第十三章物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)控本章目錄第一節(jié)物質(zhì)代謝概念與特點(diǎn)第二節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系第三節(jié)組織器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系第四節(jié)代謝調(diào)節(jié)

一、物質(zhì)代謝的概念1、新陳代謝（metabolism）是機(jī)體與外界環(huán)境不斷進(jìn)行物質(zhì)交換的過程。2、基礎(chǔ)代謝（basalmetabolism）是指人體在清醒而安靜的狀態(tài)中，同時(shí)又沒有食物的消化與吸收作用的情況下，并處于適宜溫度，所消耗的能量。第一節(jié)物質(zhì)代謝概念與特點(diǎn)3、研究方法（1）同位素示蹤法：

常用同位素的放射性及其半衰期同位素放射性半衰期同位素放射性半衰期3H14C45Ca32Pβ-β-β-β-12.3年5760年153天14天35S131I125I59Feβ-β-，γγβ-，γ87天

8天60天46.3天（2）致突變法：二物質(zhì)代謝的特點(diǎn)

體內(nèi)各種物質(zhì)（糖、脂、蛋白質(zhì)、水、無機(jī)鹽和維生素等）的代謝構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的整體彼此相互聯(lián)系或相互轉(zhuǎn)化或相互依存（一）整體性

機(jī)體存在精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制，使各種物質(zhì)代謝能適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境的變化。調(diào)節(jié)各種物質(zhì)代謝的強(qiáng)度調(diào)節(jié)各種物質(zhì)代謝的方向調(diào)節(jié)各種物質(zhì)代謝的速度（二）代謝調(diào)節(jié)

各組織、器官所含酶系不同，因而代謝途徑及功能各異。肝臟含糖、脂、蛋白質(zhì)代謝的各種酶系，是物質(zhì)代謝的總樞紐脂肪組織含激素敏感脂肪酶，能進(jìn)行脂肪的儲存與動員腦組織、紅細(xì)胞有糖代謝酶系，能利用糖氧化供能（三）各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色

各種代謝池（如氨基酸代謝池、血糖代謝池）；同一種代謝物共同參加到同一代謝池中代謝（如各種來源的血糖均通過血糖代謝池參與各種組織的代謝）。（四）各種代謝物均具各自的代謝池（五）ATP是體內(nèi)能量利用的共同形式（六）NADPH是體內(nèi)各種合成代謝所需的還原當(dāng)量生物大分子的合成、肌肉收縮、神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)、細(xì)胞滲透壓及形態(tài)的維持等乙酰輔酶A合成脂酸、合成固醇等本章目錄第一節(jié)物質(zhì)代謝概念與特點(diǎn)第二節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系第三節(jié)組織器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系第四節(jié)代謝調(diào)節(jié)

第二節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系乙酰輔酶A是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝共同的中間代謝物；三羧酸循環(huán)是三大營養(yǎng)物質(zhì)分解代謝共同的最后代謝途徑；分解代謝釋放的能量均以ATP的形式儲存；從能量供應(yīng)角度看，三大營養(yǎng)素可以相互代替，并相互制約。一、在能量代謝上的相互聯(lián)系二、三大代謝之間的相互聯(lián)系

（一）糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系糖乙酰CoA，NADPH脂肪酸磷酸二羥丙酮α-磷酸甘油脂肪有氧氧化酵解從頭合成脂肪甘油磷酸二羥丙酮糖代謝脂肪酸乙酰CoA琥珀酸糖

(植物)乙醛酸循環(huán)

-氧化糖異生TCA糖代謝和脂肪代謝的關(guān)系延胡索酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)甘油乙酰CoA三酰甘油脂肪酸

氧化

糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羥丙酮磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸合成植物或微生物二、三大代謝之間的相互聯(lián)系（一）糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系糖變脂攝糖過多→檸檬酸↑ATP↑變構(gòu)+乙酰輔酶A羧化酶↑乙酰輔酶A

↑合成脂肪酸↑儲脂↑肥胖及血TG

↑脂肪酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵局舅帷鼊訂T甘油↑糖

↑（少）α-磷酸甘油↑

（少）乙酰CoA↑↑（多）

脂肪分解代謝有賴于糖代謝：糖代謝

草酰乙酸

三羧酸循環(huán)糖異生高酮血癥

除生酮aa外，其余aa均可生成

-酮酸，并循糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)樘翘谴x中間產(chǎn)物可氨基化轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦鑑a（但不能轉(zhuǎn)變成8種必需aa）食物中蛋白質(zhì)能代替糖、脂供能但食物中糖、脂不能代替蛋白質(zhì)（二）糖代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系糖→→α-酮酸氨基酸蛋白質(zhì)

