1糖代谢与脂类代谢的相互关系
三大营养物质代谢之间的相互联系.
（四）核酸与其他物质代谢的相互关系
１．核酸是细胞内的重要遗传物质，核酸 在机体的遗传和变异及蛋白质合成中， 起着决定性的作用。可通过控制蛋白质 的合成影响细胞的组成成分和代谢类型。
２．核酸及其衍生物和多种物质代谢有关。
• 其他各类代谢物为核酸及其衍生物的合成
提供原料
• ⑴脂类代谢除供应CO2外，和核酸代谢并无明显
核苷酸
氨基酸
• 总的来说，糖、脂肪、蛋白质和核酸等物质在
代谢过程中都是彼此影响，相互转化和密切相 关的。 • 糖代谢是各类物质代谢网络的“总枢纽”，通 过它将各类物质代谢相互沟通，紧密联系在一 起，而磷酸已糖、丙酮酸、乙酰辅酶 A 在代谢 网络中是各类物质转化的重要中间产物。糖代 谢中产生的ATP、GTP和NADPH等可直接用于 其它代谢途径。
酰辅酶A，后者与草酰乙酸缩合后，经三羧酸 循环转变成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸可经氨 基化或转氨作用生成谷氨酸。 • 由脂肪酸转变成氨基酸，实际上仅限于谷氨酸。 而且实现此种变化，尚需有草酰乙酸存在。而 草酰乙酸是由其他来源(如糖与蛋白质)所产生。 所以脂肪可以转变成氨基酸，但很有限。 • 在植物和微生物，由于存在乙醛酸循环，可通 过此条途径来合成氨基酸。例如：某些微生物 利用醋酸或石油烃类物质发酵产生氨基酸，可 能也是通过这条途径。
丙酮酸 草酰乙酸 氨基酸 转氨酶 α-酮酸 谷氨酸
三羧酸循环
α-酮戊二酸
NH3 + NADH+H+ L-谷氨酸脱氢酶 NAD+ +H2O
• 2.蛋白质转变成糖 • ⑴实验：①用蛋白质饲养人工糖尿病的
狗，则50%以上的食物蛋白质可以转变 为葡萄糖，并随尿排出。②改用丙氨酸、 天冬氨酸、谷氨酸等饲养这种患人工糖 尿病的狗，随尿排出的葡萄糖就大为增 加。③用氨基酸饲养饥饿动物，根据其 肝中糖原贮存量的增加，也可证明多种 氨基酸在体内转变成肝糖原。
糖代谢脂代谢蛋白质代谢三者之间的联系
糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢的联系糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢是人体新陈代谢的三个重要方面。
它们之间密切相关，相互影响，共同维持着人体健康和正常功能。
本文将详细介绍糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢的基本概念以及它们之间的联系。
1. 糖代谢糖是人体能量的重要来源，也是构成细胞壁等重要物质的基础。
糖主要通过食物摄入进入人体，经过一系列的代谢过程转化为能量。
糖的主要代谢途径包括糖原合成和分解、糖酵解、糖异生等。
1.1 糖原合成和分解糖原是一种多聚体的葡萄糖储备形式，在肝脏和肌肉中储存着。
当血糖浓度较高时，胰岛素会促使肝脏和肌肉中的葡萄糖转化为糖原储存起来，以备不时之需。
而当血糖浓度降低时，胰岛素的作用减弱，肝脏和肌肉中的糖原会被分解为葡萄糖释放到血液中，供给全身组织使用。
1.2 糖酵解糖酵解是指将葡萄糖分解为乳酸或丙酮酸的过程。
这个过程可以在有氧条件下进行（称为有氧糖酵解），也可以在无氧条件下进行（称为无氧糖酵解）。
有氧糖酵解可以提供较多的能量，并产生水和二氧化碳作为副产物；而无氧糖酵解则产生乳酸，并在一定程度上限制能量产生。
1.3 糖异生糖异生是指将非碳水化合物物质转化为葡萄糖的过程。
当血糖浓度较低时，肝脏和肾上腺皮质会通过一系列反应将乙酰辅酶A、甘油三酯等物质转化为葡萄糖释放到血液中，以维持血糖水平的稳定。
2. 脂代谢脂代谢是指人体对脂肪的合成、分解和利用过程。
脂肪是一种重要的能量储备物质，也是构成细胞膜的主要组成成分。
脂肪代谢主要包括三个方面：脂肪酸合成、脂肪酸氧化和三酰甘油合成与分解。
2.1 脂肪酸合成脂肪酸合成是指将碳源（如葡萄糖）转化为甘油三酯的过程。
在此过程中，糖原会被转化为乙酰辅酶A，并通过一系列反应转化为长链脂肪酸。
这些长链脂肪酸可以在细胞内合成甘油三酯，并储存起来或者释放到血液中供给其他组织使用。
2.2 脂肪酸氧化脂肪酸氧化是指将脂肪酸转化为能量的过程。
