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。
生物化学物质代谢的联系与调节ppt课件
物质代谢的联系与调节
概述
(一)物质代谢调节的概念
正常情况下,为适应内外环境的不断变化,机体 能够及时调节物质代谢的强度、速率和方向,以 维持机体内环境的稳定及代谢的顺利进行,在整 体上保持动态平衡。机体 对物质代谢的精细调 节过程称做代谢调节。
(二)代谢途 径
代谢途径是指生物 体内物质在代谢过 程中,由许多酶促 反应组成的、有秩 序的、依次连接的、 连续的化学反应。
某些代谢途径的变构酶及其变构效应剂
代谢途径 变构酶
变构激活剂
变构抑制剂
糖酵解
己糖激酶
AMP、ADP、FDP、Pi G-6-P
三羧酸循环
磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 柠檬酸合酶
FDP FDP AMP
柠檬酸 ATP、乙酰CoA ATP、长链脂酰CoA
糖异生
糖原分解 糖原合成 脂酸合成 胆固醇合成 氨基酸代谢
线粒体
胆固醇合成 细胞液和内质网
磷酸戊糖途径 细胞液
尿素合成 细胞液和线粒体
糖异生
细胞液
蛋白质合成 细胞液和内质网
糖原合成与分解 细胞液
DNA合成 细胞核
氧化磷酸化
线粒体
mRNA合成 细胞核
磷脂合成
内质网
tRNA合成 核质
脂肪酸合成
细胞液
rRNA合成 核仁
脂肪动员
细胞液
血红素合成 细胞液和线粒体
脂酸β氧化
草酰乙酸
丙酮酸
丙酮酸羧化酶
3. 级联调节
肾上腺素 肾上腺素受体
肾上腺素—肾上腺素受体
G蛋白(无活性) G蛋白(有活性)
腺苷酸环化酶 腺苷酸环化酶
(无活性)
(有活性)
ATP
物质代谢的联系与调节《生物化学》复习提要
物质代谢的联系与调节第一节物质代谢的特点(一)整体性体内各种物质包括糖、脂、蛋白质、水、无机盐、维生素等的代谢不是彼此孤立各自为政,而是同时进行的,而且彼此互相联系,或相互转变,或相互依存,构成统一的整体。
(二)代谢调节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的变化。
代谢调节普遍存在于生物界,是生物的重要特征。
(三)各组织、器官物质代谢各具特色由于各组织、器官的结构不同,所含有酶系的种类和含量各不相同,因而代谢途径及功能各异,各具特色。
例如肝在糖、脂、蛋白质代谢上具有特殊重要的作用,是人体物质代谢的枢纽。
(四)各种代谢物均具有各自共同的代谢池无论是体外摄人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。
(五)ATP是机体能量利用的共同形式糖、脂及蛋白质在体内分解氧化释出的能量,均储存在ATP的高能磷酸键中。
(六)NADPH是合成代谢所需的还原当量参与还原合成代谢的还原酶则多以NADPH为辅酶,提供还原当量。
如糖经戊糖磷酸途径生成的NADPH既可为乙酰辅酶A合成脂酸,又可为乙酰辅酶A 合成固醇提供还原当量。
第二节物质代谢的相互联系一、在能量代谢上的相互联系乙酰辅酶A是三大营养物共同的中间代谢物,三羧酸循环是糖、脂、蛋白质最后分解的共同代谢途径,释出的能量均以ATP形式储存。
从能量供应的角度看,这三大营养素可以互相代替,并互相制约。
二、糖、脂和蛋白质代谢之间的联系体内糖、脂、蛋白质和核酸等的代谢不是彼此独立,而是相互关联。
它们通过共同的中间代谢物,即两种代谢途径汇合时的中间产物,三羧酸循环和生物氧化等联成整体。
(一)糖代谢与脂代谢的相互联系当摄人的糖量超过体内能量消耗时,除合成少量糖原储存在肝及肌肉外,生成的柠檬酸及ATP可变构激活乙酰辅酶A竣化酶,使由糖代谢源源而来的大量乙酰辅酶A得以羧化成丙二酰辅酶A,进而合成脂酸及脂肪在脂肪组织中储存,即糖可以转变为脂肪。
