同學(xué)(tóngxué)們上午好主講葉輝博士(bóshì)副教授單位溫州醫(yī)學(xué)院生化(shēnɡhuà)教研室第一頁，共四十頁。第十一章物質(zhì)代謝的相互(xiānghù)聯(lián)系及其調(diào)節(jié)InterrelationshipsandRegulationofMetabolism第二頁，共四十頁。第一節(jié)物質(zhì)(wùzhì)代謝的相互聯(lián)系InterrelationshipsofMetabolism第三頁，共四十頁。1.物質(zhì)(wùzhì)代謝的整體性

2.物質(zhì)(wùzhì)代謝的可調(diào)節(jié)性

體內(nèi)(tǐnèi)各種物質(zhì)代謝均受控于機體的精細調(diào)節(jié)，代謝的強度、速度、方向不斷的適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境的變化。一.物質(zhì)代謝的特點

第四頁，共四十頁。結(jié)構(gòu)(jiégòu)不同酶系的種類(zhǒnglèi)、含量不同不同(bùtónɡ)的組織、器官代謝途徑不同、功能各異3.組織器官代謝的特色性各組織、器官

結(jié)構(gòu)不同，酶系的種類、含量不同,----代謝途徑及功能各不相同。

第五頁，共四十頁。例如：肝是機體(jītǐ)物質(zhì)代謝的樞紐肝幾乎是體內(nèi)合成尿素、酮體的唯一器官，也是合成內(nèi)源性脂肪(zhīfáng)、膽固醇、蛋白質(zhì)等最多、最活躍的器官。肝在糖、脂、蛋白質(zhì)、水、鹽及維生素代謝中均具有獨特而重要的作用。第六頁，共四十頁。4、不同來源代謝物代謝的共同性：各種物質(zhì)代謝的代謝物均具有(jùyǒu)共同的代謝池例如(lìrú)：各種組織

消化吸收的糖

肝糖原分解糖異生血糖代謝池第七頁，共四十頁。5、ATP是機體儲存能量及消耗能量的共同(gòngtóng)形式營養(yǎng)物分解釋放能量ADP+PiATP直接供能第八頁，共四十頁。6、NADPH是合成(héchéng)代謝所需的還原當量例如(lìrú)：乙酰CoANADPH+H+脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑第九頁，共四十頁。（一）能量代謝上的相互(xiānghù)聯(lián)系共同中間代謝物：乙酰輔酶A共同最后分解途徑：三羧酸循環(huán)

共同能量(néngliàng)形式：ATP乙酰CoAATPTAC糖脂肪(zhīfáng)蛋白呼吸鏈二.

物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系

互相代替，互相制約。一種供能物質(zhì)代謝占優(yōu)勢，抑制或節(jié)約其他。供能第十頁，共四十頁。體內(nèi)糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸等的代謝不是彼此獨立，而是相互關(guān)聯(lián)的。它們通過共同的中間代謝物，三羧酸循環(huán)和生物氧化等聯(lián)成整體。三者之間可以互相轉(zhuǎn)變，當一種物質(zhì)代謝障礙時可引起(yǐnqǐ)其它物質(zhì)代謝的紊亂。（二）糖、脂、蛋白質(zhì)及核酸(hésuān)代謝之間的相互聯(lián)系

第十一頁，共四十頁。1.糖代謝與脂代謝的相互(xiānghù)聯(lián)系脂肪絕大部分不能在體內(nèi)(tǐnèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘歉?、腎、腸脂酸乙酰CoA葡萄糖脂肪葡萄糖甘油第十二頁，共四十頁。2.糖代謝(dàixiè)與氨基酸代謝(dàixiè)的相互聯(lián)系糖脂氨基酸核酸(hésuān)3.脂代謝(dàixiè)與氨基酸代謝(dàixiè)的相互聯(lián)系4.核酸與氨基酸代謝及糖代謝的相互聯(lián)系堿基核糖糖：不能生成必需氨基酸氨基酸：可異生成糖

（除Leu,lys）第十三頁，共四十頁。物質(zhì)代謝(dàixiè)的調(diào)節(jié)RegulationsofMetabolism第二節(jié)第十四頁，共四十頁。代謝調(diào)節(jié)

