【生化精品课件】 物质代谢调节与整合
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１ 在血浆蛋白质代谢中的作用 合成与分泌血浆蛋白质，γ球蛋白除外，几乎所有的
血浆蛋白质都来自肝。
肝还是清除血浆蛋白质（清蛋白除外）的重要器官。 大多数血浆蛋白质是糖蛋白，可被肝细胞膜唾液酸酶
催化，脱去糖基末端唾液酸。并被肝细胞膜上特异 的受体识别，经内吞作用进入肝细胞，并在溶酶体 中降解。
２ 在氨基酸代谢中的作用
糖 葡萄糖或糖原
甘油三酯
脂肪
磷酸丙糖
α-磷酸甘油
脂肪酸
氨
PEP
基 酸
丙氨酸 半胱氨酸
丙酮酸
、 丝氨酸 糖 苏氨酸
异亮氨酸 乙酰CoA 亮氨酸
乙酰乙酰CoA
酮体
及 色氨酸
色氨酸
脂
苏氨酸
亮氨酸 赖氨酸
肪 代
草酰乙酸
柠檬酸
酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸
谢 的 联
天冬氨酸 天冬酰胺
TAC
延胡索酸
CO2 α-酮戊二酸
（二）肝在物质代谢中承担加工、输送、 分配的角色
二、肝是糖代谢转换和糖异生的主要器官 肝是维持血糖正常水平的重要器官 作用：维持血糖浓度恒定，保障全身各组织，
尤其是大脑和红细胞的能量供应
肝内进行那些糖代谢途径？
肝细胞膜有葡糖转运蛋白2,可使肝细胞内的葡 萄糖浓度与血糖浓度保持一致。
葡萄糖激酶对葡萄糖的亲和力低,且不被产物葡 萄糖-6-磷酸所抑制。
从生物化学角度认识稳态，就是生物体通过 调节机制，补偿外环境变化而维持的代谢动 力 学 稳 定 状 态 —— 代 谢 稳 态 （ metabolic homeostasis）。
二、各种物质代谢途径整合为统一的整体
（一）各种代谢途径的共同特性是代谢整合的基础
1．各种物质代谢途径“汇聚”共同的代谢池
2．ATP是能量“流通”的共同形式 3．分解代谢途径产生的NADPH为合成代谢提供还原
本节内容结束
第十一章
物质代谢调节与整合
REGULATION AND INTEGRATION OF
第一节
代谢的稳态和整体性 Homeostasis and Integration
of Metabolism
一、代谢调节维持稳态
生物体对抗外环境变化，维持内环境恒定， 即稳态（homeostasis）。
三、肝是内源性脂类和酮体合成的场所 （一）肝是内源性甘油三酯合成的主要场所 （二）饥饿时肝合成酮体供应肝外组织/器官 （三）血浆胆固醇及磷脂主要来源于肝
肝内进行的脂类代谢主要有哪些？
脂肪酸的氧化 脂肪酸的合成及酯化 酮体的生成 胆固醇的合成与转变及排泄 脂蛋白与载脂蛋白的合成 脂蛋白的降解
四、肝有合成尿素及调整氨基酸代谢池的功能
饱食状态：饱食状态血糖浓度高时，仍可不停 将摄取的葡萄糖磷酸化为葡萄糖-6-磷酸。
用于氧化供能，合成糖元储存，还可将过多糖 则转化为脂肪，以VLDL形式输出肝。
空腹状态： 肝中葡萄糖-6-磷酸酶使肝糖原分解↑，补充
血糖。 同时肝中有一系列糖异生的关键酶。
饥饿状态： 以糖异生为主 脂肪动员↑→酮体合成↑
当量 4．分解/合成代谢途径具有共同的中间代谢物 5．线粒体是代谢途径和代谢调节信号的整合点
（二）各种代谢途径相互联系形成统一 的整体
1．各种物质代谢途径在能量代谢方面相互补充、 相互制约
三大营养素 糖
脂肪
共同中 间产物
乙酰CoA
共同最终 代谢通路
2H
TAC
蛋白质
CO 2 ATP+H2O
来源
1. 糖的有氧氧化
谷氨酸
系
苯丙氨酸
琥珀酰CoA CO2
精氨酸 谷氨酰胺
酪氨酸
异亮氨酸 甲硫氨酸
组氨酸 缬氨酸
丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸
目录
第二节
肝在代谢调节与整合中的作用
Roles of the Liver in Metabolic Regulation and Integration
一、肝是物质代谢的核心器官
（一）肝的组织结构和化学组成决定其在 代谢中的核心作用
柠檬酸及ATP可变构激活乙酰辅酶A羧化酶，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。
脂肪绝大部分不能在体内转变为糖。
甘油激酶 甘油
磷酸-甘油
葡 萄
肝、肾、肠
脂
糖
肪
脂酸
乙酰CoA
葡萄糖
（2）糖代谢与氨基酸代谢的相互联系
除生酮氨基酸亮氨酸和赖氨酸外，体 内氨基酸都可通过脱氨基作用，生成相应 的a-酮酸。 这些a-酮酸可彻底氧化分解并释放ATP；
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）
