第14章 物质代谢的相互联系和调节控制
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第十四章 物质代谢调节习题及答案
第十四章物质代谢的调节及相互关系一、单项选择题1.下列描述体内物质代谢的特点，哪项是错误的？BA.各种物质在代谢过程中是相互联系的B. 进人人体的能源物质超过需要，即被氧化分解C.体内各种物质的分解、合成和转变维持着动态平衡D.物质的代谢速度和方向决定于生理状态的需要2.关于糖、脂、氨基酸代谢错误的是 DA.乙酰CoA是糖、脂、氨基酸分解代谢共同的中间代谢物B.三羧酸循环是糖、脂、氨基酸分解代谢的最终途径C.当摄人糖量超过体内消耗时，多余的糖可转变为脂肪D.当摄人大量脂类物质时，脂类可大量异生为糖3.关于变构效应剂与酶结合的叙述正确的是 CA.与酶活性中心底物结合部位结合B. 通过共价键与酶结合C.与调节亚基或调节部位结合D.与酶活性中心外任何部位结合4.饥饿可使肝内哪一条代谢途径增强？CA.糖原合成B.糖酵解途径C.糖异生D.脂肪合成5.胞浆内不能进行下列哪一代谢途径？CA.脂肪酸合成B.磷酸戊糖途径C.脂肪酸β氧化D.糖酵解6.磷酸二羟丙酮是哪两种代谢之间的交叉点？CA糖－氨基酸 B.糖－脂肪酸 C.糖－甘油 D.糖－胆固醇7.长期饥饿时大脑的能量来源主要是DA.葡萄糖B.氨基酸C.甘油D.酮体8.人体活动主要的直接供能物质是CA.脂肪酸B.葡萄糖C.A TPD.GTP9 作用于细胞内受体的激素是AA.类固醇激素B.儿茶酚胺类激素C. 蛋白类激素D.肽类激素10.关于酶的化学修饰，错误的是DA.一般都有活性和非活性两种形式B.活性和非活性两种形式在不同酶催化下可以互变C.催化互变的酶受激素等因素的控制D.一般不需消耗能量E.化学修饰的方式多为肽链的磷酸化和脱磷酸11.酶化学修饰调节的主要方式是 CA.乙酰化与去乙酰化B.甲基化与去甲C.磷酸化与去磷酸D.聚合与解聚E.酶蛋白的合成与降解12.当肝细胞内A TP 供应充分时，下列叙述哪一项是错误的？CA.丙酮酸激酶被抑制B.磷酸果糖激酶活性受抑制C.丙酮酸羧化酶活性受抑制D.糖异生增强E.三羟酸循环减慢13.在胞浆内进行的是EA.脂酸β氧化B.氧化磷酸化C.丙酮酸羧化D.三羧酸循环E.脂酸合成14.饥饿时体内的代谢变化哪一项是错误的？AA.胰岛素分泌增加B.胰高血糖素分泌增加C.脂肪动员加强D.酮体生成增加E.糖异生加强15.关于关键酶的叙述哪一项是错误的？BA.关键酶常位于代谢途径的第一步反应B.关键酶在代谢途径中活性最高，所以才对整个代谢途径的流量起决定作用C.受激素调节的酶常是关键酶D.关键酶常是变构酶E.关键酶常催化单向反应或非平衡反应16.关于机体各器官物质代谢的叙述哪一项是错误的？EA.肝脏是机体物质代谢的枢纽B.心脏对葡萄糖的分解以有氧氧化为主C.通常情况下大脑主要以葡萄糖供能D.红细胞所需能量主要来自葡萄糖酵解途径E.肝脏是体内能进行糖异生的唯一器官。
第十四章 物质代谢的相互联系和调节控制优秀PPT文档
是负调控因子。
②降解物的阻遏作用
• 当大肠杆菌的培养基中既含葡萄糖也含乳糖时, 优先利用葡萄糖,也就是说,在有葡萄糖存在时, 乳糖操纵子是关闭的,不能合成利用乳糖的3种 酶.葡萄糖阻遏了利用乳糖3种酶的生成.
• 后来发现,这种阻遏作用,不是葡萄糖本身的作用, 而是葡萄糖的代谢产物阻遏了酶的合成,是葡萄 糖的代谢产物抑制了腺苷酸环化酶的活性或激 活了磷酸二酯酶的活性,使cAMP的浓度降低,代 谢产物活化蛋白(CAP)不能与cAMP结合成复合 物,不能使利用乳糖酶的基因转录.
