物質(zhì)代謝的基本目的（1）生成ATP

ATP被稱之為“通用能量貨幣”

（2）生成還原輔酶

動(dòng)物機(jī)體代謝過(guò)程中所產(chǎn)生還原力，其代表性物質(zhì)是輔酶（NADPH+H+）

（3）產(chǎn)生各種生物合成所需的小分子前體或代謝終產(chǎn)物

物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系第一節(jié)（一）糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系1.攝入的糖量超過(guò)能量消耗時(shí)

葡萄糖乙酰CoA脂肪合成糖原儲(chǔ)存（肝、肌肉）磷酸二羥丙酮甘油脂肪酸這就是攝取不含脂肪的高糖膳食可使人肥胖及血脂升高的原因2.脂肪的甘油部分能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵嵋阴oA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸-甘油葡萄糖3.脂肪的分解代謝受糖代謝的影響?zhàn)囸I、糖供應(yīng)不足或糖代謝障礙時(shí)高酮血癥草酰乙酸相對(duì)不足糖不足脂肪大量動(dòng)員酮體生成增加氧化受阻乙酰CoA（二）糖與氨基酸代謝的相互聯(lián)系例如丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡萄糖1.大部分氨基酸脫氨基后，生成相應(yīng)的α-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰?.糖代謝的中間產(chǎn)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檸檬酸α-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸氨基酸乙酰CoA脂肪

1.蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?、膽固?/p>

2.氨基酸可作為合成磷脂的原料絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺腦磷脂膽堿卵磷脂（三）脂類與氨基酸代謝的相互聯(lián)系脫羧甲基化膽固醇脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途徑丙酮酸

其他α-酮酸某些非必需氨基酸3.脂肪的甘油部分可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被幔ㄋ模┖怂崤c糖、脂、蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系

1.氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳單位合成嘌呤合成嘧啶2.磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供3.核苷酸在調(diào)節(jié)代謝中也起著重要作用

ATP是能量通用貨幣和轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)的主要分子，UTP參與單糖的轉(zhuǎn)變和多糖的合成，CTP參與磷脂的合成，而GTP參與蛋白質(zhì)多肽鏈的生物合成。許多重要的輔酶輔基，如CoA、NAD、FAD等都是腺嘌呤核苷酸的衍生物，參與酶的催化作用。環(huán)核苷酸，如cAMP，cGMP作為胞內(nèi)信號(hào)分子（第二信使）參與細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)。

生物體內(nèi)的各種物質(zhì)，既有各自特殊的代謝途徑，又通過(guò)一些共同的中間代謝物或代謝環(huán)節(jié)廣泛地形成網(wǎng)絡(luò)，彼此影響、相互轉(zhuǎn)化，其中糖酵解（EMP）途徑和三羧酸（TCA）循環(huán)便是溝通各代謝之間聯(lián)系的重要渠道，所以EMP途徑和TCA循環(huán)又被稱為中心代謝途徑（centralmetabolicpathway）或無(wú)定向代謝途徑（amphibolicpathway）。

糖、脂類和蛋白質(zhì)代謝之間的相互影響突出地表現(xiàn)在能量供應(yīng)上。動(dòng)物各種生理活動(dòng)所需要的能量約70％以上是由糖供應(yīng)的。當(dāng)糖類供應(yīng)充足時(shí)，機(jī)體以糖作為能量的主要來(lái)源，而脂肪和蛋白質(zhì)的分解供能較少。糖的供應(yīng)量超過(guò)機(jī)體的需要時(shí)，過(guò)量的糖則轉(zhuǎn)變成脂肪作為能量?jī)?chǔ)備。糖類供應(yīng)不足或饑餓時(shí)，一方面糖的異生作用加強(qiáng)，即主要?jiǎng)佑脵C(jī)體蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，另一方面?dòng)員脂肪分解供能。長(zhǎng)期饑餓，體內(nèi)脂肪分解大大加快，甚至?xí)霈F(xiàn)酮血癥。在一般情況下，食物中蛋白質(zhì)的主要營(yíng)養(yǎng)作用是滿足動(dòng)物生長(zhǎng)、修補(bǔ)和更新組織的需要。合成蛋白質(zhì)需要的能量，主要依靠糖，其次是脂肪供給。蛋白質(zhì)合成代謝增強(qiáng)時(shí)，糖和脂肪，并且首先是糖的分解代謝必然增強(qiáng)，除了提供所需要的能量外，還可合成某些非必需氨基酸作為蛋白質(zhì)合成的原料?？梢?，食物中能源物質(zhì)不足時(shí)，會(huì)影響蛋白質(zhì)的合成。物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)第二節(jié)2.1代謝調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)