NH3蛋白質(zhì)氨基酸α-酮酸糖（生糖氨基酸）

所有aa均分解能生成乙酰CoA，用于脂肪、膽固醇合成aa（如Ser）亦可作為磷脂合成原料僅脂肪動員的甘油可進(jìn)入糖酵解途徑并轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦鑑a（但不能轉(zhuǎn)變成8種必需aa）（三）脂代謝與氨基酸代謝的相互聯(lián)系脂肪甘油磷酸二羥丙酮脂肪酸乙酰CoA氨基酸碳架氨基酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸酮酸或乙酰CoA脂肪酸脂肪（生酮氨基酸）Gly（甘）、Asp（天冬）、Gln（谷氨酰胺）及一碳單位是合成嘌呤的原料Asp、Gln及一碳單位是合成嘧啶的原料（四）核酸與氨基酸代謝的相互關(guān)系糖類脂類氨基酸和核苷酸之間的代謝聯(lián)系PEP丙酮酸生酮氨基酸-酮戊二酸核糖-5-磷酸

甘氨酸天冬氨酸谷氨酰氨丙氨酸甘氨酸絲氨酰蘇氨酸半胱氨酸

氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸二羥丙酮乙酰CoA甘油脂肪酸膽固醇亮氨酸賴氨酸酪酰氨色氨酸笨丙氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸乙酰乙酰CoA脂肪核苷酸天冬氨酸天冬酰氨天冬氨酸苯丙酰氨酪氨酸異亮氨酸甲硫酰氨蘇氨酸纈氨酸琥珀酰CoA蘋果酸草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸乙醛酸蛋白質(zhì)淀粉、糖原核酸生糖氨基酸谷氨酰氨組氨酸脯氨酸精氨酸谷氨酸延胡索酸琥珀酸丙二單酰CoA1-磷酸葡萄糖本章目錄第一節(jié)物質(zhì)代謝概念與特點(diǎn)第二節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系第三節(jié)組織器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系第四節(jié)代謝調(diào)節(jié)

第三節(jié)組織器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系1.肝機(jī)體物質(zhì)代謝的總樞紐,是人體的中心生化工廠2.心臟依次以酮體、乳酸、FFA和糖氧化供能（有氧氧化為主）（了解，自學(xué)）

3.腦機(jī)體耗能的主要器官（耗氧20%~25%）；幾乎以血糖來源的葡萄糖為唯一能源（每天~100g）；長期饑餓時(shí)亦可氧化酮體供能。4.肌肉組織以氧化脂酸為主；劇烈運(yùn)動時(shí)進(jìn)行無氧酵解生成乳酸；肌糖原對血糖無貢獻(xiàn)（無葡萄糖-6-磷酸酶活性）。5.紅細(xì)胞

由糖酵解供能，每天耗~30g葡萄糖，不能利用脂肪酸酮體氧化供能（無線粒體）6.脂肪組織

儲存脂肪；脂肪動員7.腎

能進(jìn)行糖異生（與肝相當(dāng)），并能儲存糖原；亦能利用酮體氧化供能；腎髓質(zhì)無線粒體，只能通過糖酵解供能。本章目錄第一節(jié)物質(zhì)代謝概念與特點(diǎn)第二節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系第三節(jié)組織器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系第四節(jié)代謝調(diào)節(jié)

第四節(jié)代謝調(diào)節(jié)（重點(diǎn)與難點(diǎn)）代謝調(diào)節(jié)作用的三個(gè)水平：細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)（酶活性和酶量，代謝物濃度，區(qū)室化）---本章重點(diǎn)

激素水平的代謝調(diào)節(jié)（內(nèi)分泌細(xì)胞→激素→細(xì)胞內(nèi)代謝）

整體水平的代謝調(diào)節(jié)（中樞神經(jīng)→神經(jīng)遞質(zhì)→效應(yīng)器→激素分泌→細(xì)胞內(nèi)代謝）（一）酶在細(xì)胞內(nèi)隔離分布（區(qū)室化）

各代謝途徑的有關(guān)酶類，常組成酶體系，分布于細(xì)胞的某一區(qū)域或亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，使不同的代謝途徑在細(xì)胞不同區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。胞液：糖酵解、糖原合成與分解、糖異生、磷酸戊糖途徑、脂酸合成酶系線粒體：三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化、呼吸鏈、脂酸氧化酶系胞核：核酸合成酶系一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)酶（關(guān)鍵酶、限速酶）的概念

一個(gè)代謝途徑的速度和方向，常由一個(gè)或幾個(gè)具有調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵酶的活性所決定。這些調(diào)節(jié)代謝的酶稱調(diào)節(jié)酶（regulatoryenzyme）或關(guān)鍵酶（keyenzyme）1.所催化的反應(yīng)速度最慢，故又稱限速酶；關(guān)鍵酶的特點(diǎn)2.催化單向反應(yīng)或非平衡反應(yīng)，故能決定整個(gè)代謝途徑的方向；3.酶活性除受底物影響外，還受多種代謝物或效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)。糖原分解磷酸化酶糖原合成糖原合酶糖酵解

己糖激酶，PFK-1，丙酮酸激酶糖有氧氧化

丙酮酸脫氫酶系，檸檬酸合酶，

異檸檬酸脫氫酶,α酮戊二酸脫氫酶系糖異生

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羧化酶膽固醇合成HMGCoA還原酶

某些重要代謝途徑的關(guān)鍵酶代謝途徑關(guān)鍵酶變構(gòu)調(diào)節(jié)共價(jià)(化學(xué))修飾調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié)主要通過對關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)快速調(diào)節(jié)(數(shù)秒~數(shù)分)遲緩調(diào)節(jié)(數(shù)小時(shí)~數(shù)天)酶的代謝調(diào)節(jié)酶量的調(diào)節(jié)酶蛋白的合成酶蛋白的降解酶活性調(diào)節(jié)(二)關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)1.變構(gòu)調(diào)節(jié)(別構(gòu)調(diào)節(jié))allostericregulation

