物质代谢的整合与调节ppt课件
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代谢的整合与调节
（一）肝是维持血糖相对稳定的重要器官
A、肝内生成的葡糖-6-磷酸是糖代谢的枢纽
B 肝 是 糖 异 生 的 重 要 场 所
C 、肝内进行的糖酵解途径能够为其他代谢提供合成原料
不同营养状态下肝内如何进行糖代谢 ？
1. 饱食状态 肝糖原合成 ↑ 过多糖则转化为脂肪，以VLDL形式输出
2. 空腹状态 肝糖原分解↑
（四）、脂肪组织是储存和动员甘油三酯的重要组织
A、机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂肪组织
膳食脂肪：以CM形式运输至脂肪组织储存。 膳食糖：主要运输至肝转化成脂肪，以VLDL形式运输至脂肪组织
储存。部分在脂肪细胞转化为脂肪储存。
B、饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂肪供能
（五）、肾可进行糖异生和酮体生成
激素的灭活 ( inactivation ) 激素主要在肝中转化、降解或失去活性的过程称为激素的灭活
主要方式：生物转化作用
二、肝外重要组织器官的物质代谢及联系
（一）脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大
A、葡萄糖和酮体是脑的主要能量物质
脑没有糖原，也没有作为能量储存的脂肪及蛋白质 用于分解代谢,葡萄糖是脑主要的供能物后每天消 耗葡萄糖约100g,主要由血糖供应。脑组织具有很 高的己糖激酶活性，即使在血糖水平较低动也能有 效利用葡萄糖。长期饥饿血糖供应不足时，脑主要 利用由肝生成的酮体供能。饥饿3-4天时,脑每天耗 用约50g酮体。饥饿2周后，脑每天消耗的酮体可 达100g。
（二）、心肌可利用多种能源物质
（三）、骨骼肌以肌糖原和脂肪酸作为主要能量来源
A、不同类型骨骼肌产能方式不同
红肌：耗能多，富含肌红蛋白及细胞色素体系，具有较强氧化磷酸化能力。 白肌：耗能少，主要靠酵解供能。 B、骨骼肌适应不同耗能状态选择不同能源 直接能源：ATP 磷酸肌酸：可快速转移能量，生成ATP 静息状态：以有氧氧化肌糖原、脂肪酸、酮体为主 剧烈运动：糖无氧酵解供能大大增加 乳酸循环：整合糖异生与肌糖酵解途径
生化第十二章物质代谢的整合与调节
第九章物质代谢的整合与调节本章要点一、物质代谢的特点1.体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体2.机体物质代谢不断受到精细调节3.各组织、器官物质代谢各具特色4.体内各种代谢物都具有共同的代谢池5.ATP是机体储存能量和消耗能量的共同形式6.NADPH提供合成代谢所需的还原当量二、物质代谢的相互联系1.各种能量物质的代谢相互联系相互制约2.糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢物而相互联系①葡萄糖可转变为脂肪酸②葡萄糖与大部分氨基酸可以相互转变③氨基酸可转变为多种脂质但脂质几乎不能转变为氨基酸④一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料三、肝在物质代谢中的作用1.肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官①肝内生成的葡糖-6-磷酸是糖代谢的枢纽②肝是糖异生的主要场所2.肝在脂质代谢中占据中心地位①肝在脂质消化吸收中具有重要功能②肝是甘油三酯和脂肪酸代谢的中枢器官③肝是维持机体胆固醇平衡的主要器官④肝是血浆磷脂的主要来源3.肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃①肝合成多数血浆蛋白②肝内氨基酸代谢十分活跃③肝是机体解“氨毒”的主要器官4.肝参与多种维生素和辅酶的代谢①肝在脂溶性维生素吸收和血液运输中具有重要作用②肝储存多种维生素③肝参与多数维生素的转化5.肝参与多种激素的灭活四、肝外重要组织器官的物质代谢特点及联系1.心肌优先利用脂肪酸氧化分解供能①心肌可利用多种营养物质及其代谢中间产物为能源②心肌细胞分解营养物质供能方式以有氧氧化为主2.脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大①葡萄糖和酮体是脑的主要能量物质②脑耗氧量高达全身耗氧总量的四分之一③脑具有特异的氨基酸及其代谢调节机制3.骨骼肌主要氧化脂肪酸，强烈运动产生大量乳酸①不同类型骨骼肌产能方式不同②骨骼肌适应不同耗能状态选择不同能源4.糖酵解是成熟红细胞的主要供能途径5.脂肪组织是储存和释放能量的重要场所①机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂肪组织②饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂肪供能6.肾能进行糖异生和酮体生成五、物质代谢调节的主要方式（一）、细胞水平的物质代谢调节主要调节关键酶活性②别构效应通过改变酶分子构象改变酶活性③别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调4.化学修饰调节通过酶促共价修饰调节酶活性②酶的化学修饰调节具有级联放大效应▲化学修饰调节的特点：a.绝大多数受化学修饰调节的关键酶都具无活性（或低活性）和有活性（或高活性）两种形式，它们可分别在两种不同酶的催化下发生共价修饰，互相转变。
生理反应与代谢调节
实例三：营养摄入与生理反应
总结词
不同营养素对生理反应的作用
详细描述
不同的营养素对生理反应具有不同的作用。蛋白质是构成人体组织和器官的基本物质，对于生长发育和修复组织 非常重要。碳水化合物是主要的能源物质，能够提供能量并维持血糖水平稳定。脂肪也提供能量，并参与细胞膜 的构成和脂溶性维生素的吸收。维生素和矿物质对于维持正常的生理功能也非常重要。
生理反应与代谢调节
contents
目录
• 生理反应概述 • 代谢调节概述 • 生理反应与代谢调节的关系 • 生理反应与代谢调节的实例分析 • 生理反应与代谢调节的研究进展
01
生理反应概述
定义与特点
定义
生理反应是指生物体在受到内外环境 刺激时，通过调节和适应机制所做出 的反应。
特点
生理反应具有适应性、动态性和整体 性，能够使生物体维持内环境的稳态 ，以适应不断变化的外界环境。
运动能够增强心血管系统的功能，提高心脏的收缩力和血 管的弹性，降低血压和血脂水平，预防心血管疾病的发生 。
总结词
运动对呼吸系统的调节作用
详细描述
运动能够增强呼吸系统的功能，提高肺活量和呼吸深度， 增加氧气摄入和二氧化碳排出，改善呼吸健康。
实例二：应激反应与激素调节
总结词
应激反应的激素调节机制
详细描述
04
生理反应与代谢调节的实例分析
实例一：运动与能量代谢调节
总结词
运动对能量代谢的调节作用
详细描述
运动能够促进能量消耗，提高新陈代谢率，从而促进脂肪 和糖类的氧化分解，产生能量供给身体需要。运动还能够 改善肌肉和肝脏的糖原储备，提高身体的耐力和抗疲劳能 力。
总结词
运动对心血管系统的调节作用
物质代谢的调节
肝 酮体
脂肪酸 甘油
氧化供能
六、肾能进行糖异生和酮体生成
肾髓质无线粒体，主要由糖酵 解供能；肾皮质主要由脂酸、酮体 有氧氧化供能。
一般情况下，肾糖异生只有肝 糖异生葡萄糖量的10%。长期饥饿 （5~6周），肾糖异生可达每天40g ，与肝糖异生的量几乎相等。
第五节
物质代谢调节的主要方式
The main way for Regulation of Metabolism
（一）肝内生成的葡糖-6-磷酸是糖代谢的枢纽
G（补充血糖）
6-磷酸葡萄糖内酯 （进入磷酸戊糖途径）
G-6-P
F-6-P
脂肪
（进入酵解途径）
G-1-P
其他单糖 UDPG
葡糖醛酸 （进入葡糖醛酸途径）
Gn（合成糖原）
（ 二 ） 肝 是 糖 异 生 的 主 要 场 所
不同营养状态下肝内如何进行糖代谢？
（脂酸合成关键酶）
二、糖、脂和蛋白质代谢通过中间 代谢物而相互联系
糖、脂、蛋白质和核酸通过共同的中间代 谢物、柠檬酸循环、生物氧化等彼此联系且相 互转变。一种物质代谢障碍可引起其他物质代 谢的紊乱。
（一）葡萄糖可转变为脂肪酸
1. 摄入的糖量超过能量消耗时：
合成糖原储存（肝、肌肉）
葡
萄 糖
乙酰CoA
五、脂肪组织是储存和释放能量的重要 场所
（一）机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂 肪组织
膳食脂肪：以CM形式运输至脂肪组织储存。 膳食糖：主要运输至肝转化成脂肪，以VLDL形式 运输至脂肪组织储存。部分在脂肪细胞转化为脂肪 储存。
