动物生物化学：第12章 物质代谢的联系与调节.ppt

*****第12章物质代谢的联系与调节

InterrelationshipsandRegulationofMetabolism本章主要内容物质代谢的相互联系代谢调节的一般原理激素的作用与受体细胞信号传导系统1.1物质代谢的基本目的1.1.1生成ATPATP被称之为“通用能量货币”1.1.2生成还原辅酶动物机体代谢过程中所产生还原力，其代表性物质是辅酶（NADPH+H+）1.1.3产生生物合成的前体小分子1物质代谢的相互联系1.2物质代谢的相互联系1物质代谢的相互联系1.2.1糖代谢与脂代谢

糖与脂类的联系最为密切，糖可以转变成脂类。当有过量葡萄糖摄入时，糖分解代谢的产物磷酸二羟丙酮还原成α-磷酸甘油。丙酮酸氧化脱羧转变为乙酰CoA，在线粒体中合成脂酰CoA。α-磷酸甘油与脂酰CoA再用来合成甘油三酯。乙酰CoA也是合成胆固醇的原料。磷酸戊糖途径还为脂肪酸、胆固醇合成提供了所需NADPH。在动物体内脂肪转变成葡萄糖是有限度的。脂肪的分解产物包括甘油和脂肪酸。其中甘油是生糖物质。奇数脂肪酸丙酸可以经甲基丙二酸单酰CoA途径进入异生过程生成葡萄糖（例如在反刍动物）。然而偶数脂肪酸β-氧化产生的乙酰CoA不能净合成糖,因为乙酰CoA不能逆转再生成丙酮酸。尽管有实验显示，同位素标记的乙酰CoA碳原子最终似乎掺入到了葡萄糖分子中去，但其前提是必须向三羧酸循环中补充如草酰乙酸等有机酸，而动物体内草酰乙酸又主要由糖代谢的代谢中间产物丙酮酸羧化后得到。1.2.2糖代谢与氨基酸代谢糖分解代谢的中间产物，α-酮酸可以作为“碳骨架”，通过转氨基或氨基化作用进而转变成非必需氨基酸。但是当动物缺乏糖的摄入（如饥饿）时，体蛋白的分解加强。已知组成蛋白质的20种氨基酸中，除赖氨酸和亮氨酸以外，其余的都可以通过脱氨基作用最终直接地或间接地转变成糖异生途径中的某个中间产物，再沿异生途径合成糖，以满足机体对葡萄糖的需要和维持血糖水平的稳定。糖的供应不足，不仅非必需氨基酸合成减少，而且由于细胞的能量水平下降，使需要消耗大量高能磷酸化合物（ATP和GTP）的蛋白质的合成速率受到明显抑制。1.2.3脂代谢与氨基酸代谢

生酮氨基酸可以通过解酮作用转变成乙酰CoA之后合成脂肪酸，生糖氨基酸既然能异生成糖，自然也可以转变成脂肪。此外，蛋氨酸，丝氨酸等还是合成磷脂的原料。甘油可以通过糖代谢途径为合成某些非必需氨基酸提供碳骨架。动物组织难以利用脂肪酸合成氨基酸。这是因为脂肪酸分解生成的乙酰CoA要进入三羧酸循环分解，如果再由循环中的中间产物形成氨基酸必然要消耗循环中的有机酸（如草酰乙酸等α-酮酸），而如无其他来源的补充，反应则不能持续下去。1.2.4核苷酸代谢与其他物质代谢核苷酸既是核酸的基本组成单位，也在调节代谢中起重要作用。ATP是能量通用货币和转移磷酸基团的主要分子，UTP参与单糖的转变和多糖的合成，CTP参与磷脂的合成，而GTP为蛋白质多肽链的生物合成所必需。许多重要的辅酶辅基，如CoA、NAD、FAD等都是腺嘌呤核苷酸的衍生物，参与酶的催化作用。环核苷酸，如cAMP，cGMP作为胞内信号分子（第二信使）参与细胞信号的传导。糖代谢为核苷酸合成提供了磷酸核糖（及脱氧核糖）和NADPH还原力。甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺等参与嘌呤和嘧啶环的合成，多种酶和蛋白因子参与了核酸的生物合成（复制和转录），糖、脂等燃料分子为核酸生物学功能的实现提供了能量保证。糖、脂类和蛋白质代谢之间的相互影响主要表现在能量供应上。动物所需要的能量约70％以上是由糖供应的。当饲料中糖类供应充足时，机体以糖作为能量的主要来源，而脂肪和蛋白质的分解供能较少。糖的供应量超过机体的需要时，则可以转变成脂肪作为能量储备。糖类供应不足或饥饿时，一方面动员脂肪分解供能，另一方面动用机体蛋白分解异生成糖。持续饥饿，体内脂肪分解大大加快，甚至会出现酮血症。一般情况下，饲料蛋白质的主要营养作用是满足动物生长、修补和更新组织的需要。合成蛋白质需要的能量，主要依靠糖，其次是脂肪。蛋白质合成代谢增强时，首先是糖的分解代谢必然增强，除了提供其所需要的能量外，还可合成非必需氨基酸作为蛋白质合成的原料。可见，饲料中能源物质不足时，会影响蛋白质的合成。1.2.5营养物