第十四章 物质代谢
的相互联系和调节 控制
二 代谢的调节
（一）酶水平调节 （二）细胞水平调节(酶在细胞内的集中存在与隔离分布) （三）激素对代谢的调节 （四）神经系统对代谢的调节
（一）酶水平调节
1. 酶活性的调节
（1）别构调节作用 （2）共价修饰调节作用 2. 酶合成调节（基因表达调控） （1）酶的诱导合成 （2）酶的诱导阻遏
处于活性和无活性的互变状态，达到调节酶活性的目的。 2）特点： ①被修饰的酶有活化型和非活化型两种，在特定酶催化下可互变。 ②在特定酶催化下，被修饰酶可逆地与某一化学基团结合，改变酶
分子构象，影响酶活性，不涉及共价键变化 ③磷酸化的化学修饰要消耗能量，一分子亚基进行磷酸化消耗一个
ATP。 ④因化学修饰是酶促反应，酶促反应具有高效性，所以化学修饰具
①酶合成的诱导作用 ②降解物的阻遏作用 ③酶合成的阻遏作用
（2）真核生物基因表达的调控
为多级调控方式：转录前水平调控、转录水平上的调控、 转录后水平的调控、翻译水平调控、翻译后水平调控。
（1）原核生物基因表达调控—①酶合成的诱导作 用
★乳糖操纵子学说 ★与乳糖合成有关的基因 调节基因——mRNA——阻遏蛋白 启动基因:有RNA聚合酶的结合位点 操纵基因：可与阻遏蛋白结合，阻碍RNA聚合酶
②降解物的阻遏作用
• 当大肠杆菌的培养基中既含葡萄糖也含乳糖时, 优先利用葡萄糖,也就是说,在有葡萄糖存在时, 乳糖操纵子是关闭的,不能合成利用乳糖的3种 酶.葡萄糖阻遏了利用乳糖3种酶的生成.
• 后来发现,这种阻遏作用,不是葡萄糖本身的作用, 而是葡萄糖的代谢产物阻遏了酶的合成,是葡萄 糖的代谢产物抑制了腺苷酸环化酶的活性或激 活了磷酸二酯酶的活性,使cAMP的浓度降低,代 谢产物活化蛋白(CAP)不能与cAMP结合成复合 物,不能使利用乳糖酶的基因转录.
第十四章 物质代谢
的相互联系和调节 控制
二 代谢的调节
（一）酶水平调节 （二）细胞水平调节(酶在细胞内的集中存在与隔离分布) （三）激素对代谢的调节 （四）神经系统对代谢的调节
（一）酶水平调节
1. 酶活性的调节
（1）别构调节作用 （2）共价修饰调节作用 2. 酶合成调节（基因表达调控） （1）酶的诱导合成 （2）酶的诱导阻遏
处于活性和无活性的互变状态，达到调节酶活性的目的。 2）特点： ①被修饰的酶有活化型和非活化型两种，在特定酶催化下可互变。 ②在特定酶催化下，被修饰酶可逆地与某一化学基团结合，改变酶
分子构象，影响酶活性，不涉及共价键变化 ③磷酸化的化学修饰要消耗能量，一分子亚基进行磷酸化消耗一个
ATP。 ④因化学修饰是酶促反应，酶促反应具有高效性，所以化学修饰具
①酶合成的诱导作用 ②降解物的阻遏作用 ③酶合成的阻遏作用
（2）真核生物基因表达的调控
为多级调控方式：转录前水平调控、转录水平上的调控、 转录后水平的调控、翻译水平调控、翻译后水平调控。
（1）原核生物基因表达调控—①酶合成的诱导作 用
★乳糖操纵子学说 ★与乳糖合成有关的基因 调节基因——mRNA——阻遏蛋白 启动基因:有RNA聚合酶的结合位点 操纵基因：可与阻遏蛋白结合，阻碍RNA聚合酶
物质代谢的联系和调节专业知识讲解
物质代谢的联系和调节专业 知识讲解
汇报人： 2023-12-30
目录
• 物质代谢的基本概念 • 物质代谢的联系 • 物质代谢的调节 • 物质代谢异常与疾病 • 物质代谢的研究方法 • 物质代谢的前沿进展与未来展
望
01
物质代谢的基本概念
物质代谢的定义
物质代谢
指生物体内所发生的用于维持生命活动的化学反应的总和，包括 合成代谢和分解代谢两类。
合成代谢
指生物从外界吸收各种营养物质，通过一系列化学反应将其转化 为自身组成成分，并储存能量的过程。
分解代谢
指生物体将自身组成成分分解为简单物质，并释放能量的过程。
物质代谢的过程
消化吸收
食物经过物理和化学方式被分解为可被细胞吸 收的小分子，如氨基酸、单糖和脂肪酸。
转运
吸收的小分子通过细胞膜的转运进入细胞内部 。
物质代谢与细胞信号转导的联系
激素调节物质代谢
激素作为细胞信号分子，可以调节细胞内酶的活性或影响基因的表达，从而调 节物质代谢的速度和方向。