当身体需要能量时，储存在细胞内的甘油三酯会被分解为脂肪酸和甘油，脂肪酸进入线粒体后经过β-氧化途径逐步分解为乙酰辅酶A，并通过三羧酸循环和氧化磷酸化产生能量。
《生物化学》-物质代谢的调节与控制
1.酶量调节机理
酶量调节的两种基本调节机制是诱导和阻遏
诱导：一些分解代谢的酶类只在有关的底物或底物 类似物存在时才被诱导合成。依赖于诱导物才能合 成的酶称为诱导酶。
阻遏：对于合成代谢的酶类，在产物或产物类似物 足够量存在时，其合成被阻遏。（反馈阻遏）
共价修饰调节是酶蛋白中的活性基团（-OH、SH、-COOH、-NH2）在其他酶的作用下发生共价 修饰，从而改变酶的活性。
共价修饰调节具有级联放大作用，效率高。
（三）酶量变化对代谢的调节（基因表达的调节控制）
细胞内酶浓度的改变也可以改变代谢速度。
主要是通过调节酶蛋白的合成过程实现的。 （1）活化基因则合成相应的酶，酶量增加； （2）钝化基因则停止酶的合成，酶量降低。
柠檬酸
+
–
乙酰辅酶A羧化酶 6-磷酸果糖激酶
促进脂酸的合成 抑制糖的氧化
2.共价修饰调节
（1）有些酶，在其它酶的催化下，其分子结构中的某 些基团，如：Ser、Thr或Tyr 的-OH 基，能与特殊的 化学基团，如ATP分子上脱下的磷酸基或腺苷酰基 (AMP)，共价结合或解离，从而使酶分子活性形式发生 改变。这种修饰作用称为共价修饰调节。这种被修饰 的酶称为共价调节酶。
葡萄糖
分解代 谢产物
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
乙酰CoA羧化酶
长链脂酰CoA
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
糖脂肪蛋白质三者代谢之间的联系
糖脂肪蛋白质三者代谢之间的联系
糖、脂肪和蛋白质是人体中三种基本的营养素，它们在代谢过程中相互关联。
以下是它们之间的联系：
1. 糖与脂肪代谢联系：糖和脂肪都是人体中的能量来源。
当饮食中糖摄入过多时，糖会转化为脂肪储存。
而当身体需要能量时，脂肪会被分解为脂肪酸，进入肌肉细胞，然后再被氧化为能量。
2. 脂肪与蛋白质代谢联系：脂肪是蛋白质代谢的辅助物质，它可以提供一定的能量来维持蛋白质合成。
此外，当人体运动或进行长时间的运动时，脂肪可以作为蛋白质的“保护剂”，防止蛋白质分解并消耗肌肉组织。
3. 糖与蛋白质代谢联系：糖是蛋白质代谢过程中最重要的能量来源。
当身体需要能量时，糖会被分解为葡萄糖，然后进入肝脏或肌肉细胞中被氧化为能量。
同时，蛋白质还可以转化为葡萄糖，以维持血糖水平的稳定。
总之，糖、脂肪和蛋白质之间的代谢过程相互关联，它们在人体中起着至关重要的作用。
三大物质代谢及相互联系(小结)
2、葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中，肌肉中
不存在，肌糖原分解与乳酸代谢有关。
三、糖原合成与分解的主要生理意义:
维持血糖浓度恒定
糖异生
一、定义*：
从非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。
二、器官：
肝脏、肾脏（严重饥饿时）
三、原料* ：
甘油、丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸
四、反应过程（了解）：
基本上是糖酵解的逆过程， 三个不可逆反应的逆过程由四个关键酶催化
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
糖异生
葡萄糖
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
乙酰CoA
柠檬酸
（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系
1. 蛋白质可以转变为脂肪(酮体)
氨基酸 乙酰CoA 脂肪(酮体)
2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸 磷脂酰丝氨酸
G-6-P ADP
G
葡萄糖激酶
ATP
糖原合成的特点
1、糖原合酶催化糖原合成需要糖原引物
2、葡萄糖合成糖原时需要活化，UDPG是活化的 葡萄糖供体 3、糖原合成是耗能过程，由ATP和UTP供能 4、糖原合酶是糖原合成的限速酶 5、糖原合成全过程是在细胞质中进行
