动时，以糖酵 解为主。
目录
五、糖酵解是为成熟红细胞提供 能量的主要途径
红细胞没有线粒体。
六、脂肪组织是合成、储存脂肪 的重要组织
七、肾是可进行糖异生和生成酮体 两种代谢的器官
目录
第四节 物质代谢的调节方式
The Way for Regulation of Metabolism
引起一系列的代谢变化
目录
（1）脂代谢变化 脂肪动员加强，酮体生成增多
（2）糖代谢变化
糖异生加强， 组织对葡萄糖利用降低
（3）蛋白质代谢变化
肌蛋白质分解加强，氨基酸异生成糖
目录
2．长期饥饿时各组织发生与短期饥饿不同的 代谢改变 ： （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
酶 糖原磷酸化酶 磷酸化酶b激酶 化学修饰类型 磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸 酶活性改变 激活/抑制 激活/抑制
糖原合酶
丙酮酸脱羧酶 磷酸果糖激酶 丙酮酸脱氢酶 HMG-CoA还原酶
磷酸化/脱磷酸
磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸
抑制/激活
抑制/激活 抑制/激活 抑制/激活 抑制/激活
表现为心脑血管病的多种代谢危险因素在同
一个体内集结的状态。而超重和肥胖在MS发生、 发展中起着决定性的作用。
目录
1．肥胖者增加脂肪储存有不同类型
单纯性肥胖
• 体质性肥胖 ：青少年期多见的肥胖，主要由于 脂肪细胞数量增加所致。
• 获得性肥胖：成人因营养过剩引起的肥胖，主
要由于脂肪细胞体积增加，也有数量增加。
多酶体系
DNA及RNA合成 蛋白质合成 糖原合成 脂酸合成 胆固醇合成 磷脂合成 血红素合成 尿素合成
分布
细胞核 内质网，胞液 胞液 胞液 内质网，胞液 内质网 胞液，线粒体 胞液，线粒体
多酶体系
糖酵解 戊糖磷酸途径 糖异生 脂酸β氧化 多种水解酶 三羧酸循环 氧化磷酸化 呼吸链
分布
胞液 胞液 胞液 线粒体 溶酶体 线粒体 线粒体 线粒体
目录
常见的诱导或阻遏方式:
Ⅰ底物对酶合成的诱导和阻遏 Ⅱ产物对酶合成的阻遏 Ⅲ激素对酶合成的诱导
Ⅳ药物对酶合成的诱导
目录
2．调节细胞酶含量也可通过改变酶蛋白降解速度
通过改变酶蛋白分子的降解速度，也 能调节酶的含量。
溶酶体 —— 释放蛋白水解酶，降解蛋白质 蛋白酶体 —— 泛素识别、结合蛋白质； 蛋白水解酶降解蛋白质
脂肪分解增强
糖分解被抑制
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 (糖分解代谢限速酶之一)
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饥饿时：
肝糖原分解 ，肌糖原分解
1~2天 肝糖异生，蛋白质分解
3~4周
以脂酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低
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二、物质代谢相互联系
（一）体内糖可转变脂肪，但（偶数）脂肪酸 不能转变成糖
甘油 甘油激酶
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某 些 重 要 代 谢 途 径 的 关 键 酶
代谢途径
糖原降解 糖原合成
关键酶
磷酸化酶 糖原合酶
糖酵解
己糖激酶
磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶
糖有氧氧化
丙酮酸脱氢酶系 柠檬酸合酶
异柠檬酸脱氢酶 糖异生 丙酮酸羧化酶
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 果糖双磷酸酶-1
脂酸合成
胆固醇合成
乙酰辅酶A羧化酶
HMG辅酶A还原酶
提高速率
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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 。
关键酶催化的反应具有以下特点：
① 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)。
② 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。 ③ 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。
（二）小分子代谢物通过变构调节改变关 键酶活性
代谢途径 糖酵解 变构酶 己糖激酶
磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 三羧酸循环 糖异生 糖原分解 脂酸合成 氨基酸代谢 嘌呤合成 嘧啶合成 核酸合成 柠檬酸合酶 AMP
变构激活剂 AMP、ADP、FDP、Pi
FDP
变构抑制剂 G-6-P
柠檬酸 ATP，乙酰CoA ATP，长链脂酰CoA
HMG-CoA还原酶激酶
乙酰CoA羧化酶 脂肪细胞甘油三酯脂肪酶
磷酸化/脱磷酸
磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸
激活/抑制
抑制/激活 激活/抑制
黄嘌呤氧化脱氢酶
SH/-S-S-
脱氢酶/氧化酶
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酶促化学修饰的特点 ： ①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。催化互变反应的酶在体内可受调
例如：
消化吸收的糖 肝糖原分解 糖异生 糖 血
各 种 组 织
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五、ATP是能量的直接提供者
