第11章物质代谢的联系与调节2012级唐旭东.ppt
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1、第九章 物质代谢的联系与调节 Metabolic Interrelationships and Regulation,生物化学与分子生物学教研室,唐旭东,第一节 物质代谢的特点,第二节 物质代谢的相互联系,第三节 某些组织、器官的代谢特点,第四节 代谢调节(重点),(了解,自学),第一节 物质代谢的特点,体内各种物质(糖、脂、蛋白质、水、无机盐和维生素等)的代谢构成一个统一的整体。,(一)整体性,彼此相互联系 彼此相互转化 彼此相互依存,(二)物质代谢与能量代谢相偶联,新陈代谢,同化作用,异化作用,物质合成,吸收能量,物质分解,释放能量,物质代谢,能量代谢,直线途径(如-氧化) 分支途径(如许
2、多分支点:丙酮酸等) 循环途径(如TAC、鸟氨酸循环等),(三)代谢途径的多样性,幻灯片 7,丙酮酸,糖,草酰乙酸,乙酰CoA,糖,天冬氨酸,丙氨酸,乳酸,机体存在精细的调节机制,使各种物质代谢能适应内外环境的变化。 调节各种物质代谢的强度 调节各种物质代谢的方向 调节各种物质代谢的速度,(四)代谢调节,(五)物质代谢的组织特异性,不同的组织、器官,肝脏含糖、脂、蛋白质代谢的各种酶系,是物质代谢的总枢纽。,同一种代谢物共同参加到同一代谢池中代谢。 如:血糖代谢池、氨基酸代谢池等,(六)各种代谢物均具有共同的代谢池,(七)ATP是机体能量储存和利用的共同形式,生物合成、肌肉收缩、物质的主动转运等
3、均需要消耗ATP,营养物分解,ADP+Pi,ATP,(八)NADPH为某些物质合成提供还原当量,脂酸、胆固醇等,磷酸戊糖途径,第二节 物质代谢的相互联系,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,从能量供应角度看,三大营养素可以相互代替,并相互制约。 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。,二、糖、脂和蛋白质代谢之间的相互联系 (一)糖代谢与脂代谢的相互联系,摄糖过多,脂肪酸,*糖可以转变为脂肪,*脂肪的甘油部分能在体内转变为糖, 但脂酸不能转变为糖
4、,脂肪,脂肪酸 ,甘油,糖(少),-磷酸甘油 (少),乙酰CoA (多),*糖代谢的正常进行是脂肪分解代谢顺利进行的前提,糖代谢 ,草酰乙酸 ,三羧酸循环,高血酮症,DM,糖可以转变为胆固醇,也能为磷脂合成提供原料。 胆固醇不能转变为糖,磷酸甘油磷脂中的甘油部分可以转变成糖。,(一)糖代谢与脂代谢的相互联系,除生酮aa(Leu和Lys)外,其余aa均可生成-酮酸,并循糖异生途径转变为糖。 生酮兼生糖氨基酸: 异亮、酪、苏、苯丙、色 糖代谢中间产物可氨基化转变为非必需aa(但不能转变成8种必需aa)。 食物中蛋白质能代替糖、脂供能,但食物中糖、脂不能代替蛋白质。,(二)糖代谢与氨基酸代谢的相互联
5、系,所有aa均能分解生成乙酰CoA,用于脂 肪、胆固醇合成。 aa(如Ser)亦可作为磷脂合成原料。 仅脂肪动员的甘油可进入糖酵解途径并转变为非必需aa(但不能转变成8种必需aa)。 脂酸不能转变为任何氨基酸。,(三)脂类代谢与氨基酸代谢的相互联系,Gly、Asp、Gln及一碳单位是合成嘌呤的原料 Asp、Gln及一碳单位是合成嘧啶的原料,(四)核苷酸与氨基酸代谢的相互关系,脂肪,第三节 组织器官的代谢特点及联系,(了解,自学),第四节 代谢调节(重点与难点),代谢调节作用的三个水平:,细胞水平的代谢调节(酶活性和酶量,代谢物浓度,区室化)-本章重点,激素水平的代谢调节(内分泌细胞激素细胞内代
6、谢),整体水平的代谢调节(中枢神经神经递质效应器激素分泌细胞内代谢),(一)细胞内酶的隔离分布(区室化),胞液:糖酵解、糖原合成与分解、糖异生、磷酸戊糖途径、脂酸合成酶系,一、细胞水平的代谢调节,关键酶(调节酶、限速酶)的概念,一个代谢途径的速度和方向,常由一个或几个具有调节作用的关键酶的活性所决定。这些调节代谢的酶称调节酶(regulatory enzyme)或关键酶(key enzyme)或限速酶(rate-limting enzyme),1. 所催化的反应速度最慢,故又称限速酶;,关键酶的特点:,2. 催化单向反应或非平衡反应,故能决定 整个代谢途径的方向; 3. 常处于代谢途径的起始部
7、位或分支处;,4. 酶活性除受底物影响外,还受多种代 谢物或效应剂的调节。,糖原合成 糖原合酶 糖原分解 磷酸化酶 糖酵解 己糖激酶, PFK-1, 丙酮酸激酶 糖有氧氧化 丙酮酸脱氢酶系,柠檬酸合酶, 异柠檬酸脱氢酶,酮戊二酸脱氢酶系 糖异生 丙酮酸羧化酶,磷酸烯醇式丙酮酸羧激 酶,果糖1,6-二磷酸酶,葡萄糖-6-磷酸酶 脂酸合成 乙酰CoA羧化酶 胆固醇合成 HMGCoA还原酶,某些重要代谢途径的关键酶,代谢途径 关键酶,变构调节,共价(化学) 修饰调节,代谢调节主要通过对关键酶活性的调节实现,快速调节 (数秒数分),迟缓调节 (数小时数天),酶的代谢调节,酶量的调节,酶蛋白的合成,酶蛋
8、白的降解,酶活性调节,(二) 关键酶的变构调节,1. 变构调节的概念(allosteric regulation),小分子化合物与酶蛋白分子活性中心以外的部位非共价结合,使酶蛋白构象发生变化,从而增强或减弱酶的活性。这种调节方式称,变构部位(别构部位) allosteric site 与变构效应剂结合的部位,变构酶(别构酶) allosteric enzyme 被变构调节的酶,变构效应剂 allosteric effector 使酶发生变构效应的物质,2. 变构调节的机制,变构酶 (寡聚酶),催化亚基,调节亚基,与底物结合 起催化作用,与变构效应剂非共价结合起调节作用,变构效应剂的种类:,底物
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