代谢调节13

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
例如
消化吸收的糖 血
各
肝糖原分解
种 组
糖异生
糖
织
五、ATP是机体能量利用的共同形式
营养物 分解
释放 能量
ADP+Pi
直
接
供
能
ATP
六、NADPH是合成代谢所需的还原力
例如
磷酸戊糖途径
NADPH + H+
乙酰CoA
脂酸、胆固醇
第一节 物质代谢的相互联系 一、在能量代谢上的相互联系
1. 蛋白质可以转变为脂肪
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
脑磷脂
胆碱
卵磷脂
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
３－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
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 ～ 3天
肝糖异生，肌蛋白质分解
3 ～4 周
以脂肪酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低
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 （以糖变脂肪为主）
整体水平 激素水平 细 胞 水平
细胞水平调节是整个代谢调节的基础。
第二节 细胞水平的代谢调节
细胞水平代谢调节
代谢途径的定位分布
酶活性的调节
酶结构 的调节
酶数量 的调节
是生物最原始、最基本的调节机制 一、代谢途径的区域化分布在代谢调节中的作用 1、 代谢途径有关的酶类常组成多酶体系，分布
于细胞的某一区域或亚细胞结构中。
缬氨酸, 异亮 氨酸，甲硫氨 酸, 苏氨酸
脯氨酸
葡萄糖
磷酸戊糖途径
6-磷酸葡萄糖
磷酸二羟丙酮
5-磷酸核糖
3-磷酸甘油醛
磷脂
甘油 脂肪酸
3-磷酸甘油酸
氨基酸
胆碱
磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸
乙酰CoA
脂肪 胆固醇 酮体
碱基 核苷酸
天冬氨酸
草酰乙酸
氨基酸 延胡羧酸
柠檬酸
氨基酸
琥珀酰CoA α-酮戊二酸
血红素 谷氨酰胺
脂类 糖类
蛋白质
水 无机盐
维生素
消化吸收 中间代谢 废物排泄
• 各种物质代谢之间互有联系，相互依存。
百度文库、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，调节代谢途 径的强度、方向和 速度
三、各组织、器官中物质代谢各具特色
不同的组 织、器官
结构不同
酶系的种类、 含量不同
（3）催化单向反应或非平衡反应，决定整个代谢 途径的方向。
（4）受底物、代谢物或效应剂的调节。
变构调节 快速调节（改变分子结构）
调 节
迟缓调节（改变含量）
化学修饰调节
三、酶结构调节 （一）变构调节(allosteric regulation) 1、概念： 特定物质（变构效应剂）与酶蛋白活性中 心以外的某一部位以非共价键结合，引起酶蛋白 构象变化，从而改变酶的活性，又称别位调节。
1. 氨基酸是体内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
2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
丙氨酸 色氨酸 丝氨酸 甘氨酸 苏氨酸
半胱氨酸
葡萄糖、糖原
丙酮酸 乙酰CoA
甘油
脂肪
脂酸
胆固醇、酮体
赖氨酸、亮氨酸
天冬氨酸
草酰乙酸
酪氨酸 脯氨酸
延胡索酸
α- 酮戊二酸 琥珀酸
谷氨酸
精氨酸 组氨酸
第十三章 代谢调节
本章主要内容
物质代谢的相互联系 细胞水平的代谢调节 激素水平的代谢调节 整体调节
目的要求： 1、掌握酶结构调节。 2、熟悉糖、脂和蛋白质代谢之间的相互关
系和激素水平调节作用概况。 3、了解物质代谢特点。
物质代谢的特点
The Specialty of Metabolism
一、整体性
D Ed F
Ek1 Eb
A
B
C Ec
E Ek2 G Eg H
关键酶示意图
关键酶（或称调节酶、限速酶） 定义：体内某代谢途径的速度、方向改变往往只
取决于多酶体系中的某些或某个酶的活性 变化。这些酶称之。 特点： （1）通常是一个代谢途径中前几个步骤中的某一 个反应或是代谢分支后的第一步反应。
（2）在整条代谢通路中催化反应速度最慢，决定 整个代谢途径的总速度。
1. 摄入的糖量超过能量消耗时
葡萄糖 磷酸二羟丙酮
乙酰CoA 3-磷酸甘油
脂肪酸 胆固醇
脂肪
2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖
甘油 甘油激酶 ３-磷酸甘油
葡 萄
肝、肾、肠
脂
糖
肪
脂肪酸
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
2、 意义：使各种代谢途径分别在细胞内不同区 域进行，避免代谢途径互相干扰。
脂肪酸β-氧化；三羧酸循环； 呼吸链。
多种水解酶
DNA及RNA合成
线粒体
溶酶体
细胞核
糖酵解；磷酸戊糖途径； 糖原合成；脂肪酸合成 糖异生等 。
细胞液
控制关键酶（key enzyme）活性即可控制整 个代谢途径的速度及方向，这是实现代谢调节的 基本手段。（不必控制途径中所有酶的活性）
● 三大营养素均可在体内氧化供能。
三大营养素 糖 脂肪
蛋白质
共同中 间产物
乙酰CoA
共同最终 代谢通路
2H
TAC
CO2
ATP
一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽 量节约蛋白质的消耗。
在某种意义上三大营养素在供能方面可 以相互替代，弥补不足。
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。
变构酶或别位酶（allosteric enzyme) 变构激活剂
变构效应剂（allosteric effector) 变构抑制剂
谷氨酸
氨基酸 氨基酸
体内各种物质代谢纵横交错，共同存在， 必须受调节。 代谢调节概念：
机体对各代谢途径进行的速度和方向进行 严密控制，使其随着体内外环境的变化而不断 调整。 代谢调节意义：
各种物质维持在适宜的浓度，能量供求满 足生理需要。
代谢调节是维持细胞功能，保证机体正常 生长、发育所必需的。
高等动物体内，有三个层次的调节机制：
草酰乙酸 相对不足
高酮血症
氧化受阻
（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。
例如：
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