物质代谢调节与细胞信号转导

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1、第九章物质代谢调节与细胞信号转导物质代谢与信号转导物质代谢：糖、脂肪、蛋白、核苷酸四大基本物质在大分子、构件分子和小分子不同层次间的相互转化以及各类分子之间相互转化，为有机体提供必要的物质基础和能量基础。信号转导：环境因素变化(信息)作用于机体组织细胞，引起机体细胞内生物信息传递、调节生命活动的一种生物学过程。物质代谢受到细胞信号转导的引导与调节细胞信号转导是细胞内物质代谢与外界环境变化之间相互联系与适应的桥梁二者之间的关系物质代谢与物质代谢调节第一节物质代谢分解代谢：供能合成代谢：转变为体内的结构成分大多数有机物质可以相互联系、相互转变，组

2、成共同的中间物质代谢池，是各种代谢途径之间的交汇点。一、物质代谢的基本特点（一）物质代谢的网络性糖原(糖苷键)甘油三脂(酯键)蛋白质(肽键)核酸(磷酸二酯键)G6P甘油+脂肪酸氨基酸磷酸+戊糖+碱基丙酮酸或乙酰辅酶A三羧酸循环与氧化磷酸化非必需氨基酸合成分解成尿酸蛋白质翻译DNA复制RNA转录非必需氨基酸合成G6P、丙酮酸和乙酰辅酶A是处于代谢通路分支口的重要分子TAC是三大营养物质的共同代谢通路，是联系糖、脂类和氨基酸代谢的纽带物质代谢之间相互联系、相互依赖1.糖和脂肪之间的关系：体内糖可转变脂肪，但（偶数）脂肪酸不能转变成糖(1)摄入的糖

3、量超过能量消耗时：如何相互联系？葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪组织）合成糖原储存（肝、肌肉）(2)脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂酸乙酰CoA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、肾、肠磷酸-甘油葡萄糖(3)脂肪的分解代谢受糖代谢的影响饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时：高酮血症草酰乙酸相对不足糖不足脂肪大量动员酮体生成增加氧化受阻2.糖和氨基酸之间的关系：体内糖与大部分氨基酸碳架部分可以相互转变例如：丙氨酸丙酮酸脱氨基糖异生葡萄糖(1)大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α-酮酸，可转变为糖(2)糖代谢的中间产物可氨基化生成某些非必需氨基酸糖丙酮酸草酰乙酸乙酰

4、CoA柠檬酸α-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸氨基酸乙酰CoA脂肪(1)蛋白质可以转变为脂肪(2)氨基酸可作为合成磷脂的原料丝氨酸磷脂酰丝氨酸乙醇胺脑磷脂胆碱卵磷脂3.脂类和氨基酸之间的关系：脂类不能转变成氨基酸，但氨基酸能转变成脂肪——但不能说，脂类可转变为氨基酸。脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途径丙酮酸其他α-酮酸某些非必需氨基酸(3)脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸葡萄糖、糖原丙酮酸乙酰CoA脂肪Leu、Lys、Trp、phe、Tyr草酰乙酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸TyrPheVal、Ile、MetAspGluArgHis胆固醇、酮体Ala

5、TrpSerGlyThrCys甘油脂肪酸（二）物质代谢的集约性（集中、简约）1.仅有六种最基本的酶促化反应类型酶类催化反应类型举例氧化还原酶类氧化还原反应乳酸脱氢酶转移酶类基团转移核苷单磷酸激酶水解酶类水解反应胰蛋白酶裂解酶类加入或去除基团延胡索酸酶异构酶类异构化(分子内基团转移）磷酸丙糖异构酶合成酶类连接两个底物氨酰tRNA合成酶2.不同物质代谢大多采用类似的代谢策略三羧酸循环脂肪酸分解脂肪酸合成赖氨酸分解3.最古老的代谢途径为多数代谢所保留或共享三羧酸循环脂肪分解增强ATP增多ATP/ADP比值增高4.任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和

6、节约其他物质的降解糖分解被抑制6-磷酸果糖激酶-1被抑制（糖分解代谢限速酶之一）例如一般情况下，机体优先利用燃料的次序是糖原、脂肪和蛋白质。供能以糖及脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。（三）物质代谢的定位性1.参与物质代谢的酶在各亚细胞器内区域化分布的差异①生物学意义：减少干扰；局部浓缩。酶系亚细胞区域酶系亚细胞区域糖酵解胞液呼吸链、氧化磷酸化线粒体磷酸戊糖途径胞液蛋白质合成胞液、内质网糖原分解、合成胞液生物转化内质网糖异生胞液、线粒体DNA合成胞核脂肪酸合成胞液RNA合成胞核脂肪分解胞液血红素合成胞液、线粒体脂肪酸氧化线粒体胆固醇合成胞液、

7、内质网三羧酸循环线粒体尿素生成胞液、线粒体真核细胞内主要代谢酶系的区域化分布②产生隔离的原因：基因表达与靶向转运的差异、生物膜脂质双分子结构等③消除隔离使物质代谢循环得以进行的主要方式膜蛋白与运载体的协助；方式有主动转运、被动转运、偶联转运等，其中各种形式的线粒体穿梭、氨基酸的γ谷胱甘酰基循环等是偶联转运的重要形式。2.参与物质代谢的酶在生物机体各器官组织内分布区域化的差异①生物学意义：各器官组织各司其职，肝脏是生物机体物质代谢的中心。脑、红细胞、肌肉、脂肪组织、肺肾脏等各有其特殊的物质代谢要求是机体物质代谢的枢纽。在糖、脂、蛋白质、水、盐及

8、维生素代谢中均具有独特而重要的作用。肝合成、储存糖原分解糖原生成葡萄糖，释放入血是糖异生的主要器官肝在糖代谢中的作用如——肝在维持血糖稳定中起重要作用。酮体乳酸游离