物质代谢影响细胞信号转导
细胞内的物质代谢可以产生一些小分子信号分子，如cAMP、Ca2+等，这些信 号分子可以作为第二信使参与细胞信号转导过程。
03
物质代谢的调节
05
物质代谢的研究方法
生物化学研究方法
生物化学研究方法是通过生物化学手段来研究物质代谢的过 程。这些手段包括生物化学实验、生物化学分析和生物化学 技术等。通过这些方法，可以深入了解物质代谢的分子机制 和代谢途径。
生物化学研究方法还可以用来研究生物体内各种物质的合成 、分解和转化等过程，以及这些过程之间的相互联系和调节 机制。这些研究对于理解生物体的生命活动和疾病发生机制 具有重要意义。
汇报人： 2023-12-30
目录
• 物质代谢的基本概念 • 物质代谢的联系 • 物质代谢的调节 • 物质代谢异常与疾病 • 物质代谢的研究方法 • 物质代谢的前沿进展与未来展
望
01
物质代谢的基本概念
物质代谢的定义
物质代谢
指生物体内所发生的用于维持生命活动的化学反应的总和，包括 合成代谢和分解代谢两类。
合成代谢
指生物从外界吸收各种营养物质，通过一系列化学反应将其转化 为自身组成成分，并储存能量的过程。
分解代谢
指生物体将自身组成成分分解为简单物质，并释放能量的过程。
物质代谢的过程
消化吸收
食物经过物理和化学方式被分解为可被细胞吸 收的小分子，如氨基酸、单糖和脂肪酸。
转运
吸收的小分子通过细胞膜的转运进入细胞内部 。
物质代谢与细胞信号转导的联系
激素调节物质代谢
激素作为细胞信号分子，可以调节细胞内酶的活性或影响基因的表达，从而调 节物质代谢的速度和方向。
物质代谢影响细胞信号转导
细胞内的物质代谢可以产生一些小分子信号分子，如cAMP、Ca2+等，这些信 号分子可以作为第二信使参与细胞信号转导过程。
03
物质代谢的调节
05
物质代谢的研究方法
生物化学研究方法
生物化学研究方法是通过生物化学手段来研究物质代谢的过 程。这些手段包括生物化学实验、生物化学分析和生物化学 技术等。通过这些方法，可以深入了解物质代谢的分子机制 和代谢途径。
生物化学研究方法还可以用来研究生物体内各种物质的合成 、分解和转化等过程，以及这些过程之间的相互联系和调节 机制。这些研究对于理解生物体的生命活动和疾病发生机制 具有重要意义。
物质代谢联系与调节
01
02
03
某些物质可以诱导细胞内产生诱导酶，这种作用叫做酶的诱导生成作用。
一些分解代谢的酶类只在有关底物or底物类似物存在时才能诱导合成；
一些合成代谢的酶类在产物或产物类似物足够存在时，其合成被阻遏。
1.酶的诱导和阻遏
1
诱导酶：是指当细胞中加入特定诱导物后诱导产生的酶，它的含量在诱导物存在下显著增高，这种诱导物往往是酶底物的类似物或底物本身。
脂肪转变为糖是有限的。脂类分子的甘油部分经糖异生可以生成糖，而FA部分分解产生的乙酰CoA进入TCA后全部氧化为CO2和H2O。因此，在动物中，脂肪转变为糖是有限的，而在植物和微生物中存在乙醛酸循环，乙酰-CoA可产生OA，可异生为糖，因此，在植物和微生物中，脂肪可以转变为糖。
糖代谢与脂代谢的相互联系
细胞代谢的调节，主要是通过控制酶的作用而实现的。这种酶水平的调节，是最基本的调节方式。激素和神经调节是随着生物进化、发展而完善起来的调节机制，但是它们仍然是通过“酶水平”的调节而发挥其作用。所有这些调节又受生物遗传因素的控制。
DNA的复制、转录在细胞核里进行。转录出的mRNA、tRNA、rRNA从核孔穿出进入细胞质，在粗面内质网上进行蛋白质的生物合成。
当诱导物存在时，诱导物和阻遏蛋白结合时，改变阻遏蛋白的构象，不能与操纵基因结合，于是RNA聚合酶起作用，使底物基因进行转录和翻译，生成酶蛋白。
酶生成的阻遏作用（repression） 在没有代谢产物时，阻遏蛋白不能与操纵基因结合，因而结构基因就转录翻译，生成酶蛋白。
当代谢产物存在时，代谢终产物和阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白构象发生变化，可与操纵基因结合，从而使结构基因不能进行转录，酶的生成受到阻遏。
核酸代谢与糖、脂及蛋白质代
物质代谢相互联系与调节控制