（二）饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂 肪供能
饥饿
脂解激素↑
HSL↑ 脂肪动员↑
代谢组学医学课件
发展和转移的关系。
通过代谢组学的研究，可以发现癌症的早期预警标志物、疗效评估指标 以及潜在的治疗靶点，为癌症的诊断和治疗提供新的思路和方法。
糖尿病代谢组学研究
糖尿病代谢组学研究主要关注糖代谢、脂肪代谢、蛋 白质代谢、维生素和矿物质代谢等方面的变化，以及 这些变化与糖尿病并发症的关系。
单击此处添加正文，文字是您思想的提一一二三四五 六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文 ，单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了最 终呈现发布的良好效果单击此4*25}
代谢组学实验设计原则
01
02
03
04
样本代表性
选择的生物样本应具有代表性 ，能够反映整体群体的代谢特
征。
实验可重复性
实验设计应确保可重复性，以 便验证结果的可靠性和稳定性
。
控制无关变量
应控制实验中的无关变量，以 减小其对实验结果的影响。
对照设置
合理设置对照组，以便更好地 比较不同组之间的代谢差异。
质谱技术（MS）
通过测量代谢产物的质量，来确定其成分和结构，具有高灵敏度和高 分辨率的特点。
气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）
结合了气相色谱的分离能力和质谱的鉴定能力，适用于复杂生物样本 中代谢产物的分析。
高效液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）
适用于分析热不稳定、极性或大分子量代谢产物，具有高分离效能和 鉴定能力。
THANKS
谢谢您的观看
探索代谢组学与其他组学的整合分析方法
代谢组学研究需要与其他组学研 究相结合，以更全面地了解生物
系统的复杂性和动态性。
探索代谢组学与基因组学、转录 组学、蛋白质组学等其他组学的 整合分析方法，建立多组学数据
分析平台。
通过代谢组学的研究，可以发现癌症的早期预警标志物、疗效评估指标 以及潜在的治疗靶点，为癌症的诊断和治疗提供新的思路和方法。
糖尿病代谢组学研究
糖尿病代谢组学研究主要关注糖代谢、脂肪代谢、蛋 白质代谢、维生素和矿物质代谢等方面的变化，以及 这些变化与糖尿病并发症的关系。
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代谢组学实验设计原则
01
02
03
04
样本代表性
选择的生物样本应具有代表性 ，能够反映整体群体的代谢特
征。
实验可重复性
实验设计应确保可重复性，以 便验证结果的可靠性和稳定性
。
控制无关变量
应控制实验中的无关变量，以 减小其对实验结果的影响。
对照设置
合理设置对照组，以便更好地 比较不同组之间的代谢差异。
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通过测量代谢产物的质量，来确定其成分和结构，具有高灵敏度和高 分辨率的特点。
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结合了气相色谱的分离能力和质谱的鉴定能力，适用于复杂生物样本 中代谢产物的分析。
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代谢专题复习策略ppt课件(自制) 通用
氧化分解
合成糖元
转变为脂肪和 非必需氨基酸 尿糖
促进
糖尿病病因分析
——“三多一少”
B
胰
机体消瘦、体重减轻
岛
细
脂肪、蛋白质分解加强
口渴而多饮
胞
受
损
供能减少 饥饿而多食
多尿
胰 岛
去 路
进入、氧化利用障碍
素
分
泌
来 肝糖元分解
不 足
源 非糖物质转化
糖尿 高血糖
糖代谢与调节
——协同与拮抗
下列有关胰岛素和胰高血糖素的叙述正确的
D
D
光合作用的CO2补偿点随光照强度的变化而变化， 其变化规律是：光照弱时，光合速率降低比呼吸速 率显著，所以要求较高的CO2水平，才能维持光合 等于呼吸，即CO2补偿点高；光照强时，光合显著 大于呼吸，CO2补偿点低。
某种植物在不同光强、不同CO2浓度下光合曲线