糖原分解的特点：
1、糖原磷酸化酶是糖原分解的限速酶，受共
1作为合成嘌呤和嘧啶的原料2参与体内的甲基化反应35苯丙氨酸苯丙氨酸羟化酶酪氨酸羧酶多巴胺多巴胺氧化酶去甲肾上腺素黑色素酪氨酸酶酪氨酸羟化酶多巴dopa苯丙酮酸转氨酶苯丙酮酸尿症白化病转甲基酶肾上腺素samsah儿茶酚胺神经系统苯丙氨酸和酪氨酸的代谢小结神经组织肾上腺皮质黑色素细胞甲状腺素37三大营养素共同中间产物共同最终代谢通路脂肪蛋白质乙酰coatac2hatpco38一糖代谢与脂代谢的相互联系乙酰coa合成脂肪脂肪组织合成糖原储存肝肌肉合成胆固醇脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂酸乙酰coa葡萄糖甘油甘油激酶草酰乙酸相对不足糖不足脂肪大量动员酮体生成增加氧化受阻41二糖与氨基酸代谢的相互联系例如丙氨酸丙酮酸脱氨基糖异生葡萄糖大部分氨基酸脱氨基后生成相应的酮酸可转变为糖
生物化学第十二章代谢调节
精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 脯氨酸
氨基酸、糖及脂肪代谢的联系 糖
葡萄糖或糖原 磷酸丙糖 磷酸烯醇型丙酮酸
丙氨酸 半胱氨酸 甘氨酸 丝氨酸 苏氨酸 色氨酸
脂肪
甘油三酯 3-磷酸甘油 脂肪酸
丙酮酸
亮氨酸 异亮氨酸 色氨酸
乳酸 乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 酮体
亮氨酸 赖氨酸 苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸
天冬氨酸 天冬酰胺
mRNA
阻遏蛋白(无活性)
酶蛋白 阻遏蛋白不能跟操纵基因结合, 结构基因可以表达
D.无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂
代谢产物与阻遏蛋白结合,从而使阻遏蛋 白能够阻挡操纵基因,结构基因不表达
代谢产物
原核生物乳糖操纵子
原核生物乳糖操纵子(诱导型操纵子)
•其控制区包括：启动子（P) 和操纵基因。
•结构基因：由β -半乳糖苷酶基因（lacZ），通透 酶基因（lacY）和乙酰化酶基因（lacA）串联在 一起构成。
有色氨酸时，阻遏蛋白与色氨酸结合后才 能与操纵基因结合，从而阻止色氨酸合成 酶类的转录。
trpR P1O trpEtrpD 结合
阻遏物 色氨酸
P2
不转录
trpC trpBtrpA
用于表达载体的trp启动子一般只包含 启动基因、操纵基因、和部分trpE基 因。 目的基因 P1O trpE
大肠杆菌色氨酸操纵子的衰减作用的可能机制
[NADH]/[NAD+]对代谢的调节 金属离子浓度对代谢的调节
酶的含量
合成调节 降解调节
第三节
基因表达的调控
操纵子学说—转录水平的调控 操纵子——由结构基因与上游的启动子、操纵基 因共同构成的原核基因表达的协同单位。
结构基因（编码蛋白质，S）
物质代谢调节及激素的作用机制
琥珀酸
苹果酸
草酰乙酸
3-磷酸甘油
三羧酸循环
乙醛酸循环
甘油
乙酰 CoA
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
丙酮酸
植物或微生物
糖代谢为蛋白质的合成提供碳源和能源：如糖分解过程中可产生丙酮酸，丙酮酸经TCA循环产生α—酮戊二酸和草酰乙酸，它们均可经加氨基或氨基移换作用形成相应的氨基酸。另外，糖分解过程中产生的能量可供氨基酸和蛋白质的合成之用。
酶合成诱导的现象—Jacob and Monod的工作： 已知分解利用乳糖的酶有：-半乳糖苷酶； -半乳糖苷通透酶； -半乳糖苷转乙酰基酶。 实验：1.大肠杆菌生长在葡萄糖培养基上时，细胞内无上述三种酶合成； 2.大肠杆菌生长在唯一碳源乳糖培养基上时，细胞内有上述三种酶合成； 当换成葡萄糖培养基时，三种酶基本消失； 3.表明菌体生物合成的经济原则：需要时才合成。 某些代谢物可以诱导某些酶的合成，是通过促进为该酶编码的基因的表达而进行的，这种现象叫做酶合成的诱导。能诱导酶合成的物质叫诱导物。被诱导合成的酶叫诱导酶。
激活/抑制
磷酸化酶磷酸酶
磷酸化／脱磷酸
抑制/激活
糖原合成酶
磷酸化／脱磷酸
抑制/激活
丙酮酸脱氢酶
磷酸化／脱磷酸
