第十一章-物质代谢的联系与调节(yh药学100413).ppt
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1、第一页,共四十页。第十一章第十一章物质代谢的相互物质代谢的相互(xingh)联系及其调节联系及其调节InterrelationshipsandRegulationofMetabolism第二页,共四十页。第一节第一节物质物质(wzh)(wzh)代谢的相互联系代谢的相互联系InterrelationshipsofMetabolism第三页,共四十页。1.1.物质物质(wzh)(wzh)代谢的整体性代谢的整体性2.2.物质物质(wzh)(wzh)代谢的可调节代谢的可调节性性 体内体内(tni)各种物质代谢各种物质代谢均受控于机体的精细调节,均受控于机体的精细调节,代谢的强度、速度、方向代谢的强度、
2、速度、方向不断的适应内外环境的变化。不断的适应内外环境的变化。一.物质代谢的特点 第四页,共四十页。结构结构(jigu)不同不同酶系的种类酶系的种类(zhngli)、含量不同、含量不同不同不同(btn)的的组织、器官组织、器官代谢途径不同、功代谢途径不同、功能各异能各异3.3.组织器官代谢的特色性组织器官代谢的特色性各组织、器官各组织、器官结构不同,结构不同,酶系的种类、含量不同酶系的种类、含量不同,-代谢途径及功能各不相同。代谢途径及功能各不相同。第五页,共四十页。例如:肝例如:肝是机体是机体(jt)物质代谢的枢纽物质代谢的枢纽肝几乎是体内合成肝几乎是体内合成尿素尿素、酮体酮体的唯一的唯一器
3、官,也是合成内源性脂肪器官,也是合成内源性脂肪(zhfng)、胆、胆固醇、蛋白质等最多、最活跃的器官。固醇、蛋白质等最多、最活跃的器官。肝在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生肝在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢中均具有独特而重要的作用。素代谢中均具有独特而重要的作用。第六页,共四十页。4 4、不同来源代谢物代谢的共同性:、不同来源代谢物代谢的共同性:各种物质代谢的代谢物均具有各种物质代谢的代谢物均具有(jyu)(jyu)共同的代谢共同的代谢池池例如例如(lr):各各种种组组织织消化吸收的糖消化吸收的糖肝糖原分解肝糖原分解糖异生糖异生血血糖糖代代谢谢池池第七页,共四十页。5 5、ATP是机体储存能量
4、及消耗能量的共是机体储存能量及消耗能量的共同同(gngtng)(gngtng)形式形式营养物分营养物分 解解释放释放能量能量ADP+PiATP直直接接供供能能第八页,共四十页。6 6、NADPH是合成是合成(hchng)(hchng)代谢所需的还原当量代谢所需的还原当量例如例如(lr):乙酰乙酰CoANADPH+H+脂酸、胆固醇脂酸、胆固醇磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径第九页,共四十页。(一)(一)能量代谢上的相互能量代谢上的相互(xingh)联系联系共同中间代谢物:共同中间代谢物:乙酰辅酶乙酰辅酶A共同最后分解途径:共同最后分解途径:三羧酸循环三羧酸循环 共同能量共同能量(nngling)(nng
5、ling)形式:形式:ATP 乙酰乙酰 CoAATPTAC 糖糖脂肪脂肪(zhfng)(zhfng)蛋白蛋白呼吸链呼吸链二.物质代谢的相互联系 互相代替,互相制约。互相代替,互相制约。一种供能物质代谢占优势,一种供能物质代谢占优势,抑制或节约其他。抑制或节约其他。第十页,共四十页。体内糖、脂、蛋白质和核酸等的代谢不是体内糖、脂、蛋白质和核酸等的代谢不是彼此独立,而是相互关联的。彼此独立,而是相互关联的。它们通过它们通过共同的中间代谢物共同的中间代谢物,三羧酸循环三羧酸循环和和生物氧化生物氧化等联成整体。等联成整体。三者之间可以互相转变,当一种物质代谢三者之间可以互相转变,当一种物质代谢障碍时可
6、引起障碍时可引起(ynq)其它物质代谢的紊乱。其它物质代谢的紊乱。(二)糖、脂(二)糖、脂、蛋白质及核酸蛋白质及核酸(h sun)(h sun)代谢之间代谢之间的相互联系的相互联系 第十一页,共四十页。1.1.糖代谢与脂代谢的相互糖代谢与脂代谢的相互(xingh)(xingh)联系联系 脂肪绝大部分不能在体内脂肪绝大部分不能在体内(t ni)(t ni)转变为转变为糖糖肝、肾、肠肝、肾、肠脂酸脂酸乙酰乙酰CoA葡萄糖葡萄糖脂脂肪肪葡葡萄萄糖糖甘油甘油第十二页,共四十页。2.2.糖代谢糖代谢(dixi)(dixi)与氨基酸代谢与氨基酸代谢(dixi)(dixi)的相的相互联系互联系 糖糖脂脂氨基