ad段限制光合作用的因子是 CO2浓度，hi段的光 合速率从根本上反映了 光 （填“光”“暗”）反 应活性。
A.a、b分别代表正常人和糖尿病患者 B.a在1h～2h血糖下降，某些氨基酸合成增加 C.b在1h～2h血糖处于高处，蛋白质分解减少 D. b在2h后下降是由于血糖氧化分解并合成糖元 所致
糖代谢与调节
——实验结果分析与处理
31.（06北京理综）(18分)为研究长跑中运动员体内的
物质代谢及其调节,科学家选择年龄、体重相同,身体健
光合与呼吸
——实验设计
30 .（06全国Ⅰ22 分）为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过 程有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出 的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计 和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。 实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶 液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验 过程中光照和温度等条件适宜，空气中 O2 和CO2在水中的溶解 量及无氧呼吸忽略不计）。 实验步骤和预测实验结果： ( l ）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放人盛有等量蒸馏水和 NaHCO3稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在液面上。 ( 2 ）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体 后.敞开试管口.可观察到叶片均下沉到试管底部。
第十章 代谢调节
R C
R C
R C R R C
R C
R C 酶分子
R C
C
酶活性增加/降低
--生理小分子物质：代谢产物、底物、其他 和调节基团非共价、可逆结合
果糖－1，6二磷酸酶的变构效应
酶亚基上的催化部位 X：酶亚基上的调节部位 FDP：果糖-1，6－二磷酸
3.变构酶的酶促反应动力学不符合米曼氏方程 式，酶促反应速率和作用物浓度的关系曲线 不呈矩形而常常呈S形。
糖原
I
脂肪 脂肪酸+甘油
乙酰CoA
蛋白质 氨基酸
葡萄糖
II
III
三羧酸循环
CO2，H2O，ATP
三大营养物分解代谢的三个阶段
联系枢纽
葡糖-6-磷酸酶
果糖-1，6-二磷酸酶
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
细胞浆
丙酮酸羧化酶
线粒体
糖
脂肪
磷酸丙糖
α —磷酸甘油
脂肪酸
磷酸烯醇式丙酮酸 丙氨 酸 半胱氨酸 甘氨 酸 苏氨 酸 ○ 色氨 酸 丙酮酸 酮体 ▲亮氨酸 ○ 异亮氨酸 ○ 色氨酸 乙酰乙酰CoA ▲亮氨 酸 ▲赖氨 酸 ○ 异亮 氨酸 ○ 色氨 酸 ○ 苯丙 氨酸 ○ 酪氨 酸 谷氨 酸 谷氨 酰胺 精氨 酸 组氨 酸 脯氨 酸
3. 耗能少 4. 按需调节，是体内酶活性的经济、高 效的调节方式
酶别构调节与化学修饰调节的比较
某些酶同时存在两种调节方式 别构调节是细胞的基本调节方式 化学修饰调节是高效的调节方式
三、细胞内酶含量的调节
属于酶的迟缓调节。
迟缓调节：通过对酶蛋白分子的合成或降 解来改变细胞内酶的含量的调节方式，一 般需要数小时或数天才能实现。
磷酸果糖激酶I
物质代谢的整合与调节
例如： 磷酸戊糖途径
NADPH + H +
乙酰CoA
脂肪酸、胆固醇
第二节 物质代谢的相互联系
一、各种能量物质的代谢相互联系相互制约
葡萄糖 脂肪 乙酰CoA 氨基酸
三羧酸循环
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
氧化磷酸化
H2O
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
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
3~4周
以脂肪酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低
