药学第13章代谢和代谢调控总论.ppt
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1、2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,第 十三 章,代谢与代谢调控总论,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,新陈代谢的概念和研究方法,第 一 节,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,新陈代谢:是肌体与外界环境不断进行物质交换的过程。 中间代谢:消化吸收的外界物质与体内原有的物质,在全身 一切组织和细胞中进行多种多样化学变化的过程。,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,物质代谢的特点,整体性 可调节性 各组织、器官物质代谢各具特色 各种代谢物均有共同的代谢池 ATP是机体储存能量及消耗能量的共同形式 NADPH是合成代谢所需的还原当量,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,一、整
2、体性,各种物质代谢之间互有联系,相互依存。,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,二、代谢调节,机体有精细的调节机制,调节代谢的强度、方向和速度,内外环境不断变化,影响机体代谢,适应环境的变化,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,三、各组织、器官物质代谢各具特色,结构不同,酶系的种类、含量不同,不同的组织、器官,代谢途径不同、功能各异,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,四、各种代谢物均具有各自共同的代谢池,例如,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,五、ATP是机体能量利用的共同形式,营养物分 解,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,六、NADPH是合成代谢所需的还原当量,例
3、如,乙酰CoA,NADPH + H+,脂酸、胆固醇,磷酸戊糖途径,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,物质代谢的研究方法,利用指出机体的方法 使用病变动物 切除器官法 脏器灌注法 组织切片或匀浆法 纯酶法及酶抑制剂法 同位素示踪法 使用亚细胞成分的方法 致突变法 转基因和基因敲除法,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,物质代谢的相互联系 Metabolic Interrelationships,第 二 节,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,一、在能量代谢上的相互联系,三大营养素,共同中间产物,共同最终代谢通路,三大营养素可在体内氧化供能。,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,
4、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。,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,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。,例如,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,饥饿时,肝糖原分解 ,肌糖原分解,肝糖异生,蛋白质分解 ,以脂酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低,1 2 天,3 4 周,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,(一)糖代谢与脂代谢的相互联系,1. 摄入的糖量超过能量消耗时,二、糖、脂、蛋白质及核酸之间的相互联系,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,2. 脂肪的甘油部分能在体内转
5、变为糖,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,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,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,(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,1. 大部分氨基酸脱氨基后,生成相应的-酮酸,可转变为糖。,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸,糖,丙酮酸,草酰乙酸,乙酰CoA,柠檬酸,-酮戊二酸,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,1. 蛋白质可以转变为脂肪,2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料,(三)脂类与氨基酸代谢的相互联系,2008年5月 药学本
6、科教材第六版讲稿, 但不能说,脂类可转变为氨基酸。,3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,(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,2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供,葡萄糖、糖原,丙酮酸,乙酰CoA,脂肪,草酰乙酸,- 酮戊二酸,琥珀酸,延胡索酸,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,代 谢 调 节 The Regulation of Metabolism,第 三 节,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,代谢调节普遍存在于生物界,是生物的重要特征。,主要通过细胞内代谢物浓
7、度的变化,对酶的活性及含量进行调节,这种调节称为原始调节或细胞水平代谢调节。,单细胞生物,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,高等生物 三级水平代谢调节,细胞水平代谢调节,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿, 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 细胞内酶呈隔离分布。 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶(key enzyme)的活性决定。 关键酶调节,一、细胞水平的代谢调节,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,(一)细胞内酶的隔离分布,代谢途径有关酶类常常组成多酶体系,分布于细胞的某一区域 。,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,多酶体系在细胞内的分布,2008年5月 药学本
8、科教材第六版讲稿,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,酶的隔离分布的意义 避免了各种代谢途径互相干扰。,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿, 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)。, 催化单向反应不可逆或非平衡反应,它的活性决定整个代谢途径的方向。, 这类酶活性除受底物控制外,还受多种代谢物或效应剂的调节。,关键酶催化的反应具有以下特点:,代谢途径是一系列酶促反应组成的,其速度及方向由其中的关键酶决定 。,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,例:糖代谢的关键酶,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,快速
9、代谢,迟缓代谢, 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,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,这种调节称为酶的变构调节或别构调节。,(二)关键酶的变构调节,2008年5月 药学本科教材第六版讲稿,被调节的酶称为变构酶或别构酶 (allosteric enzyme) 使酶发生变构效应的物质,称为变构效应剂 (allosteric effector), 变构激活剂allosteric effector 引起酶活性增加的变构效应剂。 变构抑制剂allosteric effe
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