第章物质代谢联系与调节.pptx

物质代谢的特点 Characteristics of Metabolism;一、体内各种物质代谢彼此互相联系构成统一的整体; 糖类;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;四、各种物质代谢的代谢物均具有共同的代谢池;五、ATP是机体储存能量及消耗能量的共同形式;六、NADPH是合成代谢所需的还原当量;物质代谢的相互联系 Interrelationships among Metabolic Pathways of Carbohydrates, Lipids, and Proteins;一、在能量代谢上相互联系相互制约;乙酰辅酶A是三大营养物共同的中间代谢物，三羧酸循环是糖、脂、蛋白质最后分解的共同代谢途径，释出的能量均以ATP形式储存。 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。;脂肪分解增强;饥饿时;二、糖、脂和蛋白质代谢通过共同中间产物相互联系;（一）糖在体内可转变为脂而脂酸不能转变为糖;脂酸;饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时:;例如：;糖;氨基酸;丝氨酸;脂肪;;;组织、器官的代谢特点及联系;;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;酮体; ;四、肌肉通常以氧化脂酸为主且在剧烈运动时产生乳酸;五、红细胞代谢以糖酵解为主 ;;七、肾也可进行糖异生和生成酮体;重要器官及组织氧化供能的特点 ;代谢调节 Regulations of Metabolism;;高等生物 —— 三级水平代谢调节;细胞水平代谢调节、激素水平代谢调节及整体水平代谢的调节统称为三级水平代谢调节。 在代谢调节的三级水平中，细胞水平代谢调节是基础，激素及神经对代谢的调节都是通过细胞水平的代谢调节实现的。 ; ;主要代谢途径（多酶体系）在细胞内的分布;酶在不同组织细胞和细胞内不同细胞器的区域化分布使各组织细胞和各亚细胞结构具有各自的代谢酶谱。 同工酶谱的差异也使各组织细胞具有各自的代谢特点，各种代谢途径互不干扰而又便于彼此协调。 多酶体系、多功能酶、以及同一代谢途径中各种酶的区域化分布使一系列酶反应连续进行，有利于提高反应速率和调控。 代谢物本身也会在细胞内的不同亚细胞器或区间隔离分布，直接影响相关代谢的反应速率；同时更便于酶对代谢途径的调节。 ;代谢途径实质上是一系列酶催化的化学反应，其速度和方向不是由这条途径中每一个酶而是其中一个或几个具有调节作用的关键酶的活性所决定的。这些调节代谢的酶称为调节酶(regulatory enzymes)和/或关键酶(key enzymes)。 调节某些关键酶或调节酶的活性是细胞代谢调节的一种重要方式。 ;① 它催化的反应速度最慢，因此称为限速酶(limiting velocity enzymes)，它的活性决定整个代谢途径的速度； ② 这类酶催化单向反应，或非平衡反应，因此它的活性决定整个代谢途径的方向； ③ 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。 ;; 快速代谢 ;（二）小分子代谢物通过改变关键酶的构象别构调节酶活性;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，这种调节称为酶的别构调节。;第48页/共96页;别构效应剂可以是酶的底物，也可是酶体系的终产物，或其它小分子代谢物。 它们在细胞内浓度的改变能灵敏地反映代谢途径的强度和能量供求情况，并使关键酶构象改变影响酶活性，从而调节代谢的强度、方向以及细胞能量的供需平衡。;别构效应剂 + 酶的调节亚基;2．代谢途径的起始物或产物通过别构调节使代谢途径合理进行 ;乙酰CoA;G-6-P;柠檬酸;（三）酶促化学修饰调节关键酶的活性;磷酸化 - - - 去磷酸;有很多调节酶通过磷酸化和/或脱磷酸化调节相关代谢途径。;酶蛋白分子中丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸的羟基是磷酸化修饰的位点。 酶的磷酸化与脱磷酸反应是不可逆的，分别由蛋白激酶（protein kinase）及磷蛋白磷酸酶(protein phosphatase) 催化完成。;酶的磷酸化与脱磷酸化;① 绝大多数属于这类调节方式的酶都具无活性（或低活性）和有活性（或高活性）两种形式。它们之间在两种不同酶的催化下发生共价修饰，可以互相转变。催化互变反应的酶在体内受调节因素如激素的控制。 ② 与别构调节不同，化学修饰是由酶催化引起的共价键的变化，且因其是酶促反应，故有放大效应。催化效率常较别构调节高。;③ 磷酸化与脱磷酸是最常见的酶促化学修饰反应。 ④ 化学修饰调节往往由一组级联反应组成，并与别构调节组合，因此作用迅速，又有放大效应。因此，是体内调节酶活性经济而有效的方式。 ;3．别构调节与化学修饰调节协同;1．诱导或阻