1、物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)和激素的作用機制代謝途徑的分類代謝途徑的分類 直線反應(yīng)：如由乙酰直線反應(yīng)：如由乙酰CoA合成膽固醇合成膽固醇 分支反應(yīng)：樞紐點（如乙酰分支反應(yīng)：樞紐點（如乙酰CoA） 循環(huán)反應(yīng)：如循環(huán)反應(yīng)：如TAC、鳥氨酸循環(huán)、鳥氨酸循環(huán)2物質(zhì)代謝的特點物質(zhì)代謝的特點 整體性 代謝調(diào)節(jié) 各組織、器官代謝各具特色 各種代謝物均具有各自共同的代謝池 ATP是機體能量利用的共同形式 NADPH是合成代謝所需的還原當(dāng)量3物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系 能量代謝上的相互聯(lián)系 糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系 糖代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系 脂代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系 核酸代謝與糖、脂和氨基酸代謝的相互聯(lián)系45

2、各組織依賴的主要能源物質(zhì)各組織依賴的主要能源物質(zhì)葡萄糖游離脂肪酸酮體紅細(xì)胞+腦+骨骼肌+(劇烈運動)+(休息時)+肝臟+6組織、器官的代謝特點及聯(lián)系組織、器官的代謝特點及聯(lián)系 肝（代謝樞紐）：糖原的合成與分解、糖異生；脂酸-氧化、酮體生成、脂肪及膽固醇合成；尿素生成 腦：能源物質(zhì)（葡萄糖、酮體） 肌肉組織：氧化脂酸、無氧酵解 紅細(xì)胞：糖酵解 脂肪組織：合成、儲存及動員脂肪 腎：糖異生、生成酮體7肝臟的物質(zhì)代謝肝臟的物質(zhì)代謝 糖代謝 糖原合成與分解；糖異生 維持血糖濃度穩(wěn)定 脂代謝 脂肪酸氧化供能；合成酮體；脂肪的合成 氨基酸代謝 氨基酸合成與分解；清除血氨(尿素循環(huán))8飽食與饑餓時血中能源物質(zhì)

3、濃度飽食與饑餓時血中能源物質(zhì)濃度(mmol/L)飽食饑餓(5-6周)葡萄糖5.04.49-羥丁酸0.026.67乙酰乙酸1.179肌肉組織的物質(zhì)代謝肌肉組織的物質(zhì)代謝 糖代謝 靜息時，合成肌糖原 劇烈運動時，無氧酵解，產(chǎn)生乳酸。（乏氧運動與有氧運動） 脂代謝 脂肪是主要能源物質(zhì)，還可利用酮體 氨基酸代謝 分解產(chǎn)生游離氨基酸，供其他組織利用 脫氨基：嘌呤核苷酸循環(huán)10 代謝調(diào)節(jié)的一般原理代謝調(diào)節(jié)的一般原理 底物的可利用性底物的可利用性 (substrate availability) 輔助因子的可利用性輔助因子的可利用性(cofactor availability) ATP 、ADP、NADH等

4、等 產(chǎn)物的移除產(chǎn)物的移除(remove of product) 酶活性與酶量的調(diào)節(jié)：別構(gòu)調(diào)節(jié)酶活性與酶量的調(diào)節(jié)：別構(gòu)調(diào)節(jié) (allosteric regulation)；共價修飾調(diào)節(jié)；共價修飾調(diào)節(jié)(covalent modification)；酶含量的調(diào)節(jié)；酶含量的調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié)的機制代謝調(diào)節(jié)的機制11一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié) 細(xì)胞內(nèi)酶的隔離分布細(xì)胞內(nèi)酶的隔離分布 胞液：糖酵解、糖原合成與分解、糖異生、脂胞液：糖酵解、糖原合成與分解、糖異生、脂酸合成酸合成 線粒體：三羧酸循環(huán)、脂酸線粒體：三羧酸循環(huán)、脂酸-氧化、氧化磷酸氧化、氧化磷酸化化 胞液和線粒體：尿素合成胞液和線粒體：

5、尿素合成 胞液和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：膽固醇合成胞液和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：膽固醇合成12限速酶限速酶(limiting velocity enzymes) 調(diào)節(jié)酶調(diào)節(jié)酶(regulatory enzymes)或關(guān)鍵酶或關(guān)鍵酶(key enzymes) 特點特點 所催化的反應(yīng)速度最慢所催化的反應(yīng)速度最慢 催化單向反應(yīng)（或非平衡反應(yīng)）催化單向反應(yīng)（或非平衡反應(yīng)） 受多種效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)受多種效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)13關(guān)鍵酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric effector) 概念概念 別構(gòu)調(diào)節(jié)、別構(gòu)酶、別構(gòu)效應(yīng)劑別構(gòu)調(diào)節(jié)、別構(gòu)酶、別構(gòu)效應(yīng)劑 機制機制 別構(gòu)酶：調(diào)節(jié)亞基、催化亞基別構(gòu)酶：調(diào)節(jié)亞基、催化亞基 別構(gòu)效應(yīng)劑：底物