底物(dǐwù)E各代謝途徑(tújìng)產(chǎn)物(chǎnwù)單細胞生物高等生物細胞水平細胞水平激素水平整體水平（CNS）含量活性三級水平----內(nèi)環(huán)境相對恒定，動態(tài)平衡代謝物濃度（內(nèi)分泌）關(guān)鍵酶第十五頁，共四十頁。1.細胞內(nèi)酶的隔離(gélí)分布（一）細胞內(nèi)酶的定位(dìngwèi)與代謝調(diào)節(jié)代謝(dàixiè)途徑有關(guān)酶類常常組成多酶體系或多功能酶，分布于細胞的某一區(qū)域。線粒體:三羧酸循環(huán);脂肪酸-氧化;氧化磷酸化細胞質(zhì):糖酵解;磷酸戊糖途徑;糖原合成;脂肪酸合成;細胞核:DNA合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng):蛋白質(zhì)合成;磷脂合成一、細胞水平的代謝調(diào)節(jié)第十六頁，共四十頁。溶酶體水解酶胞液，線粒體尿素合成線粒體氧化磷酸化胞液，線粒體血紅素合成線粒體脂肪酸β氧化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液膽固醇合成胞液糖異生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)磷脂合成胞液磷酸戊糖途徑胞液脂肪酸合成線粒體三羧酸循環(huán)胞液糖原合成胞液糖酵解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液蛋白質(zhì)合成胞液糖原分解細胞核核酸合成細胞內(nèi)定位代謝途徑細胞內(nèi)定位代謝途徑主要代謝過程(guòchéng)中所需酶的細胞內(nèi)定位第十七頁，共四十頁。

乙酰CoAFA合成酶系

FA無意義(yìyì)循環(huán)例：ATP脂酰CoAβ-[O]乙酰CoA線粒體胞液有氧氧化(yǎnghuà)糖不足(bùzú)糖充足Glc細胞內(nèi)酶的隔離分布，可以避免各種代謝途徑間的相互干擾。第十八頁，共四十頁。一條代謝途徑中的一系列酶系中，常常有一個或幾個(jǐɡè)酶的活性比較低，這些酶活性的改變將影響整個代謝途徑的反應(yīng)速度發(fā)生相應(yīng)改變，這些酶稱為關(guān)鍵酶(限速酶)調(diào)節(jié)某些關(guān)鍵酶活性是細胞代謝調(diào)節(jié)的一種重要方式。2.關(guān)鍵(guānjiàn)酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸第十九頁，共四十頁。①它催化的反應(yīng)速度最慢，因此稱為限速酶(limitingvelocityenzymes)，它的活性決定整個代謝途徑的速度；②這類酶催化單向(dānxiànɡ)反應(yīng)，或非平衡反應(yīng)，因此它的活性決定整個代謝途徑的方向；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(guānjiàn)酶所催化的反應(yīng)具有下述特點：GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸第二十頁，共四十頁。重要代謝(dàixiè)途徑的關(guān)鍵酶HMG輔酶A還原酶膽固醇合成乙酰輔酶A羧化酶脂酸合成1,6二磷酸果糖酶1葡萄糖-6-磷酸酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶丙酮酸羧化酶糖異生

異檸檬酸脫氫酶檸檬酸合酶丙酮酸脫氫酶系糖有氧氧化

丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶1己糖激酶糖酵解糖原合酶糖原合成磷酸化酶糖原降解關(guān)鍵酶代謝途徑GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸第二十一頁，共四十頁。3.多酶復(fù)合體與多功能酶它們的作用是定向(dìnɡxiànɡ)引導(dǎo)代謝物。4.作用(zuòyòng)物循環(huán)第二十二頁，共四十頁。5.同工酶（1）同工酶的概念(gàiniàn)：（2）同工酶在代謝中的作用：同工酶在不同的組織、或不同的細胞類型具有不同的活性，在代謝途徑與代謝方向(fāngxiàng)的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要的作用。乳酸(rǔsuān)脫氫酶的同工酶第二十三頁，共四十頁。（二）酶活性的調(diào)節(jié)(tiáojié)1.反饋(fǎnkuì)調(diào)節(jié)：E2E1PEE4E5DE3CABΘ⊕E2E1PEE4E5DE3CAB(1)反饋(fǎnkuì)抑制：(2)反饋激活：第二十四頁，共四十頁。2.變構(gòu)調(diào)節(jié)(tiáojié)

（1）變構(gòu)調(diào)節(jié)的概念

（2）變構(gòu)調(diào)節(jié)的特點及作用機制

（3）變構(gòu)調(diào)節(jié)的意義

第二十五頁，共四十頁。3.酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)(tiáojié)

酶蛋白肽鏈上某些(mǒuxiē)殘基在酶的催化下發(fā)生可逆的共價修飾，引起酶活性改變。主要(zhǔyào)的化學(xué)修飾形式?