恒態(tài)(stablestate)是機(jī)體代謝的基本狀態(tài)。恒態(tài)的破壞意味著疾病或機(jī)體的死亡。機(jī)體通過(guò)代謝調(diào)節(jié)維持恒態(tài)。代謝的調(diào)節(jié)主要是對(duì)酶進(jìn)行調(diào)節(jié)，包括酶的活性和酶量。尤其是途徑中的關(guān)鍵酶（限速酶、調(diào)節(jié)酶），使他們的活性不致過(guò)高或過(guò)低，不會(huì)缺乏也不會(huì)不適時(shí)表達(dá)，以保持整個(gè)機(jī)體的代謝以恒態(tài)的方式進(jìn)行。

代謝調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)，就是把體內(nèi)的酶組織起來(lái)，在統(tǒng)一的指揮下，互相協(xié)作，以便使整個(gè)代謝過(guò)程適應(yīng)生理活動(dòng)的需要。2.2代謝調(diào)節(jié)的方式：細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)整體水平代謝調(diào)節(jié)動(dòng)物機(jī)體細(xì)胞細(xì)胞細(xì)胞細(xì)胞細(xì)胞細(xì)胞組織、器官組織、器官組織、器官三級(jí)水平代謝調(diào)節(jié)

一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是酶水平的調(diào)節(jié)?細(xì)胞內(nèi)酶呈隔離分布。?代謝途徑的速度、方向由其中的關(guān)鍵酶(keyenzyme)的活性決定。?代謝調(diào)節(jié)主要是通過(guò)對(duì)關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。（一）細(xì)胞內(nèi)酶的隔離分布代謝途徑有關(guān)酶類常常組成多酶體系，分布于細(xì)胞的某一區(qū)域。多酶體系在細(xì)胞內(nèi)的分布

酶的隔離分布的意義

——保證了代謝途徑的定向和有序，也使合成途徑和分解途徑彼此獨(dú)立、分開進(jìn)行。

①速度最慢，它的速度決定整個(gè)代謝途徑的總速度，故又稱其為限速酶(limitingvelocityenzymes)。②催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)，它的活性決定整個(gè)代謝途徑的方向。③這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：代謝途徑是一系列酶促反應(yīng)組成的，其速度及方向由其中的關(guān)鍵酶決定。例：糖代謝的關(guān)鍵酶

快速代謝

遲緩代謝數(shù)秒、數(shù)分鐘通過(guò)改變酶的活性數(shù)小時(shí)、幾天通過(guò)改變酶的含量（合成與降解）變構(gòu)調(diào)節(jié)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)?代謝調(diào)節(jié)主要是通過(guò)對(duì)關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。1.變構(gòu)調(diào)節(jié)的概念小分子化合物與酶分子活性中心以外的某一部位特異結(jié)合，引起酶蛋白分子構(gòu)象變化，從而改變酶的活性，這種調(diào)節(jié)稱為酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)或別構(gòu)調(diào)節(jié)。

1）關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)（二）酶活性的調(diào)節(jié)被調(diào)節(jié)的酶稱為變構(gòu)酶或別構(gòu)酶(allostericenzyme)使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)，稱為變構(gòu)效應(yīng)劑(allostericeffector)

?變構(gòu)激活劑

allostericeffector

——引起酶活性增加的變構(gòu)效應(yīng)劑。?變構(gòu)抑制劑

allostericeffector

——引起酶活性降低的變構(gòu)效應(yīng)劑。變構(gòu)效應(yīng)劑：底物、代謝產(chǎn)物、其他小分子代謝物糖酵解

己糖激酶AMP,ADPG-6-P,ATPPFK-1FDP,AMP,ADP

檸檬酸,ATP

丙酮酸激酶ATP,乙酰CoATAC

檸檬酸合酶

AMP

ATP,長(zhǎng)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(zhǎng)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

代謝途徑中的變構(gòu)酶及其變構(gòu)劑代謝途徑變構(gòu)酶變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑2.變構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制變構(gòu)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+酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構(gòu)象改變酶的活性改變（激活或抑制）疏松亞基聚合緊密亞基解聚酶分子多聚化酶活性的變構(gòu)調(diào)節(jié)(抑制)示意圖變構(gòu)劑酶底物活性中心變構(gòu)中心變構(gòu)抑制3.變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義①