2．各类物质代谢通过共同中间产物相互联系、相互 转化
体内糖、脂、蛋白质和核酸等的代谢不是彼此独立， 而是相互关联的。
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，经三羧酸循环和生物氧化等联成 整体。
也可经糖异生中间产物经糖异生过程转变 成糖。
糖代谢中间代谢物仅能在体内转变成12种非
必需氨基酸。所以，不能用糖完全来代替
食物中蛋白质的供应。相反，蛋白质在一
定程度上可以代替糖。
丙氨酸
天冬氨酸
糖
丙酮酸
草酰乙酸
乙酰CoA
α-酮戊二酸 谷氨酸
柠檬酸
（3）氨基酸可转变为脂肪而脂类不 能转变为氨基酸
蛋白质可转变为脂肪。生酮氨基酸
2. 脂肪酸氧化分解 3. 酮体氧化分解
乙酰CoA
去路
1. 进入三羧酸循环 2. 合成脂肪酸 3. 合成酮体 4. 合成胆固醇
4. 氨基酸分解代谢
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，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。
氨基酸
乙酰CoA
脂肪
• 氨基酸也可作为合成磷脂的原料 。
丝氨酸 胆胺 胆碱
磷脂酰丝氨 酸 脑磷脂
卵磷脂
• 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸。
脂肪
甘油
某些非必需氨基酸Leabharlann Baidu
磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸
其他α-酮酸
（4）氨基酸是合成核酸的重要 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
• 合成核苷酸所需的磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供。
三者之间可以互相转变，当一种物质代谢障碍时可 引起其他物质代谢的紊乱。
（1）糖代谢与脂代谢的相互联系
糖可以转变为脂肪。当摄入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，糖经 有氧氧化生成大量乙酰CoA。
乙酰CoA是合成脂肪酸和胆固醇的主要原料。另一个 糖代谢中间产物磷酸二羟丙酮又是生成甘油的材 料。
血浆蛋白质都来自肝。
肝还是清除血浆蛋白质（清蛋白除外）的重要器官。 大多数血浆蛋白质是糖蛋白，可被肝细胞膜唾液酸酶
催化，脱去糖基末端唾液酸。并被肝细胞膜上特异 的受体识别，经内吞作用进入肝细胞，并在溶酶体 中降解。
２ 在氨基酸代谢中的作用
糖 葡萄糖或糖原
甘油三酯
脂肪
磷酸丙糖
α-磷酸甘油
脂肪酸
氨
PEP
基 酸
丙氨酸 半胱氨酸
丙酮酸
、 丝氨酸 糖 苏氨酸
异亮氨酸 乙酰CoA 亮氨酸
乙酰乙酰CoA
酮体
及 色氨酸
色氨酸
脂
苏氨酸
亮氨酸 赖氨酸
肪 代
草酰乙酸
柠檬酸
酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸
谢 的 联
天冬氨酸 天冬酰胺
TAC
延胡索酸
CO2 α-酮戊二酸
（二）肝在物质代谢中承担加工、输送、 分配的角色
二、肝是糖代谢转换和糖异生的主要器官 肝是维持血糖正常水平的重要器官 作用：维持血糖浓度恒定，保障全身各组织，
尤其是大脑和红细胞的能量供应
肝内进行那些糖代谢途径？
肝细胞膜有葡糖转运蛋白2,可使肝细胞内的葡 萄糖浓度与血糖浓度保持一致。
葡萄糖激酶对葡萄糖的亲和力低,且不被产物葡 萄糖-6-磷酸所抑制。
从生物化学角度认识稳态，就是生物体通过 调节机制，补偿外环境变化而维持的代谢动 力 学 稳 定 状 态 —— 代 谢 稳 态 （ metabolic homeostasis）。
二、各种物质代谢途径整合为统一的整体
（一）各种代谢途径的共同特性是代谢整合的基础
1．各种物质代谢途径“汇聚”共同的代谢池
2．ATP是能量“流通”的共同形式 3．分解代谢途径产生的NADPH为合成代谢提供还原
本节内容结束
第十一章
物质代谢调节与整合
REGULATION AND INTEGRATION OF
第一节
代谢的稳态和整体性 Homeostasis and Integration
of Metabolism
一、代谢调节维持稳态
生物体对抗外环境变化，维持内环境恒定， 即稳态（homeostasis）。
三、肝是内源性脂类和酮体合成的场所 （一）肝是内源性甘油三酯合成的主要场所 （二）饥饿时肝合成酮体供应肝外组织/器官 （三）血浆胆固醇及磷脂主要来源于肝