抑制/激活
脂肪酶
磷酸化／脱磷酸
激活/抑制
谷氨酰胺合成酶
腺苷化／脱腺苷
抑制/激活
黄嘌呤氧化酶
－SH/-S-S-
脱氢/氧化
二、激素水平的调节
含量少；在生物体某特定组织细胞产生。 通过体液的运动被输送到其他组织中发挥作用。 作用很大，效率高，在新陈代谢中起调节控制作用。 在医疗上，激素也是一类重要药物。
1糖代谢与脂类代谢的相互关系
1糖代谢与脂类代谢的相互关系1．糖代谢与脂类代谢的相互关系解答：（1）糖转变为脂肪：糖酵解所产生的磷酸二羟丙同酮还原后形成甘油，丙酮酸氧化脱羧形成乙酰辅酶A是脂肪酸合成的原料，甘油和脂肪酸合成脂肪。
（2）脂肪转变为糖：脂肪分解产生的甘油和脂肪酸，可沿不同的途径转变成糖。
甘油经磷酸化作用转变成磷酸二羟丙酮，再异构化变成3-磷酸甘油醛，后者沿糖酵解逆反应生成糖；脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A，在植物或微生物体内可经乙醛酸循环和糖异生作用生成糖，也可经糖代谢彻底氧化放出能量。
（3）能量相互利用：磷酸戊糖途径产生的NADPH直接用于脂肪酸的合成，脂肪分解产生的能量也可用于糖的合成。
2．糖代谢与蛋白质代谢的相互关系解答：（1）糖是蛋白质合成的碳源和能源：糖分解代谢产生的丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸、4-磷酸赤藓糖等是合成氨基酸的碳架。
糖分解产生的能量被用于蛋白质的合成。
（2）蛋白质分解产物进入糖代谢：蛋白质降解产生的氨基酸经脱氨后生成α-酮酸，α-酮酸进入糖代谢可进一步氧化放出能量，或经糖异生作用生成糖。
3．蛋白质代谢与脂类代谢的相互关系解答：（1）脂肪转变为蛋白质：脂肪分解产生的甘油可进一步转变成丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸等，再经过转氨基作用生成氨基酸。
脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合进入三羧酸循环，能产生谷氨酸族和天冬氨酸族氨基酸。
（2）蛋白质转变为脂肪：在蛋白质氨基酸中，生糖氨基酸通过丙酮酸转变成甘油，也可以氧化脱羧后转变成乙酰辅酶A，用于脂肪酸合成。
生酮氨基酸在代谢反应中能生成乙酰乙酸，由乙酰乙酸缩合成脂肪酸。
丝氨酸脱羧后形成胆氨，胆氨甲基化后变成胆碱，后者是合成磷脂的组成成分。
4．代谢的区域化有何意义？解答：代谢的区域化是生物代谢的空间特点，该原则普遍适用，而且，越高等的生物，该特点越明显，其意义主要有以下几个方面：（1）消除酶促反应之间的干扰。
（2）使代谢途径中的酶和辅因子得到浓缩，有利于酶促反应进行。
代谢调节
代谢调节生物体是一个完整的统一体。
糖、脂肪、蛋白质以及核酸等代谢在体内构成新陈代谢的整体网络。
代谢途径的相互途径一、糖代谢与脂类代谢的相互联系二、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系三、脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系四、核酸代谢与糖、脂肪及蛋白质代谢的相互联系ATP 能量和磷酸基团的供应UTP 单糖的转变和多糖的合成CTP 参与卵磷脂的合成核酸核苷酸GTP 供给蛋白质合成的能量CAMP 激素的第二信使CoA、NAD(P+)、FAD等参与代谢甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺嘌呤、嘧啶合成糖代谢的磷酸戊糖途径磷酸戊糖酶和蛋白质因子核酸的合成综上所述，糖、脂肪、蛋白质及核酸在代谢过程中形成网络。
见图14-1 P361其中三羧酸循环是各类物质代谢的共同途径，也是它们之间相互联系的枢纽。
代谢调节代谢是一个完整统一的过程，它存在着复杂而精确的调节机制。
生物体在长期进化过程中建立了四级水平的调节：神经水平调节是生物进化发展而完善起来的调节机制，是通过细胞水平和激素水平调节酶水平变化来实现细胞水平调节是最基本的调节方式酶水平调节一、酶水平的调节：是生物体内最基本、最普遍的调节方式〈一〉酶定位的区域化各代谢反应的酶定位于不同的细胞区域中，见表14-1 P364〈二〉酶活性的调节1、酶原激活⑴酶原：酶的无活性前体。