6、、產(chǎn)物、小分子代謝物別構(gòu)效應(yīng)劑：底物、產(chǎn)物、小分子代謝物 生理意義：快速調(diào)節(jié)生理意義：快速調(diào)節(jié) 使代謝物生成不致過多；使能量得以有效利使代謝物生成不致過多；使能量得以有效利用；使不同代謝途徑相互協(xié)調(diào)用；使不同代謝途徑相互協(xié)調(diào)14CC+RRA激酶激酶（無活性）（無活性）A激酶激酶（活性）（活性）CCRRcAMP1516酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)(chemical modification) 概念：概念： 可逆的共價修飾可逆的共價修飾(covalent modification) 如：磷酸化與去磷酸化如：磷酸化與去磷酸化 特點：快速調(diào)節(jié)特點：快速調(diào)節(jié) 酶具無活性（或低活性）和有活性（或高活酶

7、具無活性（或低活性）和有活性（或高活性）兩種形式性）兩種形式 放大效應(yīng)放大效應(yīng) 經(jīng)濟(jì)而有效經(jīng)濟(jì)而有效17磷酸化酶磷酸化酶b(無活性無活性)(+)(+)(+)磷酸化酶磷酸化酶a (活性活性)P磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶 (活性活性)PA激酶激酶(活性活性)ATP(+)cAMP腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶胰島素胰島素(+)(-)糖原合成酶糖原合成酶a(活性活性)糖原合成酶糖原合成酶b (無活性無活性)P(-)A激酶激酶(無活性無活性)磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶(無活性無活性)升血糖升血糖降血糖降血糖腎上腺素腎上腺素胰高血糖素胰高血糖素磷酸二酯酶磷酸二酯酶5-AMP(+)18酶量的調(diào)節(jié)酶量的調(diào)節(jié) 特點：遲緩

8、調(diào)節(jié)特點：遲緩調(diào)節(jié) 酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏：誘導(dǎo)劑、阻酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏：誘導(dǎo)劑、阻遏劑遏劑 底物、產(chǎn)物、激素、藥物底物、產(chǎn)物、激素、藥物 酶蛋白降解：蛋白水解酶酶蛋白降解：蛋白水解酶19胰高血糖素 糖代謝 促進(jìn)糖原分解，促進(jìn)糖異生 脂代謝：促進(jìn)脂肪分解（激活HSL） 蛋白質(zhì)代謝：促進(jìn)蛋白質(zhì)分解 故胰高血糖素又稱促進(jìn)分解激素二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)20三、整體調(diào)節(jié)三、整體調(diào)節(jié) 飽食狀態(tài)(well-fed state) 飽食調(diào)節(jié)總效果：糖原合成 ，分解 ；糖分解 ，糖異生 ；FA氧化 ，合成 ，有TG儲存 饑餓狀態(tài)(starved state) 糖分解 ，糖異生 ；FA動

9、員 ，酮體生成 ，F(xiàn)A合成21神經(jīng)調(diào)節(jié)：整體的、最高級的調(diào)節(jié)。神經(jīng)調(diào)節(jié)：整體的、最高級的調(diào)節(jié)。激素調(diào)節(jié)：受神經(jīng)調(diào)節(jié)控制。第二級調(diào)節(jié)。激素調(diào)節(jié)：受神經(jīng)調(diào)節(jié)控制。第二級調(diào)節(jié)。酶調(diào)節(jié)：原始的、基本的調(diào)節(jié)。第三級調(diào)節(jié)。酶調(diào)節(jié)：原始的、基本的調(diào)節(jié)。第三級調(diào)節(jié)。酶水平的調(diào)節(jié)：酶活性調(diào)節(jié)（酶原激活、別構(gòu)效應(yīng)、共價修飾）酶水平的調(diào)節(jié)：酶活性調(diào)節(jié)（酶原激活、別構(gòu)效應(yīng)、共價修飾）和酶含量（基因表達(dá)調(diào)控）和酶含量（基因表達(dá)調(diào)控）22第一信使：第一信使：細(xì)胞外的信息分子細(xì)胞外的信息分子 如激素、細(xì)胞因子如激素、細(xì)胞因子第二信使：第二信使：水溶性激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合，水溶性激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合，會引起一系列的變