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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第9章物质代谢的联系与调节一、名词解释1.关键酶(key enzymes)2.变构调节(allosteric regulation)3.酶的共价修饰(enzyme covalent modification)二、选择题A1型题1.关于机体物质代谢特点的叙述,错误的是()A.内源或外源的代谢物共同参与代谢B.各组织器官有不同的功能及代谢特点C.各种合成代谢所需还原当量是NADHD.物质代谢不断调节以适应外界环境E.各种物质代谢间相互联系成整体2.在肝细胞有充足ATP供应时,下列哪项叙述是错误的()A.三羧酸循环减少B.呼吸链氧化减弱C.抑制丙酮酸羧化酶D.脂酸合成加强E.丙酮酸激酶活性下降3.作为糖与脂肪代谢交叉点的物质是()A.α-酮戊二酸B.3-磷酸甘油醛C.草酰乙酸D.磷酸二羟丙酮E.6-磷酸葡萄糖4.关于肝脏代谢的特点,错误的是()A.将糖原最终分解成葡萄糖B.是体内唯一进行糖异生的器官C.能将氨基酸脱下的氨合成尿素D.是脂酸氧化的重要部位E.肝和肌肉可进行糖原的合成5.关于各器官代谢特点的叙述,错误的是()A.肝脏是糖异生的重要部位B.饥饿时大脑也只以葡萄糖供能C.心耗用的能源物质依次为酮体、乳酸、自由脂肪酸及葡萄糖D.红细胞只以糖酵解产生ATPE.肝是机体物质代谢的枢纽6.不能在胞液进行的代谢途径是()A.脂酸合成B.尿苷酸的合成C.肝糖原合成D.脂酸β-氧化E.磷酸戊糖途径7.只能在线粒体进行的代谢途径是()A.磷酸戊糖途径B.糖原合成分解C.酮体合成途径D.糖酵解途径E.脂酸合成8.关键酶调节的特点是()A.关键酶催化途径中的可逆反应B.酶调节不影响整个体系代谢速度C.其催化反应活性在酶体系中较高D.都是催化代谢途径中间反应的酶E.可受底物及多种代谢物的调节9.关于酶别构调节的叙述,错误的是()A.别构激活是最常见的别构调节B.别构酶多为几个亚基的寡聚酶C.别构效应剂可结合酶的调节部位D.别构调节属于酶活性快速调节E.别构调节引起酶蛋白构象改变10.关于酶的共价修饰调节,错误的是()A.具有放大效应B.涉及共价键的变化C.属于酶活性迟缓调节D.催化效率常较变构调节高E.以磷酸化与脱磷酸化最为常见11.关于酶含量调节的叙述,错误的是()A.属于酶活性的迟缓调节B.属于细胞水平的代谢调节C.产物常可诱导酶的合成D.底物常可诱导酶的合成E.激素或药物可诱导酶的合成12.下列哪种激素属于胞内受体激素()A.胰岛素B.促甲状腺素C.生长激素D.甲状腺素E.肾上腺素13.短期饥饿时机体代谢的改变,描述错误的是()A.肌组织蛋白分解增加B.肝脏酮体生成增加C.糖异生途径加强D.组织利用葡萄糖增多E.脂肪动员增加14.在应激状态下血中成分的改变,描述错误的是()A.脂肪动员加强B.肾上腺素水平增加C.胰岛素水平下降D.蛋白质分解减少E.血糖水平增高15.三大营养素氧化分解时,进入三羧酸循环的共同物质是()A.异柠檬酸B.乙酰CoAC.丙酮酸D.α-酮戊二酸E.α-酮酸16.当ATP/ADP比值降低时,可产生的效应()A.抑制柠檬酸合成酶B.抑制磷酸果糖激酶C.抑制丙酮酸激酶D.激活果糖二磷酸酶-1E.抑制乙酰CoA羧化酶17.关于糖、脂类、氨基酸代谢错误的是()A.乙酰CoA是糖、脂类、氨基酸分解代谢共同的中间代谢物()B.三羧酸循环是糖、脂类、氨基酸分解代谢的最终途径C.当摄入糖量超过体内消耗时,多余的糖可转变为脂肪D.当摄入大量脂类物质时,脂类可大量异生为糖E.糖能转变为氨基酸18.磷酸二羟丙酮作为两种物质代谢之间交叉点的是()A.糖--氨基酸B.糖--脂肪酸C.糖--甘油D.糖--胆固醇E.糖--核酸19.人体活动主要的直接供能物质是()A.葡萄糖B.脂肪酸C.ATPD.GTPE.磷酸肌酸20.关于酶的化学修饰,错误的是()A.一般都有活性和非活性两种形式B.活性和非活性两种形式在不同酶催化下可以互变C.催化互变的酶受激素等因素的控制D.一般不需消耗能量E.化学修饰的方式多为肽链的磷酸化和脱磷酸化21.在胞浆内进行的是()A.三羧酸循环B.氧化磷酸化C.丙酮酸羧化D.脂肪酸β氧化E.脂肪酸合成22.关于变构调节的叙述错误的是()A.变构酶常由两个以上亚基组成B.变构效应剂常是些小分子代谢物C.变构效应剂通常与酶活性中心以外的某一特定部位结合D.代谢途径的终产物通常是该途径起始反应酶的变构抑制剂E.变构调节具有放大效应23.作用于膜受体的激素是()A.肾上腺素B.雌激素C.甲状腺素D.孕激素E.醛固酮24.下列关于酶的化学修饰调节的叙述错误的是()A.引起酶蛋白发生共价变化B.使酶活性改变C.有放大效应D.