⑵酶原激活（不可逆的共价修饰）：某些酶先以无活性的酶原形式合成或分泌，然后在到达作用部位后由其它酶作用，使其失去部分肽链，从而形成或暴露活性中心，形成有活性酶分子的过程。
⑶酶原激活的实例：例：胃蛋白酶原（胃黏膜）胃蛋白（N—末端切去42个氨基酸残基）胰蛋白酶原（胰）胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶原—胰凝乳蛋白酶3单性蛋白酶原—3单性蛋白酶羧肽酶原——羧肽酶2、酶活性的前馈和反馈调节前馈调节（feed forward）：前面的底物对其后某一反应的酶的调节。
前馈激活(feed forward activation)：使代谢过程加快前馈抑制（feed forward inhibition）：使代谢过程减慢反馈调节（feed back）：代谢产物对前面的某一酶的调节反馈激活（feed back activation)反馈抑制（feed back inhibition）前馈和反馈调节都是通过酶的别构效应来实现的。
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
生化习题集 代谢调节
代谢调节（一）名词解释1．诱导酶（Inducible enzyme）2．操纵子（Operon）3．衰减子（Attenuator）4．阻遏物（Repressor）5．辅阻遏物（Corepressor）6．腺苷酸环化酶（Adenylate cyclase）7．共价修饰（Covalent modification）8．级联系统（Cascade system）9．反馈抑制（Feedback inhibition）（二）填空题1. 哺乳动物的代谢调节可以在、、和四个水平上进行。
2. 酶水平的调节包括、和。
其中最灵敏的调节方式是。
3. 酶合成的调节分别在、和三个方面进行。
4. 合成诱导酶的调节基因产物是，它通过与结合起调节作用。
5. 在分解代谢阻遏中调节基因的产物是，它能与结合而被活化，帮助与启动子结合，促进转录进行。
6. 色氨酸是一种，能激活，抑制转录过程。
7. 乳糖操纵子的结构基因包括、和。
8. 在代谢网络中最关键的三个中间代谢物是、和。
9. 酶活性的调节包括、、、、和。
10.共价调节酶是由对酶分子进行，使其构象在和之间相互转变。
11.真核细胞中酶的共价修饰形式主要是，原核细胞中酶共价修饰形式主要是。
12．动物的代谢调节在、和三个水平上进行。
13．细胞内的代谢调节主要包括、和。
14．真核细胞中酶的共价修饰方式主要是；原核细胞中酶共价修饰的主要形式是。
15．许多代谢途径第一个酶是该途径的限速酶，终产物多是它的，对它进行；底物多为其。
16．分支代谢途径的终产物分别抑制其分支上的限速酶，分支点共同的中间产物抑制前面的限速酶，称为。
17．分支代谢途径的终产物分别抑制各自分支限速酶外，共同抑制前面的第一个限速酶，称为。
18．分支代谢途径第一个限速酶同时接受各终产物的部分抑制，称为。
19．胰高血糖素促进肝糖原降解的机制：激素与质膜上专—的结合，经由激活质膜上的酶，催化ATP生成第二信使，cAMP激活，使磷酸化而被激活，活化的磷酸化酶激酶催化的磷酸化使之活化，活化的糖原磷酸化酶再催化糖原的降解。
糖脂代谢之间的关系
3-磷酸甘油酸 脂肪酸 2-磷酸甘油酸 PEP 脂酰CoA
CO2
③
重复②~⑥
丁酰-ACP
丙二酰-ACP
HSCoA ② HSACP
丙二酰-CoA
ADP ATP
乙酰CoA
糖 酵 解 途 径 逆 行
①
线粒 体膜
FAD
丙酮酸
NAD
CO2
乙酰CoA
NADH+H
FADH 2
乙酰乙酰CoA HMG-Cห้องสมุดไป่ตู้A 脂酰CoA
脂肪 糖原
葡萄糖
ATP ADP
6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
ATP ADP NADP NADPH+H ④
β-羟丁酸ACP
⑤
1,6-二磷酸果糖
丁烯酰-ACP
NADPH+H
磷酸二羟丙酮
NADH+H
3-磷酸甘油醛
NAD NADH+H
乙酰乙酰ACP
HSACP
⑥
NADP
ATP ADP
NAD
甘油
α-磷酸甘油
1,3二磷酸甘油酸
2、脂类转变为糖则是受限制的
