[医学]生物化学第2篇 第09章 物质代谢与调节--物质代谢的联系与调节.ppt

物质代谢的特点 整体性 代谢调节 各组织、器官物质代谢各具特色 各种代谢物均具有各自共同的代谢池 ATP是机体能量利用的共同形式 NADPH是合成代谢所需的还原当量 糖与氨基酸代谢的相互联系可概括为： 大部分氨基酸可转变为糖。 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸 脂类与氨基酸代谢的相互联系可概括为： 蛋白质可以转变为脂肪 氨基酸可作为合成磷脂的原料 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸 ? 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 ? 细胞内酶呈隔离分布。 ? 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶(key enzyme)的活性决定。 ? 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。 合成、储存糖原； 通常以脂酸氧化为主要供能方式； 剧烈运动时，以糖酵解为主。 肌 肉 能量主要来自糖酵解。 红细胞 合成及储存脂肪的重要组织； 将脂肪分解成脂酸、甘油，供机体其他组织利用。 脂肪组织 也可进行糖异生和生成酮体； 肾髓质主要由糖酵解供能；肾皮质主要由脂酸、酮体有氧氧化供能。 肾脏 代 谢 调 节 The Regulation of Metabolism 第 四 节 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 高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。 整体水平代谢调节 在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌来调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的互相协调而对机体代谢进行综合调节。 主要通过细胞内代谢物浓度的变化，对酶的活性及含量进行调节，这种调节称为原始调节或细胞水平代谢调节。 单细胞生物 一、细胞水平的代谢调节 （一）细胞内酶的隔离分布 代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于细胞的某一区域 。 多酶体系在细胞内的分布 酶的隔离分布的意义 —— 避免了各种代谢途径互相干扰。 ① 速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度，故又称其为限速酶(limiting velocity enzymes)。 ② 催化单向反应不可逆或非平衡反应，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。 关键酶催化的反应具有以下特点： 代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的关键酶决定 。 例：糖代谢的关键酶 快速调节 迟缓调节 数秒、数分钟 通过改变酶的活性 数小时、几天 通过改变酶的含量 变构调节 (allosteric regulation) 化学修饰调节 (chemical modification) ? 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。 1. 变构调节的概念 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，这种调节称为酶的变构调节或别构调节。 （二）关键酶的变构调节 被调节的酶称为变构酶或别构酶 (allosteric enzyme) 使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂 (allosteric effector) ? 变构激活剂 ——引起酶活性增加的变构效应剂。 ? 变构抑制剂 ——引起酶活性降低的变构效应剂。 2. 变构调节的机制 变构酶 催化亚基 调节亚基 变构效应剂： 底物、终产物 其他小分子代谢物 变构效应剂 + 酶的调节亚基 酶的构象改变 酶的活性改变 （激活或抑制 ） 酶结构疏松与紧密 亚基聚合与解聚 酶分子多聚化与解聚 (原聚体 多聚体) 3. 变构调节的生理意义 ① 代谢终产物反馈抑制 (feedback inhibition) 反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。 乙酰CoA 乙酰CoA羧化酶 丙二酰CoA 长链脂酰CoA * * 第 九 章 物质代谢的联系与调节 Metabolic Interrelationships and Regulation 物质代谢的特点 The Specialty of Metabolism 第 一 节 一、整体性 糖类 脂类 蛋白质 水 无机盐 维生素 各种物质代谢之间相互联系，相互依存。 消化吸收 中间代谢 废物排泄 二、代谢调节 机体有精细的调节机制，调节代谢的强度、方向和速度 内外环境不断变化 影响机体代谢 适应环境的变化 三、各组织、器官物质代谢各具特色 结构不同 酶系的种类、含量不同 不同的组织、器官 代谢途径不同、功能各异 四、各种代谢物均具有各自共同的代谢池 例如 各种组织 消化吸收的糖 肝糖原分解 糖异生 血 糖 五、ATP是机体能量利用的共同形式 营养物分 解 释放能量 ADP+Pi AT