六、NADPH为合成代谢提供还原力
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第二节 物质代谢的相互联系
Metabolic Interrelationships
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一、物质代谢相互制约
三大营养素可在体内氧化供能。 三大营养素 糖 脂肪 乙酰CoA
dCTP，dATP
dTTP
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代谢途径的起始物或产物通过变构调节影响代 谢途径 催化亚基 变构酶 调节亚基
变构效应剂： 底物、终产物 其他小分子代谢物
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变构调节的生理意义 ① 代谢终产物反馈抑制 (feedback inhibition) 反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。 乙酰CoA 丙二酰CoA
第9章
物质代谢的联系与调节
Metabolic Interrelationships & Regulation
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第一节
物质代谢的特点
The Speciality of Metabolism
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一、物质代谢互相联系 二、物质代谢受到精细调节 三、各器官物质代谢各具特色 四、各种代谢物均具有各自共同的代谢池
乙酰CoA羧化酶
长链脂酰CoA
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②变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。 G-6-P
+
糖原合酶
–
糖原磷酸化酶
促进糖的储存
抑制糖的氧化
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③变构调节使不同的代谢途径相互协调。 柠檬酸 + 乙酰辅酶A 羧化酶 – 6-磷酸果糖激酶-1
促进脂酸的合成
抑制糖的氧化
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（三）关键酶活性可由酶的化学修饰调节
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一、肝是人体最重要的物质代谢 中心和枢纽
肝在糖代谢中的作用
合成、储存糖原; 分解糖原生成葡萄糖，释 放入血; 是糖异生的主要器官
肝在脂代谢中的作用。生成酮体，脂肪和胆固醇 肝在氨基酸代谢中的作用。合成和分解 蛋白质，合成尿素 肝是生物转化的主要场所
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二、心可利用多种能源物质， 以有氧氧化为主
肝、肾、肠
磷酸-甘油
脂 肪
脂酸
葡 萄 糖
乙酰CoA
葡萄糖
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（二）体内糖与大部分氨基酸碳架部分可以 相互转变
1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α-酮酸， 可转变为糖 例如：
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
糖异生
葡萄糖
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2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些非必需 氨基酸
丙氨酸
糖 丙酮酸
天冬氨酸
草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
2H
共同中 间产物
共同最终 代谢通路
TAC
CO2
蛋白质
ATP
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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，机体优先利用燃料的次序
是糖原、脂肪和蛋白质。供能以糖及脂为主
，并尽量节约蛋白质的消耗。
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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。
例如： ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
血中含量
胰高血糖素↑ 胰岛素↓ 肾上腺素↑ 皮质醇↑ 葡萄糖↑ 酮体↑ 乳酸↑ 葡萄糖↑ 氨基酸↑ 游离脂酸↑ 甘油↑
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肾上腺髓质、皮质
肝
肌
脂肪组织
（三）肥胖是多种因素引起的进食行为和能量 代谢调节的紊乱
代谢综合征(Metabolic Syndrome, MS) ：以 肥胖、高血压、糖代谢及血脂异常等为主要临床 表现的症候群 。
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二、激素通过作用特异受体调节 代谢过程
激素作用机制：
内、外环境改产生生物学 效应，适应内外环 境改变
激素与靶细胞 上的受体结合
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三、机体通过神经系统及神经-体液途径 整体调节体内物质代谢