A、 脂肪酸 B、甘油 乙酰CoA,但乙酰CoA无法可逆地转变为丙酮酸 糖，但甘油在之类中仅仅占少量
• 病理情况下的转变 (糖代谢与脂代谢密切相关)
当细胞对葡萄糖的利用受阻时，机体动用大量的脂肪氧化供能
酮体大量产生（且产生量多于被利用的）
血液中酮体升高
尿中出现酮体
酮症
α，β-烯脂酰CoA
β-羟脂酰CoA β-酮脂酰CoA
CoA
乙酰CoA
TCA循环
β-羟丁酸 乙酰乙酸 丙酮 1,2-丙二醇
第11章物质代谢途径的关系与调控ppt课件
4、共价修饰与级联放大
共价修饰——有些酶分子肽链上的某些基团，通过共价联结或脱 去一个基团从而改变酶的活性，基团的联结或脱去是通过另外的 酶的催化而实现的，酶活性的这种调节方式称为共价修饰 。
常见的修饰方式有以下几种： 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。
第二篇 代谢篇
第11章 物质代谢途经 的相互关系与调控
11.1 物质代谢的相互关系
一、糖类代谢、脂类代谢、蛋白质代谢、核酸代谢的相互关系
糖代谢与蛋白质代谢的关系
糖代谢为蛋白质的合成提供碳源和能源：如糖分解过程中可 产生丙酮酸，丙酮酸经TCA循环产生—酮戊二酸和草酰乙酸， 它们均可经加氨基或氨基移换作用形成相应的氨基酸。另外，糖 分解过程中产生的能量可供氨基酸和蛋白质的合成之用。
TCA循环 乙酰辅酶A
草酰乙酸
—酮戊二酸
—酮戊二酸
苹果酸
氨基酸
乙醛酸循环 琥珀酸
蛋白质
生酮氨基酸 生糖氨基酸
乙酰乙酸 丙酮酸
脂肪酸
甘油 乙酰辅酶A
脂肪
丙二酸单酰辅酶A
糖代谢与脂类代谢的关系
糖与脂类物质也能相互转变：
糖
磷酸二羟丙酮
甘油
丙酮酸
乙酰辅酶A
脂肪酸
脂类
甘油 脂肪酸
—甘油磷酸
磷酸二羟丙酮
胰1
凝
乳
蛋
白 酶
1
原
的
激
活1
13 14 15 16
13 14 15 16
14 15 S S
13 14 15 16
A
B
146
149
245 Pro-CT
物质代谢的相互联系和代谢调节
1
腺苷酸环化酶（活性）
意义：酶的共价修饰反应是酶 促反应，只要有少量信号分子 （如激素）存在，即可通过加 速这种酶促反应，而使大量的 另一种酶发生化学修饰，从而 获得放大效应。这种调节方式 快速、效率极高。
2、ATP
cAMP
2 102
3、蛋白激酶
3
（无活性） 蛋白激酶（活性
）
ATP 4、磷酸化酶激
ADP
脂肪
甘油 脂肪酸
磷酸二羟丙酮
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 蛋白质
生糖AA
α-酮酸
乙酰乙酸
丙酮酸
磷酸二羟丙酮
乙酰辅酶A 脂肪酸
α-磷酸甘油
脂肪
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
PRPP
糖
糖、脂 CO2 ATP
Gln Gly Asp 甲酸盐
乙醛酸循环 琥珀酸
(植物)
糖异生 糖 糖异生（次要）
TCA
主要
ATP（供能）
二、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系 1、糖转化为蛋白质
①碳源：糖经EMP和TCA循环产生3-PGA、PEP、丙酮酸、α-酮戊二酸和草酰乙酸等，它们 均可形成相应的AA。
②能源：ATP。 ③提供还原力: NADH、NADPH
糖 →→α-酮酸→→氨基酸→+蛋N白H3质
物质代谢的相互联系和代谢调节
第一节 物质代谢间的相互联系 一、糖代谢与脂类代谢的相互关系 二、 糖代谢与蛋白质代谢的相互关系 三、脂类代谢与蛋白质代谢的相互关系 四、核酸与糖类、脂类、蛋白质代谢的相互关系
1.各物质的代谢是相互影响、相互制约的
十四物质代谢的相互联系和调节控制
（二）糖代谢与蛋白质代谢的相互关系
糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
01
糖 →→ α-酮酸 氨基酸 蛋白质
02
NH3
03
蛋白质 氨基酸 α-酮酸 糖
04
（生糖氨基酸）
05
1
由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的，实际上仅限于Glu。
2
蛋白质间接地转变为脂肪。
（三）脂类代谢与蛋白质代谢的相互关系
01
脂肪
02
甘油
03
磷酸二羟丙酮