7、酸氨基酸核酸核酸(hsun)3.3.脂代谢脂代谢(dixi)(dixi)与氨基酸代谢与氨基酸代谢(dixi)(dixi)的相互联系的相互联系4.4.核酸与氨基酸代谢及糖代谢的相互联系核酸与氨基酸代谢及糖代谢的相互联系碱碱基基核核糖糖糖:糖:不能生成必需氨基酸不能生成必需氨基酸氨氨基酸:基酸:可异生成糖可异生成糖 (除(除Leu,lys)第十三页,共四十页。物质代谢物质代谢(dixi)(dixi)的调节的调节RegulationsofMetabolism第二节第二节第十四页,共四十页。代谢调节 底物底物(d w)(d w)E各代各代谢途径谢途径(tjng)(tjng)产物产物(chnw)(chn
8、w)单细胞生物单细胞生物高等生物高等生物细胞水平细胞水平细胞水平细胞水平激素水平激素水平整体整体水平水平(CNS)含量含量 活性活性-内环境相对恒定,动态平衡内环境相对恒定,动态平衡代谢物浓度代谢物浓度(内分泌)(内分泌)关键酶关键酶第十五页,共四十页。1.1.细胞内酶的隔离细胞内酶的隔离(gl)(gl)分分布布(一)细胞内酶的定位(一)细胞内酶的定位(dngwi)(dngwi)与代谢与代谢调节调节代谢代谢(dixi)(dixi)途径有关酶类常常组成多酶体系或多功能酶,途径有关酶类常常组成多酶体系或多功能酶,分布于细胞的某一区域分布于细胞的某一区域 。线粒体线粒体:三羧酸循环三羧酸循环;脂肪酸
9、脂肪酸-氧化氧化;氧化磷酸化氧化磷酸化细胞质细胞质:糖酵解糖酵解;磷酸戊糖磷酸戊糖途径途径;糖原合成糖原合成;脂肪酸合成脂肪酸合成;细胞核细胞核:DNA合成合成内质网内质网:蛋白质合成蛋白质合成;磷脂合成磷脂合成一、细胞水平的代谢调节一、细胞水平的代谢调节第十六页,共四十页。溶酶体水解酶胞液,线粒体尿素合成线粒体氧化磷酸化胞液,线粒体血红素合成线粒体脂肪酸氧化内质网,胞液胆固醇合成胆固醇合成胞液糖异生内质网磷脂合成磷脂合成胞液磷酸戊糖途径胞液脂肪酸合成线粒体三羧酸循环胞液糖原合成胞液糖酵解内质网,胞液蛋白质合成胞液糖原分解细胞核核酸合成细胞内定位代谢途径细胞内定位代谢途径主要代谢过程主要代谢过
10、程(guchng)(guchng)中所需酶的细胞内定中所需酶的细胞内定位位 第十七页,共四十页。乙酰乙酰CoAFA合合成酶系成酶系 FA 无意义无意义(yy)循循环环ATP脂酰脂酰CoA-O乙酰乙酰CoA线粒体线粒体胞液胞液有氧氧化有氧氧化(ynghu)糖不足糖不足(bz)糖充足糖充足Glc细胞内酶的隔离分布,可以避免各细胞内酶的隔离分布,可以避免各种代谢途径间的相互干扰。种代谢途径间的相互干扰。第十八页,共四十页。一条代谢途径中的一条代谢途径中的一系列酶系一系列酶系中,常常有中,常常有一个一个或或几个几个(j)(j)酶酶的活性比较的活性比较低低,这些,这些酶活性的改变将酶活性的改变将影响整个
11、影响整个代谢途径的代谢途径的反反应速度应速度发生相应改变,这些酶称为发生相应改变,这些酶称为关关键酶键酶 (限速酶限速酶)调节某些调节某些关键酶活性关键酶活性是细胞代谢调节是细胞代谢调节的一种重要方式。的一种重要方式。2.2.关键关键(gunjin)(gunjin)酶酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸第十九页,共四十页。它催化的反应速度最慢
12、,因此称它催化的反应速度最慢,因此称为限速为限速酶酶(limiting velocity enzymes)(limiting velocity enzymes),它的活,它的活性决定整个代谢途径的速度;性决定整个代谢途径的速度;这类酶催化这类酶催化单向单向(dn xin)(dn xin)反应反应,或非平,或非平衡反应,因此它的活性决定整个代衡反应,因此它的活性决定整个代谢途径的方向;谢途径的方向;这类酶活性除受这类酶活性除受底物底物控制外,还受控制外,还受多多种代谢物种代谢物或或效应剂效应剂的调节的调节。关键关键(gunjin)(gunjin)酶所催化的反应具有下述特点:酶所催化的反应具有下述
13、特点:GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸第二十页,共四十页。重要代谢重要代谢(dixi)(dixi)途径的关键酶途径的关键酶 HMG辅酶辅酶A还原酶还原酶胆固醇合成胆固醇合成乙酰辅酶乙酰辅酶A羧化酶羧化酶脂酸合成脂酸合成1,6二磷酸果糖酶二磷酸果糖酶1葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸
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