沈阳师范大学：《生物化学》课程教学资源（PPT课件）第十三章 物质代谢的联系与调节控制

第十三章物质代谢的联系和调节控制s 1.物质代谢的特点1.整体性体肉各种物质代课2.调节性均受控于机体的精细调节，代谢的强度、速度、方向3.特色性不断的适应内外环境的变化。4.代谢池T代谢途径及功能各不相同。各种代谢物均具5.能量形式ATP6.还原当量NADPH

1.整体性 2.调节性 §1 物质代谢的特点 3.特色性 4.代谢池 5.能量形式 6.还原当量 ATP NADPH 各种代谢物均具有各自共同的代谢池 各组织、器官 结构不同， 酶系的种类、含量不同, -代谢途径及功能各不相同。 体内各种物质的代谢不是孤立进行的， 是同时的，相互联系，相互转变，相互依存， 构成统一的整体。 糖、脂 能 AA 合成代谢 分解代谢 蛋白（E, H） 体内各种物质代谢 均受控于机体的精细调节， 代谢的强度、速度、方向 不断的适应内外环境的变化。 第十三章 物质代谢的联系和调节控制

S 2物质代谢的相互联系一、在能量代谢上的相互联系共同中间代谢物：乙酰辅酶A共同最后分解途径：三羧酸循环共同能量形式：ATP糖ATP乙酰TCA呼吸链脂肪.CoA蛋白互相代替，互相制约供育一种供能物质代谢占优势抑制或节约其他

一、在能量代谢上的相互联系 共同中间代谢物：乙酰辅酶A 共同最后分解途径：三羧酸循环 共同能量形式：ATP 乙酰 CoA ATP TCA 糖 脂肪 蛋白 呼吸链 §2 物质代谢的相互联系 互相代替，互相制约。 一种供能物质代谢占优势， 抑制或节约其他

二、 糖、脂和蛋白质代谢之间的相互联系国（一）糖代谢与脂代谢（二）糖代谢与氨基酸代谢田糖核糖（三）脂代谢与氨基酸代谢核酸糖：不能生成必需氨基酸（四）核酸碱基氨基酸：可异生成糖（除Leu,lys）氨基酸

二、糖、脂和蛋白质代谢之间的相互联系 （一）糖代谢与脂代谢 （二）糖代谢与氨基酸代谢 Glc 丙酮酸 TCA 琥珀酸 延胡索酸 草酰乙酸 α-酮戊二 酸 乙酰 CoA Asp AA AA AA Ala Glu 糖 脂 氨基酸 核酸 （三）脂代谢与氨基酸代谢 脂肪 甘油 +FA 糖 乙酰 CoA AA 酮体 胆固醇 磷脂 非必需 （少） （四）核酸与氨基酸代谢 碱 基 糖：不能生成必需氨基酸 氨基酸：可异生成糖 （除Leu, lys） 乙酰 CoA TG 甘油 + FA 胆固醇 酮体 TCA Glc P -二羟丙酮 丙酮酸

S3 组织、器官的代谢特点及联系血衰赠环~统一整体CNS结构不同，功能各异酶系组成、含量不同各具特色

结构不同，功能各异 酶系组成、含量不同 §3 组织、器官的代谢特点及联系 肝（代谢枢纽） ：多种酶 脂肪（脂库） ：脂肪动员（HSL） 脑（能源少） ：血糖 (不储存糖原) 酮体 (可透过血脑屏障) RBC（不能有氧氧化）：糖酵解（无线粒体） 肌（不能直接补充血糖）: 乳酸循环 （缺G-6-P酶） 心（泵出血液） ：能源丰富，有氧氧化为主 肾脏（糖异生、生酮）：糖酵解（髓质） 脂酸、酮体（皮质）

S4代谢调节内环境相对恒定，动态平衡各代谢途径底物产物关键酶闽国含量活性三级水平细胞水平代谢物浓度细胞水平激素水平（内分泌整体水平(CNS）单细胞微生物高等生物

§4 代 谢 调 节 底物 E 各代谢途径 产物 单细胞微生物 高等生物 细胞水平 细胞水平 激素水平 整体水平 （CNS） 含量 活性 -内环境相对恒定，动态平衡 代谢物浓度 （内分泌） 关键酶 regulatory enzymes 关键酶 key enzymes 调节代谢的酶，决定反应的速度和方向 所催化的反应特点： 1. 催化的反应速度最慢，其活性决定整个代谢途径 的总速度。（限速酶） 2. 催化单向反应或非平衡反应，其活性决定整个代 谢途径的方向。 3. 酶活性受底物浓度及多种代谢物或效应剂的调节。 分类 时间 机制 方式 快速 数秒（分） 改变酶结构 (量不变) 变构调节 化学修饰 迟缓 数小时 （天） 改变酶含量 合成 降解

