物质代谢联系与调节

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1、刘新文北京大学医学部生物化学与分子生物学系物质代谢的联系与调节Metabolicnetworkandregulation新者陈,陈乃谢,新陈恒代谢生则化,化者生,生化即化生动态平衡第一节物质代谢的特点2、动态平衡，以防止中间产物的堆积和缺乏4、代谢调节与协调5、组织、器官的代谢各有特色，相互配合形成整体6、ATP是机体能量利用的共同形式7、NADPH是合成代谢所需的还原当量3、代谢联系构成代谢网络1、共有的代谢池8、以糖和脂肪为主要供能物质，节约蛋白质9、存在两用代谢途径，简化机构第二节代谢途径间的相互联系

2、一、枢纽性中间产物可以沟通不同的代谢通路2、糖、核苷酸代谢的交汇点：5磷酸核糖（5C）3、糖、甘油代谢的交汇点：磷酸二羟丙酮（3C）4、糖、脂、氨基酸分解代谢的交汇点：乙酰辅酶A（2C）5、氨基酸、核苷酸代谢的交汇点：一碳单位（1C）1、糖酵解、异生、有氧氧化、磷酸戊糖途径及糖原代谢的交汇点：6磷酸葡萄糖（6C水平）6、3个重要氨基酸与糖代谢的交汇点：Asp-草酰乙酸（4C）；Glu-酮戊二酸(5C)；Ala-丙酮酸(3C)1、糖是良好的碳源，可转变为：脂肪、氨基酸、胆固醇等.但一般不能转变为酮体2、偶数碳

3、原子的脂肪酸不能转变为葡萄糖3、生糖、生酮、生糖兼生酮的氨基酸5、两用代谢途径在物质转变中具有重要意义7、奇数碳原子脂肪酸代谢与糖代谢的交汇点：琥珀酰辅酶A(4C)、乙酰辅酶A(2C)6、3个重要氨基酸的代谢转变：Asp；Glu；Ala二、不同物质之间的代谢转变4、磷酸戊糖途径可实现3、4、5、6、7C的转变1、糖类、脂类是人体的主要供能物质2、糖类在动物供能中的优势3、脂肪是良好的能量储存形式，相同碳原子的脂肪酸氧化分解时提供的ATP最多三、能量代谢的共性4、ATP在能量代谢中的中心作用四、细胞内、间的代

4、谢联系1、细胞器之间的代谢分工及合作2、器官之间的代谢分工及合作第三节物质代谢的调节网络一、细胞水平的调节/酶调节：酶结构、数量、位置关键酶(keyenzyme)与限速酶(rate-limitingenzyme)1、酶活性调节：别构调节、化学修饰调节、同工酶反馈调节(feedbackregulation)1.1别构调节（allostericregulation）与别构酶1.2化学修饰调节（chemicalmodification）/共价修饰调节(covalentmodification)磷酸化/去磷酸化是主

5、要的修饰调节方式某些小分子可与酶蛋白特殊部位结合，引起酶分子构象变化，由此改变酶活性别构调节共价调节共同点具有两种活性形式相互转变构象改变不同点共价键的改变无有其它酶的参与不需要需要级联放大无有构型改变无有能量不一定需要意义调节代谢方向信号转导别构调节与化学修饰调节的异同点生物体内的代谢不是孤立，各行其是进行的，即相互联系转化，协调一致，又互相限制制约。体内代谢能保持这种动态的平衡，应归功与它的精确的调节机构。【举例】饱餐一顿血糖不会居高不下。1、细胞水平的调节---通过对细胞内酶的调节来实现2、激素水平的

6、调节---协调不同细胞间及组织与器官之间的代谢。3、整体水平的调节---在神经系统参与下由酶和激素共同构成的调节网络。一、细胞水平的调节细胞水平的调节即是酶的调节，它是一切代谢调节的基础，酶的调节包括三方面：1、酶结构的调节：它通过酶结构的改变，使其活性发生变化，调节特点是产生效应快，但时效短2、酶量的调节：通过改变酶的生成与降解速度来改变酶活性，特点是速度慢，但调节的时间较长久3、酶的分布：各种多酶体系在细胞内的分布是区域化的，同一多酶体系的酶均集中在一定的亚细胞结构中各种代谢途径需多种酶的参与，有些称作

7、关键酶，它们包括催化不可逆反应的酶；催化代谢途径分叉点的酶；及参与代谢途径中限速反应的酶，限速酶催化的反应常是代谢调节的枢纽步骤反馈调节：代谢终末段的某一产物，可返回影响代谢初的某步反应，并对代谢全程起限速作用，这种调节方式叫反馈调节，因此种调节使反应加速的叫正反馈；如使反应减速的为负反馈。代谢途径主要关键酶糖原分解糖原磷酸化酶糖原合成糖原合酶糖酵解磷酸果糖激酶Ⅰ、己糖激酶、丙酮酸激酶丙酮酸氧化丙酮酸脱氢酶系三羧酸循环柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α酮戊二酸脱氢酶糖异生丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，果

8、糖二磷酸酶磷酸戊糖途径葡萄糖6磷酸脱氢酶脂肪分解激素敏感性甘油三酯脂肪酶脂肪酸分解肉毒碱酰基转移酶Ⅰ脂肪酸合成乙酰辅酶A羧化酶酮体生成HMG-CoA合成酶酮体利用琥珀酰辅酶A转硫酶、乙酰乙酰辅酶A合成酶（乙酰乙酸硫激酶）胆固醇合成HMG-CoA还原酶胆固醇酯生成ACAT（细胞）、LACT（脂蛋白）尿素生成CPSⅠ、精氨琥珀酸合成酶嘌呤核苷酸从头合成PRPP合成酶、酰胺转移酶嘧啶核苷酸从头合成PRPP合成酶、CPS