脂肪酸
脂类
甘油 —甘油磷酸 磷酸二羟丙酮 糖 脂肪酸—氧化乙酰辅酶乙A醛酸循琥环珀酸 草酰乙酸 丙酮酸
TCA CO2+H2O
糖尿病：脂肪
酮体（乙酰乙酸、
丙酮、-羟丁酸）
在饥饿时也产生与糖尿病类似的情况
在血液中产生酸 中毒或到达肌肉 中提供能源
物质代谢相互联系与调节控制
4. 核酸代谢与糖、脂肪及蛋白质代谢的关
代谢调节作用可在不同水平上进行：低等的单细胞生 物是通过细胞内酶的调节而起作用的；多细胞生物则 有更复杂的激素调节和神经调节。
细胞内酶的调节是最基本的调节方式。酶的调节是从 酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方面对代谢进 行调节的。
物质代谢相互联系与调节控制
操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位，由 启动子（P）、操纵基因（O）和在功能上相关的几个 结构基因组成 。 转录后的调节包括，真核生物mRNA转录后的加工， 转录产物的运输和在细胞中的定位等 。 翻译水平上的调节包括，mRNA本身核苷酸组成和排 列（如SD序列），反义RNA的调节，mRNA的稳定性 等方面 。 酶活性的调节是直接针对酶分子本身的催化活性所进 行的调节，在代谢调节中是最灵敏、最迅速的调节方 式。主要包括酶原激活、酶的共价修饰、反馈调节、 能荷调节及辅因子调节等。
物质代谢相互联系与调节控制
➢ 大肠杆菌乳糖操纵子是第一个被发现的 操纵子（Monod和Jacob，1961）
➢ 大肠杆菌通常利用葡萄糖作为碳源，通 常情况下环境中乳糖极少，降解乳糖的 酶不被合成，其实质是乳糖降解酶基因 不表达。
物质代谢相互联系与调节控制
乳糖操纵子模型
物质代谢相互联系与调节控制
大肠杆菌乳糖酶诱导合成---调节基因产物对转录的调控
生物化学-第十四章物质代谢调节
第五节细胞水平的诱导与阻遏调节机制
一、构成酶与适应酶
根据酶的合成对环境影响的反应不同:
1.构成酶/组成酶 2.适应酶
诱导酶 阻遏酶
二、酶合成的诱导机制---乳糖操纵子
(一）阻遏蛋白的负调控
1. 关闭(无乳糖)
调节基因
操纵
启动子 基因 lacZ lacY lacA
mRNA
蛋白质
Z: -半乳糖苷酶
通过改变生物体细胞代谢物的浓度,也可以改变某些 酶的活性或含量从而影响代谢反应的速度。
具组织特异性和效应特异性
特点：
缓慢而持久 局部性调 节部分代谢
由神经系统控制分泌
三. 细胞水平的调节
通过代谢物的浓度的改变,来调 节某些酶促反应的速度。 又称酶水平的调节
特点：
酶的活性 酶的数量
细胞水平的调节类型：
1.GTF（Genaral Transcription Factor） 通用转录因子
2.TBP(TATAbox binding protein) 是唯一能识别TATA盒并与其结合的转录因子，是三种RNA聚合酶
转录时都需要的；
不同基因由不同的上游启动子元件组成，能与不同的转录因子结合， 这些转录因子通过与基础的转录复合体作用而影响转录的效率。现在已 经发现有许多不同的转录因子，看到的现象是：同一DNA序列可被不同 的蛋白因子所识别；能直接结合DNA序列的蛋白因子是少数，但不同的 蛋白因子间可以相互作用，因而多数转录因子是通过蛋白质－蛋白质间 作用与DNA序列联系并影响转录效率的
蛋白激酶 （有活性）
磷酸化酶激酶 （无活性） ATP
磷酸化酶激酶 ADP （有活性）
磷酸化酶b （无活性) ATP
磷酸化酶a ADP（有活性）
物质代谢的整合与调节
胆汁酸——脂溶性维生素A、D、E和K吸收 视黄醇结合蛋白——结合运输视黄醇 维生素D结合蛋白——结合运输维生素D
（二）肝储存多种维生素
储存维生素A、E、K及B12，富含维生素B1、 B2、B6、泛酸和叶酸。
（三）肝参与多数维生素的转化
❖ 胡萝卜素——维生素A ❖ 维生素PP——NAD+和NADP+ ❖ 泛酸——辅酶A ❖ 维生素B1——焦磷酸硫胺素 ❖ 维生素D3——25-羟维生素D3
五、脂肪组织是储存和释放能量的重要 场所