二、糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢物而相互联系 （一）葡萄糖可转变为脂肪酸 摄入的糖量超过能量消耗时： 合成糖原储存（肝、肌肉） 葡 萄 糖 合成脂肪 （脂肪组织）
脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸
脂肪
甘油
磷酸二羟丙酮
糖酵解途径
丙酮酸 某些非必需氨基酸 其他α-酮酸 —— 但不能说，脂类可转变为氨基酸。
（四）一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料
氨基酸是体内合成核酸的重要原料
天冬氨酸 甘氨酸
谷氨酰胺
一碳单位
合成嘌呤
合成嘧啶
磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
一、肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官 作用： 维持血糖水平相对稳定，保障全身各组 织，尤其是大脑和红细胞的能量供应。 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
（一）肝内生成的葡糖-6-磷酸是糖代谢的枢纽 G（补充血糖） 6-磷酸葡萄糖内酯 （进入磷酸戊糖途径） 其他单糖 UDPG 葡糖醛酸 （进入葡糖醛酸途径） Gn（合成糖原）
NADPH + H +
乙酰CoA
脂肪酸、胆固醇
第二节 物质代谢的相互联系
一、各种能量物质的代谢相互联系相互制约
葡萄糖 脂肪 乙酰CoA 氨基酸
三羧酸循环
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
氧化磷酸化
H2O
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
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
3~4周
以脂肪酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低
二、糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢物而相互联系 （一）葡萄糖可转变为脂肪酸 摄入的糖量超过能量消耗时： 合成糖原储存（肝、肌肉） 葡 萄 糖 合成脂肪 （脂肪组织）
脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸
脂肪
甘油
磷酸二羟丙酮
糖酵解途径
丙酮酸 某些非必需氨基酸 其他α-酮酸 —— 但不能说，脂类可转变为氨基酸。
（四）一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料
氨基酸是体内合成核酸的重要原料
天冬氨酸 甘氨酸
谷氨酰胺
一碳单位
合成嘌呤
合成嘧啶
磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
一、肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官 作用： 维持血糖水平相对稳定，保障全身各组 织，尤其是大脑和红细胞的能量供应。 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
（一）肝内生成的葡糖-6-磷酸是糖代谢的枢纽 G（补充血糖） 6-磷酸葡萄糖内酯 （进入磷酸戊糖途径） 其他单糖 UDPG 葡糖醛酸 （进入葡糖醛酸途径） Gn（合成糖原）
代谢组学的应用ppt课件
三、代谢组学在中药领域的应用
３ 代谢组学与中药安全性和毒性研究
中药成分复杂，难以用单一器官或组织的毒性反应来评 价。应用代谢组学可动态性无伤害地检测机体生物体液的 代谢图谱的变化，动态评价药物毒性效应，确保中药用药 的合理性和安全性
4
代谢组学与中药活性成分代谢产物研究
植物代谢物是中药的活性成分，应用现代代谢组学研 究方法对药材进行指纹图谱水平鉴别，检测药物的活性 成分和代谢产物，将会对中药的研究起到一定的推动作 用。
２
代谢组学与中药整体疗效、药效物质基础及 作用机制的研究