10、化，在靶細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生另一類信會引起一系列的變化，在靶細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生另一類信息分子，如息分子，如cAMP、IP3、Ca2激素激素：多細(xì)胞生物體內(nèi)，協(xié)調(diào)不同細(xì)胞活動的化多細(xì)胞生物體內(nèi)，協(xié)調(diào)不同細(xì)胞活動的化學(xué)信使。學(xué)信使。23分泌特點分泌特點： （1）內(nèi)分泌：內(nèi)分泌細(xì)胞分泌激素，進(jìn)入血液循環(huán)，轉(zhuǎn)運至）內(nèi)分泌：內(nèi)分泌細(xì)胞分泌激素，進(jìn)入血液循環(huán)，轉(zhuǎn)運至靶細(xì)胞，產(chǎn)生激動效應(yīng)。靶細(xì)胞，產(chǎn)生激動效應(yīng)。（2）旁分泌：）旁分泌：部分細(xì)胞分泌激素，通過擴(kuò)散，作用于鄰近的細(xì)部分細(xì)胞分泌激素，通過擴(kuò)散，作用于鄰近的細(xì)胞。胞。（3）自分泌：）自分泌：細(xì)胞分泌的激素對自身或同類細(xì)胞發(fā)揮作用。細(xì)胞分泌的激素對自身或同類細(xì)胞發(fā)揮作用

11、。（4）外激素：）外激素：從體內(nèi)分泌，排出體外，通過空氣、水等傳插，引從體內(nèi)分泌，排出體外，通過空氣、水等傳插，引起同種生物產(chǎn)生生理效應(yīng)起同種生物產(chǎn)生生理效應(yīng)激素分類：激素分類： 含氮激素：含氮激素： （肽類、蛋白質(zhì)類）（肽類、蛋白質(zhì)類） 類固醇激素：類固醇激素： (腎上腺激素、性激素腎上腺激素、性激素) 脂肪酸類激素：脂肪酸類激素： （前列腺素）（前列腺素）24受體：細(xì)胞中能識別特異配體（神經(jīng)遞質(zhì)、激素、細(xì)胞中能識別特異配體（神經(jīng)遞質(zhì)、激素、細(xì)胞因子）并與其結(jié)合，從而引起各種生物效應(yīng)細(xì)胞因子）并與其結(jié)合，從而引起各種生物效應(yīng)的分子，均稱為受體。的分子，均稱為受體。受體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在細(xì)

12、胞表面的受體大多為受體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在細(xì)胞表面的受體大多為糖蛋白。糖蛋白。25 根據(jù)分布分類：根據(jù)分布分類：質(zhì)膜受體：質(zhì)膜受體：糖蛋白，與水溶性的信息分子結(jié)合糖蛋白，與水溶性的信息分子結(jié)合細(xì)胞內(nèi)受體：細(xì)胞內(nèi)受體：DNA結(jié)合蛋白，與親脂性激素結(jié)合結(jié)合蛋白，與親脂性激素結(jié)合 受體配體結(jié)合后信息傳遞方式不同：受體配體結(jié)合后信息傳遞方式不同： 與與G蛋白偶聯(lián)的受體蛋白偶聯(lián)的受體 具內(nèi)在酶結(jié)構(gòu)的受體具內(nèi)在酶結(jié)構(gòu)的受體 離子通道受體離子通道受體 細(xì)胞內(nèi)受體細(xì)胞內(nèi)受體26受體與G蛋白偶聯(lián)型結(jié)構(gòu)特點：受體有胞外、跨膜和胞內(nèi)三個結(jié)構(gòu)域，其中結(jié)構(gòu)特點：受體有胞外、跨膜和胞內(nèi)三個結(jié)構(gòu)域，其中跨膜結(jié)構(gòu)域多由七個

13、跨膜區(qū)段組成。跨膜結(jié)構(gòu)域多由七個跨膜區(qū)段組成。信息傳遞：信息物質(zhì)與細(xì)胞膜受體結(jié)合，受體變構(gòu)，通信息傳遞：信息物質(zhì)與細(xì)胞膜受體結(jié)合，受體變構(gòu)，通過過G蛋白激活相應(yīng)的效應(yīng)蛋白（如蛋白激活相應(yīng)的效應(yīng)蛋白（如AC、GC、PLC等）。等）。效應(yīng)蛋白被激活后，可催化生成一些小分子化學(xué)物質(zhì)（如效應(yīng)蛋白被激活后，可催化生成一些小分子化學(xué)物質(zhì)（如cAMP、cGMP、Ca2+等，第二信使，胞內(nèi)信使），后者引等，第二信使，胞內(nèi)信使），后者引起細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的生物效應(yīng)（級聯(lián)效應(yīng)）。起細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的生物效應(yīng)（級聯(lián)效應(yīng)）。G蛋白：是一大類具有信號傳遞功能的蛋白：是一大類具有信號傳遞功能的GTP結(jié)合蛋白，一結(jié)合蛋白，一般定位