肝内进行的脂类代谢主要有哪些？
脂肪酸的氧化 脂肪酸的合成及酯化 酮体的生成 胆固醇的合成与转变及排泄 脂蛋白与载脂蛋白的合成 脂蛋白的降解
四、肝有合成尿素及调整氨基酸代谢池的功能
饱食状态：饱食状态血糖浓度高时，仍可不停 将摄取的葡萄糖磷酸化为葡萄糖-6-磷酸。
用于氧化供能，合成糖元储存，还可将过多糖 则转化为脂肪，以VLDL形式输出肝。
空腹状态： 肝中葡萄糖-6-磷酸酶使肝糖原分解↑，补充
血糖。 同时肝中有一系列糖异生的关键酶。
饥饿状态： 以糖异生为主 脂肪动员↑→酮体合成↑
当量 4．分解/合成代谢途径具有共同的中间代谢物 5．线粒体是代谢途径和代谢调节信号的整合点
（二）各种代谢途径相互联系形成统一 的整体
1．各种物质代谢途径在能量代谢方面相互补充、 相互制约
三大营养素 糖
脂肪
共同中 间产物
乙酰CoA
共同最终 代谢通路
2H
TAC
蛋白质
CO 2 ATP+H2O
来源
1. 糖的有氧氧化
谷氨酸
系
苯丙氨酸
琥珀酰CoA CO2
精氨酸 谷氨酰胺
酪氨酸
异亮氨酸 甲硫氨酸
组氨酸 缬氨酸
丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸
目录
第二节
肝在代谢调节与整合中的作用
Roles of the Liver in Metabolic Regulation and Integration
一、肝是物质代谢的核心器官
（一）肝的组织结构和化学组成决定其在 代谢中的核心作用
柠檬酸及ATP可变构激活乙酰辅酶A羧化酶，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。
脂肪绝大部分不能在体内转变为糖。
甘油激酶 甘油
磷酸-甘油
葡 萄
肝、肾、肠
脂
糖
肪
脂酸
乙酰CoA
葡萄糖
（2）糖代谢与氨基酸代谢的相互联系
除生酮氨基酸亮氨酸和赖氨酸外，体 内氨基酸都可通过脱氨基作用，生成相应 的a-酮酸。 这些a-酮酸可彻底氧化分解并释放ATP；
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）
2．各类物质代谢通过共同中间产物相互联系、相互 转化
体内糖、脂、蛋白质和核酸等的代谢不是彼此独立， 而是相互关联的。
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，经三羧酸循环和生物氧化等联成 整体。
也可经糖异生中间产物经糖异生过程转变 成糖。
糖代谢中间代谢物仅能在体内转变成12种非
必需氨基酸。所以，不能用糖完全来代替
食物中蛋白质的供应。相反，蛋白质在一
定程度上可以代替糖。
丙氨酸
天冬氨酸
糖
丙酮酸
草酰乙酸
乙酰CoA
α-酮戊二酸 谷氨酸
柠檬酸
（3）氨基酸可转变为脂肪而脂类不 能转变为氨基酸
蛋白质可转变为脂肪。生酮氨基酸
2. 脂肪酸氧化分解 3. 酮体氧化分解
乙酰CoA
去路
1. 进入三羧酸循环 2. 合成脂肪酸 3. 合成酮体 4. 合成胆固醇
4. 氨基酸分解代谢
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，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。
氨基酸
乙酰CoA
脂肪
• 氨基酸也可作为合成磷脂的原料 。
丝氨酸 胆胺 胆碱
磷脂酰丝氨 酸 脑磷脂
卵磷脂
• 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸。
脂肪
甘油
某些非必需氨基酸Leabharlann Baidu
磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸
其他α-酮酸
（4）氨基酸是合成核酸的重要 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
• 合成核苷酸所需的磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供。
三者之间可以互相转变，当一种物质代谢障碍时可 引起其他物质代谢的紊乱。
（1）糖代谢与脂代谢的相互联系
糖可以转变为脂肪。当摄入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，糖经 有氧氧化生成大量乙酰CoA。
乙酰CoA是合成脂肪酸和胆固醇的主要原料。另一个 糖代谢中间产物磷酸二羟丙酮又是生成甘油的材 料。