（一）机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂 肪组织
膳食脂肪：以CM形式运输至脂肪组织储存。 膳食糖：主要运输至肝转化成脂肪，以VLDL形式 运输至脂肪组织储存。部分在脂肪细胞转化为脂肪 储存。
（二）饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂 肪供能
饥饿
脂解激素↑
HSL↑ 脂肪动员↑
❖ 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。
❖ 它们通过共同的中间代谢物，三羧酸循环 和生物氧化等彼此联系、相互转变。
❖ 当一种物质代谢障碍时可引起其它物羟丙酮 丙酮酸
甘油 + FA TG
TAC 乙酰 CoA
胆固醇 酮体
肝 酮体
脂肪酸 甘油
氧化供能
六、肾能进行糖异生和酮体分解
肾髓质无线粒体，主要由糖酵 解供能；肾皮质主要由脂肪酸、酮 体有氧氧化供能。
一般情况下，肾糖异生只有肝 糖异生葡萄糖量的10%。长期饥饿 （5~6周），肾糖异生可达每天40g ，与肝糖异生的量几乎相等。
第五节
物质代谢调节的主要方式
The main way for Regulation of Metabolism
一、心肌优先利用脂肪酸氧化分解供能
（二）肝储存多种维生素
储存维生素A、E、K及B12，富含维生素B1、 B2、B6、泛酸和叶酸。
（三）肝参与多数维生素的转化
❖ 胡萝卜素——维生素A ❖ 维生素PP——NAD+和NADP+ ❖ 泛酸——辅酶A ❖ 维生素B1——焦磷酸硫胺素 ❖ 维生素D3——25-羟维生素D3
五、脂肪组织是储存和释放能量的重要 场所
（一）机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂 肪组织
膳食脂肪：以CM形式运输至脂肪组织储存。 膳食糖：主要运输至肝转化成脂肪，以VLDL形式 运输至脂肪组织储存。部分在脂肪细胞转化为脂肪 储存。
（二）饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂 肪供能
饥饿
脂解激素↑
HSL↑ 脂肪动员↑
❖ 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。
❖ 它们通过共同的中间代谢物，三羧酸循环 和生物氧化等彼此联系、相互转变。
❖ 当一种物质代谢障碍时可引起其它物羟丙酮 丙酮酸
甘油 + FA TG
TAC 乙酰 CoA
胆固醇 酮体
肝 酮体
脂肪酸 甘油
氧化供能
六、肾能进行糖异生和酮体分解
肾髓质无线粒体，主要由糖酵 解供能；肾皮质主要由脂肪酸、酮 体有氧氧化供能。
一般情况下，肾糖异生只有肝 糖异生葡萄糖量的10%。长期饥饿 （5~6周），肾糖异生可达每天40g ，与肝糖异生的量几乎相等。
第五节
物质代谢调节的主要方式
The main way for Regulation of Metabolism
一、心肌优先利用脂肪酸氧化分解供能
物质代谢的相互联系和代谢调节
（无活性） 磷酸化酶激酶（活性）
104
ATP ADP
5
106
Ⅲ 、举例：糖原磷酸化酶的共价修饰调节
去磷酸化
磷酸化
Ⅳ 、特点：
①快速调节(比别构调节慢）；
②酶促、共价修饰；
③被修饰的酶有两种形式，一种为活性形式， 另一种为非活性形式。
④对调节信号有放大效应，调节效率比别构 调节高；
酶级联系统 调控示意图
肾上腺素或 胰高血糖素
1、腺苷酸环化酶
（无活性）
腺苷酸环化酶（活性）
三、脂代谢与蛋白质代谢的相互联系
1、脂肪转化为蛋白质
甘油 脂肪
磷酸二羟丙酮
脂肪酸 乙酰CoA 氨基酸碳架 氨基酸 蛋白质
有限
2、蛋白质转化为脂肪
生酮AA α-酮酸
乙酰乙酸 乙酰辅酶A
蛋白质 生糖AA
丙酮酸
磷酸二羟丙酮
脂肪酸 脂肪
α-磷酸甘油
四、核酸代谢与其他物质代谢的相互关系
1、糖、脂肪、蛋白质为核酸的合成提供原料和能量
Ⅲ、别构调节的一种重要方式 ——前馈和反馈调节
前馈：意思是“输入对输出的影响”。 底物对代谢过程的调节作用。