细胞水平代谢调节一、纟（一）细胞内酶的隔离分布代谢途径的相关酶体系分布于细胞的某一区域或亚细胞结构，以避免各种代谢途径间的相互于扰。例GIc糖充足脂酰CoAFA有氧氧化FA合成酶系无意义循环ATP乙酰CoA乙酰CoA胞液线粒体

一、细胞水平代谢调节 （一）细胞内酶的隔离分布 代谢途径的相关酶体系分布于细胞的某一区域或 亚细胞结构，以避免各种代谢途径间的相互干扰。 乙酰CoA FA合成酶系 FA 无意义循环 ATP 脂酰CoA β-[O] 乙酰CoA 胞液 线粒体 有氧氧化 糖不足充 Glc

（二）关键酶的变构调节E1.变构调节的概念2.变构调节的机制明3.变构调节的生理意义

（二）关键酶的变构调节 1.变构调节的概念 小分子化合物与酶蛋白分子活性中心以外的 某些部位特异结合，引起酶蛋白分子构象变化、 从而改变酶的活性 变构调节（别位调节） 变构效应剂（变构激活剂, 变构抑制剂） 变构酶（别位酶） 2.变构调节的机制 C C 酶构象改变 1.变构酶： 常由两个以上亚基组成 具有四级结构的聚合体 2.亚基： 催化亚基（部位）-与底物结合 调节亚基（部位）-与效应剂非共价结合 聚合或解聚 影响酶活性 C C R R 效应剂 3.变构调节的生理意义 反馈抑制多为变构抑制 ①代谢物产生不致过多 脂酰CoA 乙酰CoA羧化酶 ②能量有效利用 乙酰CoA （长链脂酰CoA） (－) ATP 磷酸果糖激酶 丙酮酸激酶 柠檬酸合酶 (－) ③代谢途径互相协调 Glc 柠檬酸 磷酸果糖激酶 (－) （＋） 糖分解酶类

（三）酶的化学修饰调节1.化学修饰的概念酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发生可逆的共价修饰，引起酶活性改变主要的化学修饰形式变构调卡2.化学修饰的特点化学修饰：（应激时）激素（+）酶促化学修饰（迅速，适应应激需要）一种酶可同时又受化学修饰调节8

① 此类调节方式的酶多具有两种形式 有活性（高活性） 无活性（低活性） 两种活性形式在两种酶的催化下发生共价修饰而互变 催化互变反应的酶受机体调解因素（如激素）的控制 ② 耗能少，作用快，效率高 （酶促反应，有放大效应） 1.化学修饰的概念 （三）酶的化学修饰调节 酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发生可逆 的共价修饰，引起酶活性改变。 主要的化学修饰形式 2.化学修饰的特点 ♣ 一种酶可同时 磷酸化-脱磷酸 乙酰化-脱乙酰 甲基化-去甲基 腺苷化-脱腺苷 （最为多见） -SH- - -S-S￾E OH The Ser Tyr O-PO3 2- E 磷蛋白磷酸酶 Pi H2O ATP ADP 蛋白激酶 Mg2+ 修饰位点： OH 变构调节： 要求效应剂达一定浓度 （保持稳定状态，原始） 即受变构调节 又受化学修饰调节 化学修饰：（应激时） 激素（+） 酶促化学修饰 （迅速，适应应激需要）

（四）酶量的调节合成（主要）降解（次要）阻遏诱导溶酶体蛋白酶体识别待降解蛋白底物产物 (多)酶泛素- Pr (泛素化）蛋白激素蛋白水解酶酶体药物降解降解

合成（主要） 降解（次要） 诱导 阻遏 溶酶体 蛋白酶体 底物 产物 (多) 激素 药物 蛋白 酶体 蛋白 水解酶 （四）酶量的调节 酶 降解 识别待降解蛋白 降解 泛素- Pr (泛素化）

二、激素水平的代谢调节特点组织特异性和效应特异性receptor特异性激素受体膜受体激素(一)月HLAH AH H蔬水类固醇类、甲状腺素、视黄酸等膜受体可越过脂质双层----与胞内受体结合激素-受体复合物-----DNA激素反应元件（二）胞内受体激素10

组织特异性和效应特异性 二、激素水平的代谢调节 ∵特异性激素受体 （一）膜受体激素 （二）胞内受体激素 膜受体 蛋白质类、肽类、儿茶酚胺类 难以越过脂质双层-与膜受体结合 通过第二信使发挥作用 细胞表面脂膜上的 跨膜糖蛋白 类固醇类、甲状腺素、视黄酸等 可越过脂质双层-与胞内受体结合 激素-受体复合物-DNA激素反应元件