第十四章代谢调节-(1)代谢途径间及细解读

糖代谢受阻与动用脂肪

糖尿病：糖代谢障碍，体内依靠脂类氧化 供能。因此，动用脂肪，运到肝脏氧化， 结果产生大量酮体，必须经血液运到其他 组织，如肌肉组织，再被氧化供能。
酮体为酸性，血液中酮体含量增高时，易 发生酸中毒。 饥饿时：体内无糖供能，也会大量动用脂 肪，易造成酮体过多。 以上均可导致不同程度的脂类代谢紊乱。
糖、脂类、蛋 白质和核酸代 谢的相互关系 示意图
酮体
（生酮AA）
3.糖代谢与脂类代谢的相互联系
糖与脂类可互相转变。
主要步骤：
①糖→酵解→磷酸二羟丙酮→丙酮酸 磷酸二羟丙酮→还原→甘油 丙酮酸→氧化脱羧→乙酰辅酶A→缩合 →脂肪酸 甘油+脂肪酸→脂类
②脂类→分解→甘油+脂肪酸
糖、脂类、蛋白质和 核酸的相互转变
1.糖代谢与蛋白质代谢的相互关系 糖代谢： 糖——机体重要的碳源和能源，可生成相应 的氨基酸。 例如：糖→氧化分解→丙酮酸→TcA→α-酮 戊二酸、琥珀酰CoA、草酰乙酸。 （如图） 几种α-酮酸→氨基化→多种氨基酸。 糖分解→ATP→为氨基酸和蛋白质合成供能。
糖、脂类、蛋 白质和核酸代 谢的相互关系 示意图
(氨基酸除 生糖外还可 生成酮体和 脂肪）
2.脂类代谢与蛋白质代谢的联系
细胞膜由类脂和蛋白质组成。 脂肪→分解→能量∴称脂肪为贮能物质 脂类与蛋白质之间可以互相转变 脂类 ①甘油→丙酮酸→草酰乙酸、α-酮戊二 酸→琥珀酰CoA→氨基化→各种氨基酸 ②脂肪酸→β-氧化→乙酰CoA→与草酰 乙酸缩合→TcA→Asp、Glu等氨基酸。


核酸的合成——受多种物质特别是蛋白质的 调节和控制作用。例如：Gly、Asp、Gln参 加嘌呤合成， Asp、Gln参加嘧啶环的合成。 核酸的合成——除需要酶催化外，还需要多 种蛋白质因子和核糖参与作用。 综上所述，糖、脂类、蛋白质和核酸在 代谢中彼此影响，相互转化密切相关。TcA 不仅是共通途径，而且也是联系渠道。氧化 磷酸化是产能的共通途径。各途径可自身控 制与调节，转化是有节制的。（如图）
糖、脂类、蛋 白质和核酸代 谢的相互关系 示意图
（糖分解产 生的几种α酮酸与氨基 酸的关系）
蛋白质代谢转化为糖



蛋白质→分解→氨基酸→糖（体内）。 某些AA→脱氨→丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀 酰CoA、草酰乙酸→异生→葡萄糖和糖原。 称这些AA称为生糖氨基酸。例如，甘氨酸、 丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸、组氨酸、 谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、 精氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸及脯氨酸等， 此外，苯丙氨酸、酪氨酸、异亮氨酸和色氨 酸也能产生糖。（如图）
第十四章 细胞代谢调节 与基因表达调控
本章内容
一、细胞代谢途径的调节网络； 二、酶促反应的前馈和反馈； 三、细胞结构对代谢的控制； 四、神经体液的调节作用； 五、基因表达的调控机制。
一、代谢途径间的调节网络
所有细胞都是由四类生物
大分子(多糖、脂类复合 物、蛋白质和核酸)、为 数有限的生物小分子、无 机盐和水所组成。
生物大分子结构特点
多糖——由一种或多种单糖聚合而成； 蛋白质——由20种氨基酸残基组成； 核酸——RNA由4种苷酸组成、DNA——由 4种脱氧核糖核苷酸组成的无分支长链线 型分子。 脂类——属于生物小分子，但可聚集成 超分子结构，因此，将脂类复合物也归 为生物大分子。

（一）代谢途径的交叉网络


在动物体内蛋白质可转变成脂肪。 生酮AA有Leu、Ile、Phe、Tyr及Try等， 上列AA →代谢→乙酰乙酰CoA ①→乙酰乙酸（酮体） ②→缩合→脂肪酸 生糖AA→丙酮酸→甘油 生糖AA→丙酮酸→氧化脱羧→乙酰辅酶A→羧化→ 丙二酸单酰辅酶A→脂肪酸 （如图） 磷脂分子中的胆胺或胆碱，是由Ser脱羧形成。

பைடு நூலகம்

细胞内代谢种类多、繁杂。 若各自独立，则极其庞乱，细胞无法容纳。 细胞代谢：将物质或反应进行分类，纳入各自 的代谢途径，以少数种类的反应（例如，氧化 还原、基团转移、水解合成、基团脱加及异构 反应等）转化为种类繁多的分子。 各途径可经交叉点、关键中间代谢物相互转化。 使各代谢相互沟通，形成经济有效、运转良好 的代谢网络通路。 细胞内具有三个最关键的中间代谢物：葡萄糖 -6-磷酸、丙酮酸和乙酰辅酶A。
蛋白质
核酸
淀粉、糖原
脂肪
糖、脂 类、蛋 白质和 核酸代 谢的相 互关系 示意图
酮体
(二）分解和合成代谢的单向性





代谢途径多为可逆过程。然而，实际上代谢过 程均为单向反应。 在一条代谢途径中，某些关键部位的正、逆反 应往往由不同酶催化。因此，称为相对立的单 向反应（或底物循环）。 合成是吸能反应，通常多与ATP水解相偶联。 降解则是放能反应。 这些吸、放能反应均远离平衡点，从而保证了 反应的单向进行。

TcA形成氨基酸需补充有机酸
事实上，由乙酰辅酶A进入TcA转化形 成氨基酸需要消耗有机酸，如无补充 反应将不能进行。 在植物和微生物中存在乙醛酸(CHOCOO-) 循环。可以由二分子乙酰辅酶A合成一 分子琥珀酰CoA，以增加TcA中的有机 酸，从而促进脂肪酸合成氨基酸。

蛋白质转变成脂肪



甘油→磷酸化→α-甘油磷酸→磷酸二羟丙 酮→糖异生→糖 脂肪酸转变为糖是有限度的。脂肪酸通过 β—氧化，生成乙酰辅酶A。 植物或微生物：乙酰辅酶A→乙醛酸循环→ 缩合为琥珀酸→补充TcA中的有机酸→ 草 酰乙酸→脱羧→丙酮酸→糖。 动物体内：乙酰辅酶A→TcA→CO2+H2O， 成糖机会很少 同位素实验表明：动物体内脂肪酸→转变 成糖，需要补充TcA中的有机酸。



4.核酸代谢与糖、脂肪及 蛋白质代谢的联系


核酸——是遗传物质，它通过控制蛋白质合成， 影响细胞的组成和代谢类型。 核酸——不是重要的碳、氮源和能源。 许多核苷酸——在代谢中起重要作用。例如， ATP——能量转移和磷酸化的重要物质； UTP——参与单糖转变和多糖合成； CTP——参与卵磷脂合成。 GTP——为蛋白质合成所需的重要能量物质。 此外，许多辅酶：辅酶A、烟酰胺核苷酸等， 都是AMP的衍生物。