反馈：意思是“输出对输入的影响”。 代谢产物对代谢过程的调节作用。
前馈和反正馈调控(+)：使代谢过程加快。 负调控(-)：使代谢过程减慢。
其调节机理是通过酶的变构效应来实现的。
+ 或—
前馈 S0 E0 S1 E1 S2
2.糖、脂肪、蛋白质的代谢是相互关联的
（殊途同归——TCA）
3.三者之间的相互转化
一、糖代谢与脂肪代谢的相互联系（转化）
1、糖转化为脂肪
⑴糖
有氧氧化乙酰CoA，NADPH 从头合成 脂肪酸
物质代谢的相互关系和调节控制
第十四章物质代谢的相互关系和调节控制在动态生物化学的学习中，我们分别研究了糖、脂肪、核酸和蛋白质的代谢，但是这样分类是人为的，只是为了便于问题的叙述。
生物体内的代谢过程不是孤立的，各代谢途径之间相互联系、相互制约，构成一个协调统一的整体。
如果这些代谢之间的协调关系受到破坏，便会发生代谢紊乱，甚至引起疾病。
机体在正常的情况下，既不会引起某些代谢产物的不足或过剩，也不会造成某些原料的缺乏或积聚，这主要是由于机体内有一套精确而有效的代谢调节机构来适应外界的变化。
本章介绍生物体内物质代谢之间的相互联系和调节控制。
第一节物质代谢的相互联系在生物体内，各类物质代谢相互联系、相互制约，在一定条件下，各类物质又可相互转化。
现将四类主要物质：糖、脂、蛋白质和核酸代谢之间的联系分别加以讨论。
一、糖代谢和脂肪代谢的联系糖可以转变为脂肪，这一代谢转化过程在植物、动物和微生物中普遍存在。
油料作物种子中脂肪的积累；用含糖多的饲料喂养家禽家畜，可以获得育肥的效果；某些酵母，在含糖的培养基中培养，其合成的脂肪可达干重的40%。
这都是糖转变成脂肪的典型例子。
二、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系蛋白质由氨基酸组成。
某些氨基酸相对应的α—酮酸可来自糖代谢的中间产物。
如由糖分解代谢产生的丙酮酸、草酰乙酸、α—酮戊二酸经转氨作用可分别转变为丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸。
谷氨酸可进一步转变成脯氨酸、羟脯氨酸、组氨酸和精氨酸等其它氨基酸。
三、蛋白质代谢和脂肪代谢的相互联系组成蛋白质的所有氨基酸均可在动物体内转变成脂肪。
生酮氨基酸在代谢中先生成乙酰CoA，然后再生成脂肪酸；生糖氨基酸可直接或间接生成丙酮酸，丙酮酸不但可变成甘油，也可以氧化脱羧生成乙酰CoA后生成脂肪酸，进一步合成脂肪。
脂肪水解成甘油和脂肪酸以后，变成丙酮酸和其它一些α—酮酸，所以它和糖一样，可以转变成各种非必需氨基酸。
脂肪酸经β—氧化作用生成乙酰CoA，乙酰CoA经三羧酸循环与草酰乙酸生成α—酮戊二酸，α—酮戊二酸转变成谷氨酸后再转变成其它氨基酸。
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丙二单酰CoA 丙二单酰
乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰
乙酰CoA 乙酰
胆固醇
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸 琥珀酸 琥珀酰CoA 琥珀酰 α-酮戊二酸 酮戊二酸 异柠檬酸 10 乙醛酸 柠檬酸
谷氨酸 谷氨酰氨 组氨酸 脯氨酸 College of Chemistry 精氨酸
and Life Science, Neijiang Normal University
草酰乙酸 草酰乙酸
氨基酸
α—酮戊二酸 酮戊二酸 α—酮戊二酸 酮戊二酸
乙醛酸循环 蛋白质 生酮氨基酸 生糖氨基酸 乙酰乙酸 丙酮酸
苹果酸 琥珀酸 脂肪酸 甘油 乙酰辅酶A 乙酰辅酶A
氨基酸
脂肪
丙二酸单酰
7
பைடு நூலகம்
辅酶A 辅酶A College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University
College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University