小分子物質(zhì)與酶蛋白分子活性中心以外的部位非共價(jià)鍵結(jié)合，使酶蛋白構(gòu)象發(fā)生變化，從而增強(qiáng)或減弱酶的活性。這種調(diào)節(jié)方式稱~變構(gòu)部位(別構(gòu)部位)

allostericsite

與變構(gòu)效應(yīng)劑結(jié)合的部位變構(gòu)酶(別構(gòu)酶)allostericenzyme

被變構(gòu)調(diào)節(jié)的酶變構(gòu)效應(yīng)劑allostericeffector

使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)2.變構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制變構(gòu)酶(寡聚酶)催化亞基調(diào)節(jié)亞基與底物結(jié)合起催化作用與變構(gòu)效應(yīng)劑非共價(jià)結(jié)合起調(diào)節(jié)作用變構(gòu)效應(yīng)劑的種類：底物，代謝終產(chǎn)物，代謝中間產(chǎn)物，其他小分子代謝物酶活性的變構(gòu)調(diào)節(jié)示意圖變構(gòu)劑酶底物活性中心變構(gòu)中心變構(gòu)抑制A→B→C→D→E→……→Z

F→G→……→

Z(-)(-)(-)(-)3.變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義:

反饋調(diào)節(jié)feedbackA→B→CD→E→……→

Y

糖酵解

己糖激酶AMP,ADP,FDP,PiG-6-P,ATPPFK-1FDP

檸檬酸丙酮酸激酶ATP,乙酰CoATAC

檸檬酸合酶

AMP

ATP,長鏈脂酰CoA

異檸檬酸脫氫酶

AMP,ADP

ATP糖異生

丙酮酸羧化酶乙酰CoA,ATP

AMP糖原分解磷酸化酶b

AMP,G-1-P,PiATP,G-6-P脂酸合成

乙酰CoA羧化酶

檸檬酸,異檸檬酸長鏈脂酰CoA

氨基酸代謝

谷氨酸脫氫酶ADP,亮氨酸,蛋氨酸GTP,ATP,NADH嘌呤合成

Gln-PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶AMP,GMP嘧啶合成

Asp轉(zhuǎn)甲酰酶CTP,UTP核酸合成脫氧胸苷激酶dCTP,dATPdTTP

一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其變構(gòu)劑(了解)代謝途徑變構(gòu)酶變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑（三）酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)概念一種酶在另一種酶的催化下，通過共價(jià)鍵的斷裂與生成，結(jié)合或移去某基團(tuán)，使酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)

covalentmodificationregulation

或化學(xué)修飾調(diào)節(jié)

chemicalmodificationregulation屬快速調(diào)節(jié)，包括:（三）酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)磷酸化/脫（去）磷酸化(最常見)乙?；?脫乙酰化甲基化/去甲基化腺苷化與脫腺苷SH/-S-S-酶的磷酸化與脫磷酸化酶蛋白磷蛋白磷酸酶PiH2O蛋白激酶ATPADPMg2+酶蛋白ThrSerTyr—OHThrSerTyr—O-PO32-糖原磷酸化酶磷酸化/脫磷酸激活/抑制磷酸化酶b激酶磷酸化/脫磷酸激活/抑制糖原合酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活丙酮酸脫羧酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活磷酸果糖激酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活丙酮酸脫氫酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活HMGCoA還原酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活HMGCoA還原酶激酶磷酸化/脫磷酸激活/抑制乙酰CoA羧化酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活甘油三酯脂肪酶磷酸化/脫磷酸激活/抑制黃嘌呤氧化脫氫酶SH/-S-S-脫氫酶/氧化酶酶化學(xué)修飾類型酶活性改變

表10-5酶促化學(xué)修飾對酶活性的調(diào)節(jié)2.酶促化學(xué)修飾的特點(diǎn)(1)化學(xué)修飾酶一般都具有無活性（低活性）和有活性（高活性）兩種形式，它們之間在不同的酶催化下可相互轉(zhuǎn)變。酶受激素的調(diào)節(jié)。（可控）(2)化學(xué)修飾由酶催化引起共價(jià)鍵的變化，酶促反應(yīng)具有級聯(lián)放大效應(yīng)。（效率高）(3)磷酸化與脫磷酸是最常見的。(經(jīng)濟(jì)有效)(4)許多化學(xué)修飾酶也同時(shí)受到變構(gòu)調(diào)節(jié)，酶的化學(xué)修飾和變構(gòu)調(diào)節(jié)兩者相輔相成。（完善）（四）酶含量的調(diào)節(jié)概念：通過調(diào)節(jié)酶的含量（即通過控制酶蛋白的合成與分解的速度）來實(shí)