物质代谢的相互联系及其调节

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1、第十一章物质代谢的相互联系及其调节温州医学院生物化学教研室李春洋在生命过程中，生物体要不断从外界摄取食物，一方面氧化释放能量供自身生命活动所需，同时排泄代谢过程中产生的废物；另一方面则以这些物质为原料合成本身所需要的结构成分，与此同时自身的结构成分也不断进行分解得以更新。生物体的这种物质的合成和分解并与环境之间相互联系的过程即为物质代谢。物质代谢是生命活动的基础，也是生命得以健康延续的根本。第一节物质代谢的相互联系一、物质代谢的特点物质代谢的整体性物质代谢的可调节性组织器官代谢的特色性不同来源代谢物代谢的共同性能量储存的特殊性NADPH为合成代谢提供还原当量二、物质代谢

2、的相互联系（一）能量代谢上的相互联系物质代谢过程中所伴随的能量的贮存、释放、转移和利用等称为能量代谢。一方面，糖类、脂类和蛋白质均可在体内氧化产能供机体利用，三大营养物质可相互替代。另一方面各营养物质的氧化分解又相互制约，并根据不同的机体状态来调整其代谢速度以适应机体的需要。糖类代谢和脂代谢的相互联系糖类代谢和氨基酸代谢的相互联系脂类代谢和氨基酸代谢的相互联系核酸代谢和氨基酸代谢及糖代谢的相互联系（二）糖、脂、蛋白质及核酸代谢之间的相互联系蛋白质氨基酸甘氨酸丙氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸半胱氨酸天冬氨酸天冬酰胺酪氨酸苯丙氨酸核酸核苷酸5-磷酸核糖嘌呤、血红素嘌呤草酰乙酸延胡索

3、酸琥珀酰CoA血红素异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸苏氨酸柠檬酸谷氨酸精氨酸组氨酸谷氨酰胺脯氨酸嘌呤乙酰乙酰CoA酪氨酸亮氨酸赖氨酸色氨酸苯丙氨酸酮体淀粉、糖原甘油脂肪酸脂肪葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸丙糖丙酮酸乙酰CoAα-酮戊二酸亮氨酸色氨酸异亮氨酸嘧啶嘧啶第二节物质代谢的调节快速调节主要通过影响细胞内酶的活性而实现，反应时间从不到1秒到12小时或更长；慢速调节常通过影响细胞内酶的含量而实现，包括影响酶的合成及降解速度，慢速调节反应通常持续时间较长。代谢调节机制的三个层次：细胞水平的调节；激素水平的调节；整体水平的调节。一、细胞水平的代谢调节（一）细胞内酶的定位与代谢调节细胞内酶的

4、隔离分布关键酶（限速酶）多酶复合体与多功能酶作用物质循环同工酶COOHCCH3OOHCHTTPTTPCH3HSHS(CH2)4COOHSS(CH2)4COOHSHS(CH2)4COOHCH3COHSCoAOCSCH3CoANAD+FADH2FADNADH+H+丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酸转乙酰酶二氢硫辛酸脱氢酶CO2TPPFAD丙酮酸氧化脱羧4‘-磷酸泛酰氨基乙硫醇4‘-磷酸泛酰氨基乙硫醇β-酮脂酰合成酶乙酰转移酶丙二酸单酰转移酶水化酶烯酰还原酶β-酮脂酰还原酶酰基载体蛋白硫酯酶硫酯酶酰基载体蛋白β-酮脂酰还原酶烯酰还原酶烯酰还原酶丙二酸单酰转移酶乙酰转移酶β-酮脂酰合成酶Se

5、rCysSHSHSerSHSHCys水化酶磷酸果糖激酶和二磷酸果糖酶所催化的作用物循环磷酸果糖激酶－1ATPADP果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸果糖-1,6-二磷酸酶Pi胰岛素诱导表达H2O胰高血糖素阻遏表达FDP、AMPATP、柠檬酸FDP、AMP胰高血糖素诱导表达HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5(M4)乳酸脱氢酶的同工酶COOHCCH3OCOOHCCH3OHHNADH+H+NAD+乳酸脱氢酶（二）酶活性的调节1.反馈调节代谢途径的底物或终产物常影响催化该途径起始反应的酶活性，此

6、调节方式称为反馈调节，它存在于所有的生物体中，是调节酶活性最精巧的方式之一。反馈调节具有两种情况：终产物的积累抑制初始步骤的酶活性，使得反应减慢或停止，此种反馈称为反馈抑制或负反馈。负反馈既或使代谢产物的生成不至于过多，又可使能量得以有效利用，不至于浪费；代谢过程中某些较早期产生的代谢中间产物催化较后期反应的酶，加速反应的进行，这种反馈称为反馈激活或正反馈。SABCDPE1E2E3E4E5SABCDPE1E2E3E4E52.变构调节（1）变构调节的概念细胞内的一些中间代谢物质能与某些酶分子活性中心以外的某一部位以非共价键的方式可逆结合，使酶的构象发生改变并影响其催化活性，

7、从而调节代谢反应的速度，这种对酶活性的调节方式称为别构调节或变构调节。受变构调节的酶称为变构酶，能使酶发生变构效应的中间代谢物质称为变构效应剂（变构激活剂和变构抑制剂）。代谢途径变构酶变构激活剂变构抑制剂糖酵解己糖激酶AMP、ADP、FDP、PiG-6-P磷酸果糖激酶-1AMP、FDPATP、柠檬酸丙酮酸激酶FDP丙氨酸、ATP、乙酸CoA三羧酸循环柠檬酸合成酶ADP、AMPATP、长链脂酰CoA异柠檬酸脱氢酶AMP、ADPATP、NADH糖异生丙酮酸羧化酶乙酰CoA、ATPAMP、ADP果糖－1,6－二磷酸酶5’-AMPAM