2
糖代谢与脂类代谢的相互关系
有氧氧化
乙酰CoA，NADPH ， 乙酰 磷酸二羟丙酮
从头合成
脂肪酸 脂肪
糖
酵解
α-磷酸甘油 磷酸甘油 糖代谢
糖异生
甘油 脂肪 脂肪酸
磷酸二羟丙酮
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8
核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的相互联系 核酸与糖、脂类、
核酸是细胞内重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成， 核酸是细胞内重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成， 影响细胞的成分和代谢类型。 影响细胞的成分和代谢类型。 核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加， 核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加， 而且需要酶和多种蛋白质因子。 而且需要酶和多种蛋白质因子。 各类物质代谢都离不开具高能磷酸键的各种核苷酸， 各类物质代谢都离不开具高能磷酸键的各种核苷酸， 是能量的“ 参与多糖的合成， 如ATP是能量的“通货”，此外 是能量的 通货” 此外UTP参与多糖的合成， 参与多糖的合成 CTP参与磷脂合成 GTP参与蛋白质合成与糖异生作用。 参与磷脂合成, 参与蛋白质合成与糖异生作用。 参与磷脂合成 参与蛋白质合成与糖异生作用 核苷酸的一些衍生物具重要生理功能(如 核苷酸的一些衍生物具重要生理功能 如CoA, NAD+， NADP+，cAMP，cGMP）。 ， ）。
生糖氨基酸
甘氨酸 天冬氨酸 谷氨酰氨 丙氨酸 甘氨酸 丝氨酰 苏氨酸 半胱氨酸 天冬氨酸 天冬酰氨 酪氨酸 天冬氨酸 苯丙酰氨 异亮氨酸 甲硫酰氨 苏氨酸 缬氨酸
核糖-5-磷酸 核糖 磷酸 磷酸二羟丙酮 PEP 甘油
脂肪酸
生酮氨基酸
亮氨酸 赖氨酸 酪酰氨 色氨酸 笨丙氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸
丙酮酸
19
氨基酸合成的反馈调控
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6
（三）脂类代谢与蛋白质代谢的相互关系
脂类分解过程中产生较多的能量， 脂类分解过程中产生较多的能量，可作为体内贮藏能量的 物质。脂类与蛋白质之间可以相互转化： 物质。脂类与蛋白质之间可以相互转化： 脂类分子中的甘油→ 脂类分子中的甘油→ 丙酮酸 脂肪酸
β—氧化 氧化 乙酰辅酶A 乙酰辅酶A TCA循环 TCA循环
1，6-二磷酸果糖 ， 二磷酸果糖 磷酸二羟丙酮
β 氧 化
合 成
磷酸烯醇丙酮酸
乙酰 CoA 植物或微 生物
三羧酸 循环
草酰乙酸
苹果酸
乙醛酸 循环
延胡索酸
琥珀酸
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（二）糖代谢与蛋白质代谢的相互关系
生物系统中的能流
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二、代 谢 调 节
代谢调节的概念 生命是靠代谢的正常运转维持的。 生命是靠代谢的正常运转维持的。 生命有限的空间内同时有那麽多复杂的代谢途径在 运转，必须有灵巧而严密的调节机制， 运转，必须有灵巧而严密的调节机制，才能使代谢 适应外界环境的变化与生物自身生长发育的需要。 适应外界环境的变化与生物自身生长发育的需要。 调节失灵便会导致代谢障碍， 调节失灵便会导致代谢障碍，出现病态甚至危及生 命。 在漫长的生物进化历程中，机体的结构、 在漫长的生物进化历程中，机体的结构、代谢和生 理功能越来越复杂，代谢调节机制也随之更为复杂。 理功能越来越复杂，代谢调节机制也随之更为复杂。
生物氧化的三个阶段
脂肪 多糖 蛋白质 大分子降解成 基本结构单位 脂肪酸、 脂肪酸、甘油 葡萄糖、 葡萄糖、 其它单糖 氨基酸