14、于般定位于 胞漿側(cè)，在聯(lián)系細(xì)胞膜受體與效應(yīng)蛋白質(zhì)中起重胞漿側(cè)，在聯(lián)系細(xì)胞膜受體與效應(yīng)蛋白質(zhì)中起重要作用。要作用。27受體酪氨酸蛋白激酶型（TPK）結(jié)構(gòu)特點：跨膜糖蛋白，胞外部分構(gòu)成結(jié)合域以結(jié)合配結(jié)構(gòu)特點：跨膜糖蛋白，胞外部分構(gòu)成結(jié)合域以結(jié)合配體，中間有體，中間有20多個疏水多個疏水a(chǎn)a，構(gòu)成單跨膜區(qū)，胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域，構(gòu)成單跨膜區(qū)，胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域具有酪氨酸蛋白激酶活性并有較多的可以被磷酸化的酪具有酪氨酸蛋白激酶活性并有較多的可以被磷酸化的酪氨酸殘基。氨酸殘基。相關(guān)激素：胰島素及一些細(xì)胞生長因子（表皮生長因相關(guān)激素：胰島素及一些細(xì)胞生長因子（表皮生長因子，子，EGF；血小板源生長因子，；血小板源生長因子，

15、PDGF；集落刺激因子；集落刺激因子I，CSF-I）信息傳遞：信息傳遞： 激素與受體結(jié)合后，受體首先自身磷酸化，然激素與受體結(jié)合后，受體首先自身磷酸化，然后進(jìn)一步磷酸化其它效應(yīng)蛋白。后進(jìn)一步磷酸化其它效應(yīng)蛋白。28受體離子通道型結(jié)構(gòu)特點：受體由數(shù)個亞基組成，每個亞基均有胞外、結(jié)構(gòu)特點：受體由數(shù)個亞基組成，每個亞基均有胞外、胞內(nèi)和跨膜三個結(jié)構(gòu)域，亞基的某些區(qū)段共同構(gòu)成離胞內(nèi)和跨膜三個結(jié)構(gòu)域，亞基的某些區(qū)段共同構(gòu)成離子通道。子通道。信息傳遞：結(jié)合域與配體（激素）結(jié)合后，受體變構(gòu)，使通信息傳遞：結(jié)合域與配體（激素）結(jié)合后，受體變構(gòu)，使通道開放或關(guān)閉，引起或切斷離子的跨膜流動，從而傳遞信道開放或關(guān)閉，

16、引起或切斷離子的跨膜流動，從而傳遞信號。號。相關(guān)激素：相關(guān)激素：Glu、-氨基丁酸（氨基丁酸（GABA）、）、Gly等等神經(jīng)元的乙酰膽堿受體，由神經(jīng)元的乙酰膽堿受體，由5個亞基在細(xì)胞膜內(nèi)呈五邊形排列，個亞基在細(xì)胞膜內(nèi)呈五邊形排列，圍成離子通道壁。當(dāng)它與乙酰膽堿結(jié)合時，膜通道開放，圍成離子通道壁。當(dāng)它與乙酰膽堿結(jié)合時，膜通道開放，膜外陽離子（膜外陽離子（Na+為主）內(nèi)流，引起突觸后膜電位變化。為主）內(nèi)流，引起突觸后膜電位變化。29受體轉(zhuǎn)錄因子型結(jié)構(gòu)特點：位于細(xì)胞內(nèi)，結(jié)構(gòu)特點：位于細(xì)胞內(nèi)， DNA結(jié)合蛋白。結(jié)合蛋白。信息傳遞：激素直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)并與細(xì)胞內(nèi)受體結(jié)合，活化信息傳遞：激素直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)并與細(xì)胞內(nèi)受體結(jié)合，活化的激素的激素受體復(fù)合物轉(zhuǎn)移入核內(nèi)，與所調(diào)控基因的特定部受體復(fù)合物轉(zhuǎn)移入核內(nèi)，與所調(diào)控基因的特定部位結(jié)合，然后啟動轉(zhuǎn)錄。位結(jié)合，然后啟動轉(zhuǎn)錄。相關(guān)激素：類固醇激素及甲狀腺激素。相關(guān)激素：類固醇激素及甲狀腺激素。甲狀腺激素可能直接與核中的受體結(jié)合，該受體是一種與甲狀腺激素可能直接與核中的受體結(jié)合，該受體是一種與雙鏈雙鏈DNA高度親合的蛋白質(zhì)。高度親合的蛋白質(zhì)。30 cAMP蛋白激酶