将代谢组学技术应用到中药的整体药效评价，作用机制 及药物在体内的“代谢指纹图谱”研究，不仅可监测药物 所引起的内源性代谢物的变化，推测 体内生化过程和状态 的变化，进而推断中药的作用机制，体内代谢物的终端信 息，寻找或阐明药物作用的靶点和受体。
（四）数据分析与表征
①主成分分析技术（PCA） ②偏最小二乘法-判别分析技术（PLS-DA）
一、代谢组学概况
(五)代谢通路分析
代谢组学通过代谢产物的量化表达来追踪机体 固有代谢通路的变பைடு நூலகம்，以通过代谢通路的调节表 达规律来阐明机体生理病理变化的实质和规律。
(六)代谢组学涵盖以下几个层次：
①代谢物靶标分析； ②代谢产物谱分析； ③代谢指纹图谱分析； ④代谢组学分析； ⑤代谢表型分析；
二、代谢组学的特点
代谢组学应用于中药的优势：
中药“多组分、多靶点、整合调节作用”的 特点与代谢组学“整体性、系统性、综合性” 相吻合。因此，代谢组学可能是现代科学中可 以概括中药抽象整体观思想的重要途径。
三、代谢组学在中药领域的应用
１
代谢组学与中药质量控制研究
代谢组学研究可对各原料药有效成分进行动态监测，从 而克服采用不同原料药材的中药成品质量不稳定的弊端，并 对道地药材进行指纹图谱水平鉴别。
生物化学第五节 物质代谢调节的主要方式
第五节物质代谢调节的主要方式2015-07-07 71910 0为适应内外环境的变化、实现细胞的各种生物学功能，需对代谢进行精细调节，使各种物质的代谢井然有序，相互协调进行。
这是生物体的基本特征，是在生物进化过程中形成的一种适应能力。
代谢调节的复杂程度随进化程度增加而增高。
单细胞生物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，即所谓原始调节或细胞水平代谢调节。
高等生物不仅细胞水平代谢调节更为精细复杂，还出现了内分泌细胞及内分泌器官，形成了通过激素发挥代谢调节作用的激素水平代谢调节。
高等动物的代谢调节还涉及复杂的神经系统，形成了在中枢神经系统控制下，多种激素相互协调，对机体代谢进行综合调节的所谓整体水平代谢调节。
上述三级代谢调节中，细胞水平代谢调节是基础，激素及神经对代谢的调节需通过细胞水平代谢调节实现。
一、细胞水平的物质代谢调节主要调节关键酶活性（一）各种代谢酶在细胞内区隔分布是物质代谢及其调节的亚细胞结构基础在同一时间，细胞内有多种物质代谢进行。
参与同一代谢途径的酶，相对独立地分布于细胞特定区域或亚细胞结构（表12-2），形成所谓区隔分布，有的甚至结合在一起，形成多酶复合体。
酶的这种区隔分布，能避免不同代谢途径之间彼此干扰，使同一代谢途径中的系列酶促反应能够更顺利地连续进行，既提高了代谢途径的进行速度，也有利于调控。
表12-2 主要代谢途径（多酶体系）在细胞内的分布（二）关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向每条代谢途径由一系列酶促反应组成，其反应速率和方向由其中一个或几个具有调节作用的关键酶活性决定。
这些在代谢过程中具有调节作用的酶称为关键酶( key enzyme)，特点包括：①常常催化一条代谢途径的第一步反应或分支点上的反应，速度最慢，其活性能决定整个代谢途径的总速度。
②常催化单向反应或非平衡反应，其活性能决定整个代谢途径的方向。
③酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂调节。
代谢组学概述 ppt课件
应用现代分析 手段定性和定 量研究内源性
代谢产物
分析生物体内 在毒物作用前 后代谢产物图
谱的变化
研究流程
研究流程
模式识别和统计分析，如 PCA、PLS-DA、OPLS-DA等。
解析与机体生理病 理有关的生化过程。
研究流程—实验对象
应用 较多
研究流程—样本来源
血、尿、唾液、 眼泪、精液、 羊水、脑脊液 以及各种腺体 的分泌ห้องสมุดไป่ตู้(胆汁、 胰液、肠液)
➢ 小分子的产生和代谢才是这一系列事件的最终结果； ➢ 其它组学所起的改变会在代谢层面放大，更灵敏； ➢ 代谢物结构与功能清楚，数量少，更容易解释其机理变化。
研究背景与意义—基本概念
代 一个细胞、组织、器官或者一个生物体中在
谢 组
某一特定状态下的所有内源性小分子代谢产 物的集合，如氨基酸、糖、有机酸、脂肪酸、 核苷、核苷酸等。
代谢组学概述
目录
1 背景、概念和意义
2 研究对象
汇
报
3 样品预处理与提取