是一种酶促反应E.与酶的变构无关25.三羧酸循环所需草酰乙酸通常主要来自于()A.食物直接提供B.天冬氨酸脱氨基C.苹果酸脱氢D.糖代谢丙酮酸羧化E.谷氨酸脱氨基B1型题(1-4题共用备选答案)A.肝B.心C.脑D.肌肉E.成熟红细胞1.人体内最重要的物质代谢中心和枢纽器官是()2.可利用多种能源物质,以有氧氧化为主的组织器官是()3.主要利用葡萄糖供能且耗氧量大的组织器官是()4.主要氧化脂肪酸、强烈运动产生大量乳酸的组织器官是()(5-9题共用备选答案)A.糖原磷酸化酶B.糖原合酶C.6-磷酸果糖激酶-1D.乙酰CoA羧化酶E.肉碱-脂酰转移酶I5.糖原分解的关键酶是()6.糖酵解途径的关键酶是()7.糖原合成的关键酶是()8.脂酸β-氧化的关键酶是()9.脂酸合成的关键酶是()三、填空题1.代谢调节的三级水平调节为、、。
2.酶的结构调节有和两种方式,它们都属于速调节。
3.酶的化学修饰最常见的方式是与。
4.应激时糖、脂、蛋白质代谢的特点是增强,受到抑制。
四、问答题1.简述三大营养物质在能量代谢中的相互关系。
2.比较酶的变构调节和共价调节的异同。
3.以箭头图示说明谷氨酸进行下列代谢途径的主要过程(不要求写酶):(1)生成尿素;(2)生成CO2、H2O和ATP;(3)转变成葡萄糖;(4)转变成嘌呤核苷酸。
[参考答案]一、名词解释1.代谢途径包含一系列酶催化的化学反应,其速度和方向是由其中一个或几个具有调节作用的酶活性所决定的。
这些能调节代谢的酶成为调节酶或关键酶。
2.代谢物与关键酶分子活性中心外的某个部位可逆的结合,使酶发生变构而改变其催化活性。
对酶催化活性的这种调节方式称为变构调节。
3.酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学集团发生可逆的共价结合,从而改变酶的活性,这一过程称为酶的化学修饰或共价修饰。
二、选择题A1型题1.C 2.C 3.D 4.B 5.B 6.D 7.C 8.E 9.A 10.C 11.C 12.D 13.D 14.D 15.B 16.E 17.D 18.C 19.C 20.D 21.E 22.E 23.A 24.E 25.D B1型题1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.C 7.B 8.E 9.D三、填空题1.细胞水平激素水平整体水平调节2.变构调节酶的化学修饰快3.磷酸化去磷酸化4.分解代谢合成代谢四、问答题1.糖、脂肪、氨基酸都转变为乙酰辅酶A,后者经三羧酸循环及氧化磷酸化可彻底氧化产生ATP。
从功能意义说,三大营养素可互相替代,又互相制约。
但一般以糖和脂肪为主要供能物质,减少蛋白消耗。
一种物质供能占优势时,可抑制其他供能物质分解消耗。
如脂肪分解加强,ATP增加,ATP/ADP比值增高,变构抑制糖氧化关键酶6-磷酸果糖激酶-1,减少糖氧化分解。
而ADP增加,能量不足,变构激活6-磷酸果糖激酶-1及三羧酸循环关键酶,加速糖氧化产能。
糖氧化加强,脂酸氧化抑制。
2.相同点:都属酶的快速调节,在细胞水平改变酶活性,调节代谢途径关键酶。
不同点:调节机制上,变构调节需小分子变构效应剂,与酶活性中心外调节部位非共价可逆结合,酶构象改变,活性改变,无放大效应;而共价修饰调节,需其他酶的作用,催化酶蛋白发生基团的共价连接、去除,酶活性改变,多级偶联有放大效应。
磷酸化虽消耗少量ATP,仍是经济有效的调节方式。
3.(1)谷氨酸→→→α-酮戊二酸+NH3利用2分子NH3和1分子CO2通过鸟氨酸循环合成尿素。
(2)谷氨酸→→→α-酮戊二酸+NH3α-酮戊二酸(三羧酸循环)→→→草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸→乙酰CoA→三羧酸循环;三羧酸循环中生成的NADH和FADH2上的氢通过氧化呼吸链生成水并放能合成ATP。
(3)谷氨酸→α-酮戊二酸+NH3α-酮戊二酸(三羧酸循环)→→→草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸(糖异生)→葡萄糖。
(4)谷氨酸(NH3)→→谷氨酰胺谷氨酰胺参与合成嘌呤环的第3位和第9位氮原子,并且提供一个氨基使次黄嘌呤核苷酸转变成鸟嘌呤核苷酸。