04
脂肪酸
05
乙酰CoA
06
氨基酸碳架
07
氨基酸
08
蛋白质
09
蛋白质
10
氨基酸
11
酮酸或乙酰CoA
12
脂肪酸
13
脂肪
14
（生酮氨基酸）
脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系
蛋白质代谢为嘌呤和嘧啶的合成提供许多原料；糖类产生二羧基氨基酸的酮酸前身，又是戊糖的来源。
核苷酸的一些衍生物具重要生理功能(如CoA, NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。
核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，而且需要酶和多种蛋白质因子。
各类物质代谢都离不开具高能磷酸键的各种核苷酸，如ATP是能量的“通货”，此外UTP参与多糖的合成，CTP参与磷脂合成, GTP参与蛋白质合成与糖异生作用。
代谢调节的四级水平： 酶水平调节 细胞水平调节 激素水平调节 神经水平调节
多细胞整体水平调节
(二)酶水平的调节
1、酶活性的调节 1）酶的别构效应 酶活性的前馈和反馈调节 2）产能反应与需能反应的调节 3）酶的共价修饰与级联放大机制 2、基因表达的调节 1）原核生物基因表达调节 2）真核生物基因表达调节
生物化学教案——第十五章 代谢调节
第十五章代谢调节细胞代谢包括物质代谢和能量代谢。
细胞代谢是一个完整统一的网络，并且存在复杂的调节机制，这些调节机制都是在基因表达产物（蛋白质或RNA）的作用下进行的。
本章重点是：物质代谢途径的相互联系，酶活性的调节。
物质代谢途径的相互联系细胞代谢的基本原则是将各类物质分别纳入各自的共同代谢途径，以少数种类的反应转化种类繁多的分子。
不同代谢途径可以通过交叉点上关键的中间物而相互转化，其中三个关键的中间物是乙酰CoA、G-6-P、丙酮酸。
一、糖代谢与脂代谢的联系1、糖转变成脂糖经过酵解，生成磷酸二羟丙酮及丙酮酸。
磷酸二羟丙酮还原为甘油，丙酮酸氧化脱羧转变成乙酰CoA，合成脂肪酸。
2、脂转变成糖甘油经磷酸化为3-磷酸甘油，转变为磷酸二羟丙酮，异生为糖。
在植物、细菌中，脂肪酸转化成乙酰CoA，后者经乙醛酸循环生成琥珀酸，进入TCA，由草酰乙酸脱羧生成丙酮酸，生糖。
动物体内，无乙醛酸循环，乙酰CoA进入TCA氧化，生成CO2和H2O。
脂肪酸在动物体内也可以转变成糖，但此时必需要有其他来源的物质补充TCA中消耗的有机酸（草酰乙酸）。
糖利用受阻，依靠脂类物质供能量，脂肪动员，在肝中产生大量酮体（丙酮、乙酰乙酸、β-羟基丁酸）。
二、糖代谢与氨基酸代谢的关系1、糖的分解代谢为氨基酸合成提供碳架糖→ 丙酮酸→ α-酮戊二酸+ 草酰乙酸这三种酮酸，经过转氨作用分别生成Ala、Glu和Asp。
2、生糖氨基酸的碳架可以转变成糖凡是能生成丙酮酸、α—酮戊二酸、琥珀酸、草酰乙酸的a.a，称为生糖a.a。
Phe、Tyr、Ilr、Lys、Trp等可生成乙酰乙酰CoA，从而生成酮体。
Phe、Tyr等生糖及生酮。
三、氨基酸代谢与脂代谢的关系氨基酸的碳架都可以最终转变成乙酰CoA，可以用于脂肪酸和胆甾醇的合成。
生糖a.a的碳架可以转变成甘油。
Ser可以转变成胆胺和胆碱，合成脑磷脂和卵磷脂。
动物体内脂肪酸的降解产物乙酰CoA，不能为a.a合成提供净碳架。
糖代谢与脂类代谢的相互关系
糖代谢与脂类代谢的相互关系
糖代谢和脂类代谢是相互关联的生理过程。
糖代谢主要涉及葡萄糖在体内的合成、分解、利用和储存。
脂类代谢则是指脂类在体内的合成、分解、利用和储存。
糖代谢和脂类代谢之间的相互关系主要体现在以下几个方面：
1. 脂类代谢对糖代谢的影响：脂肪组织是人体主要的葡萄糖摄取器官之一，脂肪细胞中的葡萄糖摄取和利用是与胰岛素水平密切相关的。
当胰岛素水平升高时，脂肪细胞中的葡萄糖摄取和利用也会增加，从而促进葡萄糖代谢。
2. 糖代谢对脂类代谢的影响：糖代谢异常会影响脂类代谢。
例如，高血糖会引起胰岛素分泌增加，导致脂肪合成增加，脂肪酸合成过程中产生的甘油酰三酯增多，从而导致脂肪堆积。
同时，高血糖还会抑制脂肪酸氧化，降低胆固醇合成，影响脂类代谢的正常进程。
3. 脂类代谢和糖代谢失调的疾病：不良的脂类代谢和糖代谢是导致肥胖、2型糖尿病、高血压、心血管疾病等代谢性疾病的主要原因之一。