代謝終產(chǎn)物反饋抑制(feedbackinhibition)反應(yīng)途徑中的酶，使代謝物不致生成過(guò)多。乙酰CoA

乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長(zhǎng)鏈脂酰CoA

②變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)。G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進(jìn)糖的儲(chǔ)存③變構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。檸檬酸–+6-磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化

乙酰輔酶A

羧化酶

促進(jìn)脂酸的合成

2）酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)1.化學(xué)修飾的概念酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)生可逆的共價(jià)修飾(covalentmodification)，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學(xué)修飾。2.化學(xué)修飾的主要方式磷酸化---去磷酸乙?；?--脫乙酰甲基化---去甲基腺苷化---脫腺苷SH與–S—S–互變酶化學(xué)修飾類型酶活性改變

酶促化學(xué)修飾對(duì)酶活性的調(diào)節(jié)酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的酶蛋白TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1992"fortheirdiscoveriesconcerningreversibleproteinphosphorylationasabiologicalregulatorymechanism"EdmondH.FischerEdwinG.Krebs1920-1918-2009UniversityofWashington，Seattle,WA,USA(1)化學(xué)修飾酶一般都具有無(wú)活性（低活性）和有活性（高活性）兩種形式，它們之間在兩種不同的酶催化下可相互轉(zhuǎn)變。酶受激素調(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(jí)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）

例：糖原分解作用中的磷酸化酶b3.化學(xué)修飾的特點(diǎn)（三）酶含量的調(diào)節(jié)1.酶蛋白合成加速酶合成的化合物稱為誘導(dǎo)劑(inducer)減少酶合成的化合物稱為阻遏劑(repressor)酶合成的調(diào)節(jié)方式有兩種類型：酶合成的誘導(dǎo)酶合成的阻遏酶的底物、產(chǎn)物、激素或藥物都有可能在轉(zhuǎn)錄水平增加或減少酶的合成。2.酶蛋白降解溶酶體蛋白酶體——

釋放蛋白水解酶，降解蛋白質(zhì)——

泛素識(shí)別、結(jié)合蛋白質(zhì)；蛋白水解酶降解蛋白質(zhì)通過(guò)改變酶蛋白分子的降解速度，也能調(diào)節(jié)酶的含量。內(nèi)、外環(huán)境改變機(jī)體相關(guān)組織分泌激素激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境改變激素作用機(jī)制二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)內(nèi)、外環(huán)境改變機(jī)體相關(guān)組織分泌激素激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境改變激素作用機(jī)制二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)1.膜受體激素激素分為膜受體激素和細(xì)胞內(nèi)受體激素膜受體是細(xì)胞表面質(zhì)膜上的跨膜糖蛋白。這類激素都是親水的，包括：胰島素、生長(zhǎng)激素、促性腺激素、促甲狀腺激素等蛋白類激素；生長(zhǎng)因子等肽類激素；及腎上腺素等氨基酸衍生物類激素。膜受體激素的作用方式信號(hào)逐級(jí)放大cAMP-蛋白激酶Ａ途徑組成胞外信息分子，受體，G蛋白，腺苷酸環(huán)化酶(adenylatecyclase，AC)，cAMP，蛋白激酶A(proteinkinaseA，PKA)1.cAMP的合成與分解PPiATPACMg2+cAMP5′-AMP

磷酸二酯酶H2OMg2+cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)腺苷酸環(huán)化酶(adenylatecyclase,AC)2．cAMP的作用機(jī)理PKA的激活R調(diào)節(jié)亞基C催化亞基3．PKA的作用⑴

對(duì)代謝的調(diào)節(jié)作用通過(guò)對(duì)效應(yīng)蛋白的磷酸化作用，實(shí)現(xiàn)其調(diào)節(jié)功能。

激素（腎上腺素或胰高血糖素）對(duì)糖原分解的調(diào)節(jié)受cAMP調(diào)控的基因中，在其轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，稱為cAMP應(yīng)答元件(cAMPresponseelement,CRE)?？膳ccAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白

(cAMPresponseelementboundprotein,CREB)相互作用而調(diào)節(jié)此基因的轉(zhuǎn)錄。(2)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用GsACATPcAMPCCRRCC

蛋白磷酸化RR2cAMP2cAMPCREBNPiPiPi

轉(zhuǎn)錄活化域DNA結(jié)合域細(xì)胞膜核膜ＣＣ結(jié)構(gòu)基因ＣＲＥＢＣＲＥＢ細(xì)胞核PiPiＣＲＥＢPiＣＲＥＢPiＣＲＥ