第09章代谢调节第七版10

磷酸二羟丙酮
3-P-甘油
葡
萄
乙酰CoA
脂肪酸
糖
G-6-P→PPP
NADPH
2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖
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
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
脂肪大量动员
酮体生成增加
糖不足
草酰乙酸 相对不足
氧化受阻
糖原合酶
G-1-P→UDPG→Gn
磷酸化酶 肉碱脂酰 转移酶Ⅰ
丙酮酸→乙酰CoA→柠檬酸 TCA
脂肪 ↑ 脂酰oA ↑ 丙二酰CoA ↑ 乙酰CoA羧化酶 乙酰CoA ↑ 柠檬酸
总的结果： 糖原合成↑、糖原分解↓
糖酵解↑ 脂肪合成↑、脂肪分解↓
血糖浓Baidu Nhomakorabea↓
生理意义：快速调节代谢的速度和方向，避免产 物堆积，使能量合理分配
（一）细胞内酶的隔离分布
避免了各种代谢途径互相干扰，是实现代谢调节的 基本前提
• 代谢调节主要是通过对关键酶(key enzyme)活 性的调节而实现的。
关键酶（key enzymes） 能够决定代谢途径的速度和方向的酶
▪催化的反应速度最慢（限速酶） ▪常常催化单向反应 ▪受多种效应剂的调节
调节关键酶活性
Metabolic Interrelationships
一、在能量代谢上的相互联系
● 三大营养素可在体内氧化供能。
三大营养素
糖原Gn
脂肪
蛋白质
G
FA
AA
共同中间产物
乙酰CoA TCAC
共同最终 代谢通路
CO2+H2 O+能量
二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系
（一）糖代谢与脂代谢的相互联系 1. 糖可以转变成脂肪
（三）酶的化学修饰调节
1. 化学修饰的概念
酶蛋白肽链上某些残基在不同催化单向 反应的酶促催化下发生可逆的共价修饰，从 而引起酶活性改变的过程。
2. 化学修饰的主要方式
磷酸化 - - - 去磷酸 乙酰化 - - - 脱乙酰 甲基化 - - - 去甲基 腺苷化 - - - 脱腺苷 SH 与 – S — S – 互变
2.变构酶：具有以下几个特点
▪寡聚酶：
▪有二个独立部位：催化部位与调节部位
▪动力学特征：
S形曲线
米氏酶 V
变构酶
〔S〕
酶分子中有二个独立的部位
催化部位（亚基） 调节部位（亚基） （活性中心） （变构部位）
功能：
结合S，并转变为P
结合变构剂， 改变E活性
3. 变构效应剂
使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂
酶结构调节
酶含量调节
调节现有酶结构（快速调节） 诱导、阻遏酶合成（迟缓调节）
变构调节 改变酶的构象 来改变酶活性
酶的共价修饰调节 通过加入或去掉一个 化学基团来改变酶活性
（二）关键酶的变构调节 (Allosteric regulation)
1. 变构调节的概念
小分子化合物与酶分子活性中心以外的某 一部位特异结合，引起酶蛋白分子构象变化， 从而改变酶的活性。
天冬氨酸 甘氨酸
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
Ala Trp Ser Gly Thr Cys
Asp
Tyr Phe
葡萄糖、糖原
甘油
脂肪
丙酮酸
脂酸
乙酰CoA
胆固醇、酮体 Leu、Lys
草酰乙酸 延胡索酸
α- 酮戊二 酸
琥珀酸
Arg
Glu His
Pro
Val, Ile, Met, Thr
高酮血症
（二）糖与氨基酸代谢的相互联系
1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的 α-酮酸，可转变为糖。
脱氨基
丙氨酸
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
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. 蛋白质可以转变为脂肪
第四节
代谢调节
The Regulation of Metabolism
代谢调节：
机体对代谢速率的控制能力
细胞水平
激素水平
整体水平
通过代谢物 浓度变化
改变细胞内cAMP浓度 诱导或阻遏酶合成
释放神经递质直接调节 影响激素的分泌
影响酶促反应速度
一、细胞水平的代谢调节
• 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节
糖
织
五、ATP是机体能量利用的共同形式
ATP
氧化磷酸化
~P
底物水平磷酸化
肌酸
磷酸 肌酸
ADP
~P
机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温)
六、NADPH是合成代谢所需的还原当量
磷酸戊糖途径
NADPH + H+
乙酰CoA
脂酸、胆固醇
第二节
物质代谢的相互联系
二、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
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
代谢途径不同、 功能各异
四、各种代谢物均具有各自共同的代谢池
消化吸收的糖 血
各
肝糖原分解
种 组
糖异生
化学本质： 酶的S、P、其它小分子化合物
4. 构象改变形式
变构效应剂 + 酶的调节亚基 亚基聚合
酶的构象改变
亚基解聚
酶分子多聚化 酶的活性改变 （激活或抑制 ）
蛋白激酶A
R ：调节亚基 C ：催化亚基
5. 变构调节的生理意义 饱食下，糖、脂代谢的变构调节
G ↓ G-6-P ↓ F-1.6-2P ↓ PEP PK ↓ 丙酮酸
3. 修饰的过程：
磷酸化酶b激酶
E 低活性
蛋白激酶A（PKA）
P
E
磷蛋白磷酸酶
高活性
4. 酶促化学修饰的特点
➢绝大多数共价调节酶有二种形式，可在其它酶的 催化下互变
➢对调节信号有级联放大效应（瀑布效应） 见图
➢磷酸化与脱磷酸化是最常见的修饰反应
➢与酶蛋白合成相比，耗能少，是体内调节酶 活性经济而有效的方式
G蛋白
+
胰高血糖素 + 受体
腺苷酸环化酶 腺苷酸环化酶（有活性）
（无活性） ATP
cAMP
PKA
(无活性)
PKA
(有活性)
磷酸化酶b激酶 磷酸化酶b激酶-P
糖原合酶
糖原合酶-P
磷酸化酶b 磷酸化酶a-P
G → Gn 抑制
Gn → G 加强
氨基酸
乙酰CoA
脂肪
2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸
磷脂酰丝氨酸
乙醇胺
磷脂酰乙醇胺
胆碱
磷脂酰胆碱
3. 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
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。
（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