由于糖代谢和脂类代谢之间相互影响，因此调节这两个过程的平衡对于预防和治疗这些疾病具有重要意义。
总之，糖代谢和脂类代谢是相互关联的生物化学过程，两者之间的平衡关系对于人体代谢平衡和健康非常重要。
糖、脂和蛋白质代谢三者之间的关系
糖、脂和蛋白质代谢三者之间的关系
糖、脂和蛋白质代谢三者之间的关系
在相互转变中，乙酰CoA和三种α－酮酸（丙酮酸、α－酮戊二酸、草酰乙酸）是三大物质互变的枢纽。
在相互制约中，当糖代谢供应能量充足时，脂代谢是减弱的，同样，当糖和脂代谢都是正常供能时，蛋白质的分解代谢只是维持组织更新和保持氮平衡的需要，反之亦然。
糖、脂和蛋白质，不管从何种途径进行分解代谢，最终都是通过三羧酸循环和氧化磷酸化彻底氧化为CO2和H2O并释放出能量以合成ATP。
1. 糖代谢与脂类代谢的相互关系
糖可以在生物体内变成脂肪。
脂肪→甘油→磷酸二羟丙酮→糖
脂肪→脂肪酸→乙酰CoA→（在植物体内通过乙醛酸循环）琥珀酸→糖
奇数碳原子脂肪酸→脂肪酸→琥珀酸→糖
2. 糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
糖可以转变为非必需氨基酸。
蛋白质可以转变为糖。
糖→α-酮酸→氨基酸（非必须氨基酸）→蛋白质
蛋白质→（生糖氨基酸）氨基酸→α-酮酸→糖
3. 脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系
由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的，蛋白质可间接地转变为脂肪。
蛋白质→（生酮氨基酸）氨基酸→ 酮酸或乙酰CoA→脂肪酸→脂肪
脂肪→甘油→磷酸二羟丙酮→氨基酸碳架→氨基酸→蛋白质。
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1糖代谢与脂类代谢的相互关系
1．糖代谢与脂类代谢的相互关系解答：（1）糖转变为脂肪：糖酵解所产生的磷酸二羟丙同酮还原后形成甘油，丙酮酸氧化脱羧形成乙酰辅酶A是脂肪酸合成的原料，甘油和脂肪酸合成脂肪。
（2）脂肪转变为糖：脂肪分解产生的甘油和脂肪酸，可沿不同的途径转变成糖。
甘油经磷酸化作用转变成磷酸二羟丙酮，再异构化变成3-磷酸甘油醛，后者沿糖酵解逆反应生成糖；脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A，在植物或微生物体内可经乙醛酸循环和糖异生作用生成糖，也可经糖代谢彻底氧化放出能量。
（3）能量相互利用：磷酸戊糖途径产生的NADPH直接用于脂肪酸的合成，脂肪分解产生的能量也可用于糖的合成。
2．糖代谢与蛋白质代谢的相互关系解答：（1）糖是蛋白质合成的碳源和能源：糖分解代谢产生的丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸、4-磷酸赤藓糖等是合成氨基酸的碳架。
糖分解产生的能量被用于蛋白质的合成。
（2）蛋白质分解产物进入糖代谢：蛋白质降解产生的氨基酸经脱氨后生成α-酮酸，α-酮酸进入糖代谢可进一步氧化放出能量，或经糖异生作用生成糖。
3．蛋白质代谢与脂类代谢的相互关系解答：（1）脂肪转变为蛋白质：脂肪分解产生的甘油可进一步转变成丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸等，再经过转氨基作用生成氨基酸。
脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合进入三羧酸循环，能产生谷氨酸族和天冬氨酸族氨基酸。
（2）蛋白质转变为脂肪：在蛋白质氨基酸中，生糖氨基酸通过丙酮酸转变成甘油，也可以氧化脱羧后转变成乙酰辅酶A，用于脂肪酸合成。
生酮氨基酸在代谢反应中能生成乙酰乙酸，由乙酰乙酸缩合成脂肪酸。
丝氨酸脱羧后形成胆氨，胆氨甲基化后变成胆碱，后者是合成磷脂的组成成分。
4．代谢的区域化有何意义？解答：代谢的区域化是生物代谢的空间特点，该原则普遍适用，而且，越高等的生物，该特点越明显，其意义主要有以下几个方面：（1）消除酶促反应之间的干扰。
（2）使代谢途径中的酶和辅因子得到浓缩，有利于酶促反应进行。
（3）使细胞更好地适应环境条件的变化。
（4）有利于调节能量的分配和转换。