【生物化学】物质代谢的联系与调节

丙酮酸
3）脂肪的分解代谢受糖代谢的影响
饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时：
脂肪动员
酮体
糖
草酰 乙酸
TAC受阻 高酮血症
2.糖与氨基酸代谢的相互联系 1）大部分氨基酸（除leu , lys 外）脱氨基后 ，生成α-酮酸，可转变为糖
例如： 丙氨酸 脱氨基 丙酮酸 糖异生 糖
2）糖代谢的中间产物可氨基化 生成某些非必需氨基酸
是一切生物都具有的调节方 式，在高等生物是其他水平调 节的基础。
1.细胞内酶的隔离分布
各种代谢途径的酶都集中并分布于具有一定 结构的亚细胞或存在于胞浆的可溶部分。意义 ：避免各种代谢途径的酶互相干扰，而且有利 于它们协调地发挥作用。
酶在细胞内隔离和集中分布是代谢调节的 一种重要方式。
2.多酶体系、多功能酶 多酶体系:由几种不同功能的酶彼此聚合形
例如：肝在糖代谢中的作用
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
——肝在维持血糖稳定中起重要作用。
（二）心可利用多种能源物质，以有氧氧化为主
酮体 乳酸
游离脂酸
葡萄糖 正常优先以脂酸为燃料产生ATP。能量可依次 以消耗自由脂酸、葡萄糖、酮体等能源物质提供。
（三）脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大
关键酶催化的反应具有以下特点：
① 速度最慢，它的速度决定整个代谢途径 的总速度，故又称其为限速酶 limiting velocity enzymes
② 催化单向反应或非平衡反应，它的活性 决定整个代谢途径的方向。
乳酸， CO2, H2O
织
心 脂蛋白脂酶，呼 泵出血液 有氧氧化 脂酸，葡萄 CO2，H2O
吸链丰富
糖，酮体，
氧
VLDL
化
脂肪 脂蛋白脂酶，激 储存及动 酯化脂酸，脂 VLDL，CM 游离脂酸，源自组织 素敏感脂肪酶 员脂肪
解
甘油
供
骨骼 脂蛋白脂酶，呼 收缩 有氧氧化，糖 脂酸，葡萄 乳酸，
能肌
吸链丰富
（六）脂肪组织是合成、储存脂 肪的重要组织
• 合成及储存脂肪的重要组织； • 将脂肪分解成脂酸、甘油，供机
体其他组织利用。
（七）肾是可进行糖异生和生成酮 体两种代谢的器官
肾髓质主要由糖酵解 供能；肾皮质主要由脂酸 、酮体有氧氧化供能。
器官
重 组织
特有的酶
功能
主要代谢途径 主要供能物 代谢和输
质
脂肪
丝氨酸
丝氨酸磷脂
胆胺
脑磷脂
胆碱
卵磷脂
（四） 核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系 1.氨基酸是体内合成核酸的重要原料
甘氨酸
天冬氨酸
谷氨酰胺
一碳单位
合成嘌呤
合成嘧啶
2.磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
二、组织器官的代谢特点
（一）肝是人体最重要的物质代谢中心和枢纽
在糖、脂、蛋白质、 水、盐及维生素代谢中均 具有独特而重要的作用。
代谢调节是生命的重要特征。生物体内代谢调节是在长期进化过程 中逐步形成的一种适应能力。
代谢调节普遍存在于生物界 单细胞生物
通过细胞内代谢物浓度的变 化，调节酶活性及含量
——原始调节/细胞水平调节
细胞水平代谢调节
高 激素水平代谢调节：高等生物在
等
长期进化过程中出现了专司调节 功能的内分泌细胞或内分泌器官
成的多酶复合物 。
如丙酮酸脱氢酶复合体
多功能酶:一些酶系在进化过程中由于基因 融合，形一条多肽链却具有不 同功能的酶，也称串联酶。如脂
肪酸合成酶
脂肪酸合成酶系
一条多肽链 包括7种催化活性 一种酰基载体蛋白
多酶体系 有助于代谢的顺利进行 多功能酶 便于调控。
3.关键酶
* 代谢途径的速度、方向是由其中 的关键酶（key enzyme）的活性所决定的
生 ，其分泌的激素可对其它细胞发
物 挥整代体谢水调平节代作谢用调。节：在中枢神经系统
的控制下，或通过神经纤维及神经递
对靶细胞发挥影响，或通过某些激素
来调节某些细胞的代谢与功能并通过
素的互相协调而对机体代谢进行综合
（二）细胞水平的代谢调节
通过细胞内代谢物浓度 的变化，对酶活性及含量进行 调节。主要对酶进行调节（原 始调节）
出的产物
要
肝 葡萄糖激酶，葡 代谢枢纽 糖异生，脂酸 葡萄糖，脂 葡萄糖，
萄糖-6-磷酸酶，
β-氧化，糖有 酸，乳酸， VLDL，
器
甘油激酶，磷酸
烯醇式丙酮酸羧
官
激酶
氧氧化，糖原 代谢，酮体生
成等
甘油，氨基 酸
HDL，酮 体等
及脑 组
神经中枢
糖有氧氧化， 糖酵解，氨基
酸代谢
葡萄糖，脂 酸，酮体，
氨基酸等
物质代谢的联系与调节
生化与分子生物学教研室 刘先俊 P221
一、物质代谢的相互联系 （一）在能量代谢上的相互联系
三大营养物
糖 脂肪 蛋白质
共同中 间产物
乙酰 CoA
共同最终 代谢通路
CoA
TAC
2H+ + 2 e
呼吸链
ATP
* 从供能角度看，三大营养素 可以互相代替，并互相制约
脂肪分解
ATP ATP/ ADP
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
（三） 脂类与氨基酸代谢的相互联系
1.脂肪中的甘油可转化为某些氨基酸
脂肪
甘油
某些非必需氨基酸
磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸
其他α-酮酸
但不能说，脂类可转变为氨基酸
2.蛋白质可以转变为脂肪
氨基酸
乙酰CoA
3. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
• 耗能大，耗氧多。 • 葡萄糖为主要能源，每天消耗约100g。 • 不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体。
（四）肌肉主要氧化脂肪酸，强 烈运动产生大量乳酸
• 合成、储存肌糖原； • 通常以脂酸氧化为主要供能
方式； 剧烈运动时，以糖酵 解为主。
（五）糖酵解是为成熟红细胞提 供能量的主要途径
红细胞没有线粒 体，每天消耗15 20g 葡萄糖。
酵解
糖，酮体 CO2，H2O
的
肾 甘油激酶，磷酸 排泄尿液 糖异生，糖酵 脂酸，葡萄 葡萄糖
烯醇式丙酮酸羧
解，酮体生成 糖，乳酸，
特
激酶
甘油
点
红细 胞
无线粒体
运输氧
糖酵解
葡萄糖
乳酸
三、代 谢 调 节
（一）代谢调节的概念
机体各种物质代谢为适应内外环境变化，有条不紊的进行，不断对 各种物质代谢的强度、方向和速率进行精细调节。
糖分解
（一）
（一）
磷酸果糖激酶-1
* 一般情况下，供能以糖、脂为主
（二）糖、脂肪、蛋白质代谢的相互联系
1. 糖代谢与脂代谢的相互联系 1）摄入的糖量过多时：
合成糖原储存
糖
分解代谢
乙酰CoA
氧化、 供能
合成脂肪酸
2）脂肪的甘油部分能在体内转变为糖
甘油激酶
脂
甘油
肝、肾、肠
磷酸-甘油
糖
肪
脂酸 乙酰CoA