一種酶可同時變構(gòu)調(diào)節(jié)：要求效應(yīng)劑達一定濃度（保持穩(wěn)定狀態(tài)，原始）即受變構(gòu)調(diào)節(jié)又受化學(xué)修飾調(diào)節(jié)化學(xué)修飾：（應(yīng)激時）激素（+）酶促化學(xué)修飾

（迅速，適應(yīng)應(yīng)激需要）

（1）化學(xué)修飾的概念

（2）化學(xué)修飾的特點

第二十六頁，共四十頁。

（三）酶含量(hánliàng)的調(diào)節(jié)

酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏酶分子降解的調(diào)節(jié)

誘導(dǎo)(yòudǎo)

阻遏(zǔè)底物底物激素藥物產(chǎn)物溶酶體蛋白酶體

降解蛋白水解酶酶降解蛋白酶體Pr

泛素-待降解蛋白

第二十七頁，共四十頁。組織(zǔzhī)特異性和效應(yīng)特異性二、激素水平的代謝(dàixiè)調(diào)節(jié)

∵特異性激素(jīsù)受體特點receptor（一）膜受體激素（二）胞內(nèi)受體激素膜受體蛋白質(zhì)類、肽類、兒茶酚胺類親水難以越過脂質(zhì)雙層----與膜受體結(jié)合通過第二信使發(fā)揮作用細胞表面脂膜上的跨膜糖蛋白類固醇類、甲狀腺素、視黃酸等疏水可越過脂質(zhì)雙層----與胞內(nèi)受體結(jié)合激素-受體復(fù)合物-----DNA激素反應(yīng)元件第二十八頁，共四十頁?；瘜W(xué)修飾調(diào)節(jié)(tiáojié)

膜受體激素(jīsù)胞內(nèi)受體激素(jīsù)第二信使E酶含量調(diào)節(jié)激素受體示意圖細胞膜細胞核膜受體HRE胞內(nèi)受體第二十九頁，共四十頁。維持內(nèi)環(huán)境(huánjìng)相對恒定適應(yīng)(shìyìng)環(huán)境物質(zhì)(wùzhì)代謝神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)NS外環(huán)境變化三、整體水平的代謝調(diào)節(jié)

第三十頁，共四十頁。應(yīng)激狀態(tài)下的代謝(dàixiè)調(diào)節(jié)：整體調(diào)節(jié)(tiáojié)的例子：

應(yīng)激(stress)指人體受到一些異乎尋常(yìhūxúncháng)的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及劇烈情緒波動等所作出一系列反應(yīng)的“緊張狀態(tài)”。第三十一頁，共四十頁。四、饑餓時的代謝(dàixiè)調(diào)節(jié)主要矛盾:血糖↓

增加(zēngjiā)來源：糖異生↑

減少去路：葡萄糖利用↓

其他能源利用↑主要調(diào)節(jié)激素：

胰島素、胰高血糖素第三十二頁，共四十頁。五、糖尿病患者體內(nèi)的代謝(dàixiè)調(diào)節(jié)糖尿病(diabetesmellitus)是由多種病因引起以慢性高血糖為特征的代謝紊亂。其確切病因尚不清楚，目前公認與遺傳、自身免疫和環(huán)境因素等有關(guān)。臨床醫(yī)學(xué)將其分為I型糖尿?。ㄒ葝u素絕對不足）和II型糖尿?。ㄒ葝u素相對不足）。胰島素絕對或相對不足可引起機體多種酶活性的變化或誘導(dǎo)、阻遏某些酶蛋白(dànbái)的生物合成，導(dǎo)致糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等代謝異常。第三十三頁，共四十頁。（一）糖代謝(dàixiè)紊亂

第三十四頁，共四十頁。血糖(xuètáng)升高形成(xíngchéng)糖尿滲透性利尿(lìniào)尿量增加機體缺水飲水量增加機體對葡萄糖利用減少能量供應(yīng)障礙饑餓感食量增加糖尿病患者三多第三十五頁，共四十頁。（二）脂肪代謝紊亂由于磷酸戊糖途徑減弱，還原型輔酶II（NADPH）減少，脂肪合成常減少，患者多消瘦；但早期輕癥II型糖尿病患者則由于多食而肥胖。由于肝糖原(tánɡyuán)合成及儲存減少，在垂體及腎上腺素等激素調(diào)節(jié)下，脂肪入肝沉積、肝細胞變性、肝腫大為脂肪肝。重癥時，脂肪動員增加，大量脂肪酸入肝生成乙酰CoA，又因糖酵解減弱草酰乙酸減少，乙酰CoA不能完全被氧化而轉(zhuǎn)化生成大量酮體。酮體不斷積累最終發(fā)展為酮血癥（ketonemia）和酮尿(ketonuria)。

第三十六頁，共四十頁。（三）蛋白質(zhì)代謝紊亂

未控制的糖尿病患者，肌肉和肝中蛋白質(zhì)合成減少而分解增多