内 容
4 代谢物检测技术
5 数据处理方法
6 研究计划
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？
• 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
研究流程—数据预处理
出导 化一归 化度标
PCA应用最广泛， 其将复杂的数据 降到一个低维空 间，以分类图的 形式显示出来， 能够获得研究对 象的可视化总览， 而不受其他人为 因素的影响。
SIMCA-P (Umetrics AB, Umeå, Sweden)
生物化学与分子生物学(人卫第九版)-10代谢的整合与调节
2. 别构效应剂通过改变酶分子构象改变酶活性
别构酶
催化亚基 调节亚基
别构效应剂： 底物、终产物 其他小分子代谢物
别构效应剂 + 酶的调节亚基
疏松
紧密
酶的构象改变
亚基聚合
亚基解聚
酶分子多聚化
酶的活性改变 （激活或抑制 ）
※ 别构效应的机制有两种：
（1）调节亚基含有一个“假底物”（pseudosubstrate）序列 “假底物”序列能阻止催化亚基结合底物，抑制酶活性；效应剂结合调
F-2,6-BP、AMP、ADP、F-1,6-BP F-1,6-BP、ADP、AMP
AMP、CoA、NAD+、ADP、AMP 乙酰CoA、草酰乙酸、ADP
ADP、AMP AMP
乙酰CoA 乙酰CoA、柠檬酸、异柠檬酸 ADP、GDP PRPP
柠檬酸、ATP ATP、丙氨酸 葡糖-6-磷酸 ATP、乙酰CoA、NADH 柠檬酸、NADH、ATP 琥珀酰CoA、NADH ATP ATP、葡糖-6-磷酸 葡萄糖、F-1,6-BP、F-1-P AMP 软脂酰CoA、长链脂酰CoA ATP、GTP IMP、AMP、GMP UMP
节亚基导致“假底物”序列构象变化，释放催化亚基，使其发挥催化作用。 如cAMP激活PKA。
（2）别构效应剂与调节亚基结合，能引起酶分子三级和/或四级结构在“T” 构象（紧密态、无活性／低活性）与“R”构象（松弛态、有活性／高活性） 之间互变，从而影响酶活性。如氧调节Hb。
3. 别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调 别构效应剂（底物、终产物、其他小分子代谢物）
（二）关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向
※ 关键酶（key enzymes） 代谢过程中具有调节作用的酶。
学习_物质代谢的整合与调节
HSL↑ 脂肪动员↑
肝
酮体
脂肪酸
甘油
氧化供能
六、肾能进行糖异生和酮体生 成
肾髓质无线粒体，主要由 糖酵解供能；肾皮质主要由脂 酸、酮体有氧氧化供能。
一般情况下，肾糖异生只 有肝糖异生葡萄糖量的10%。 长期饥饿（5~6周），肾糖异生 可达每天40g，与肝糖异生的量
第五节
物质代谢调节的主要方 式
The main way for Regulation of Metabolism
糖分解增强
ATP↑
抑制异柠檬酸脱氢酶
（三羧酸循环关键酶）
柠檬酸堆积， 出现线粒体
脂酸合成增加 ，分解抑制
激活乙酰CoA羧化酶
（脂酸合成关键酶）
二、糖、脂和蛋白质代谢通过中 间代谢物而相互联系
糖、脂、蛋白质和核酸通过共同的 中间代谢物、柠檬酸循环、生物氧化等彼 此联系且相互转变。一种物质代谢障碍可 引起其他物质代谢的紊乱。
合成尿素：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ及鸟氨酸 氨基甲酰转移酶只存在于肝细胞线粒体。
合成谷氨酰胺
四、肝参与多种维生素和辅酶的代 （一）肝在脂溶性谢维生素吸收和血液
运输中具有重要作用
胆汁酸——脂溶性维生素A、D、E和K吸 收
视黄醇结合蛋白——结合运输视黄醇 维生素D结合蛋白——结合运输维生素D
（二）肝储存多种维生素
各种物质代谢之间互有联系，相互依存 。
二、机体物质代谢不断受到精细
调节
内外环 境不断
影响机体代谢
变化
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
三、各组织、器官物质代谢各具特 色
不同的组 织、器官
结构不同
酶系的种类 、含量不同
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