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（ 中间产物（如 丙酮酸、 丙酮酸、乙酰 CoA等） 等
NADPH 乙酰CoA 乙酰
共同中间物进 入三羧酸循环, 入三羧酸循环 +Pi 氧化脱下的氢 磷酸化 由电子传递链 三羧酸 e传递生成H 传递生成 2O 电子传递 循环 ，释放出大量 氧化） （氧化） 能量， 能量，其中一 部分通过磷酸 化储存在ATP 化储存在 中。 11 College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University
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（一）酶水平的调节
许多关键酶都是调节酶如别构酶、共价修饰酶、 许多关键酶都是调节酶如别构酶、共价修饰酶、 同工酶、多功能酶等。 同工酶、多功能酶等。酶的调节主要是通过控 制关键酶的活性和酶浓度（酶的合成）来调节。 制关键酶的活性和酶浓度（酶的合成）来调节。 酶活性调节是快速调节，在几分钟到几十分钟 酶活性调节是快速调节， 快速调节 内完成。 内完成。 酶浓度的调节要牵涉到基因、 酶浓度的调节要牵涉到基因、mRNA、蛋白质 、 的生物合成，所以这种调节是一种慢调节， 的生物合成，所以这种调节是一种慢调节，在 慢调节 几小时或几天内才能完成。 几小时或几天内才能完成。
糖可以转变为非必需氨基酸：糖分解产生丙酮酸， 糖可以转变为非必需氨基酸：糖分解产生丙酮酸，丙 酮酸经TCA循环产生α—酮戊二酸和草酰乙酸，它们均 循环产生α 酮戊二酸和草酰乙酸 酮戊二酸和草酰乙酸， 酮酸经 循环产生 可经加氨基或氨基移换作用形成相应的氨基酸。 可经加氨基或氨基移换作用形成相应的氨基酸。 蛋白质可以转变为糖：蛋白质分解产生的氨基酸， 蛋白质可以转变为糖：蛋白质分解产生的氨基酸，在 体内可以转变为糖。如：多数氨基酸在脱氨后转变为 体内可以转变为糖。 丙酮酸，经糖原异生作用可生成糖， 丙酮酸，经糖原异生作用可生成糖，这类氨基酸称为 生糖氨基酸。 生糖氨基酸。 糖分解过程中产生的能量可供氨基酸和蛋白质的合成 之用。 之用。
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一、物质代谢的相互联系
（一）糖代谢与脂类代谢的相互关系 糖可以在生物体内变成脂肪。 糖可以在生物体内变成脂肪。 脂肪不能大量转变为糖，除了油料作物种子。 脂肪不能大量转变为糖，除了油料作物种子。
第十四 章物质代谢的 相互联系和调节控制
教学目的与要求： 教学目的与要求： 1、掌握代谢调节的特点及重要性，限速步骤上酶调控作 、掌握 用的关键性及机理。 2、熟悉代谢研究方法、细胞内酶的分布区域化对代谢的 、熟悉 调节。 3、了解神经系统对代谢的调节及物质代谢的整体调节、 、了解 反义核酸的调节。 教学安排： 课时 教学安排：6课时
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糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
糖 →→ α-酮酸 酮酸
NH3
氨基酸
蛋白质
蛋白质
氨基酸
（生糖氨基酸） 生糖氨基酸）
α-酮酸 酮酸
糖
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（四）核酸与其他物质代谢的相互关系
核酸及其衍生物和多种物质代谢有关。 核酸及其衍生物和多种物质代谢有关。但脂类 代谢除供应CO2外，和核酸代谢并无明显的关 代谢除供应 外 系。 蛋白质代谢为嘌呤和嘧啶的合成提供许多原料； 蛋白质代谢为嘌呤和嘧啶的合成提供许多原料； 糖类产生二羧基氨基酸的酮酸前身， 糖类产生二羧基氨基酸的酮酸前身，又是戊糖 的来源。 的来源。 许多核苷酸在代谢中起着重要的作用。 许多核苷酸在代谢中起着重要的作用。核酸是 细胞内的重要遗传物质， 细胞内的重要遗传物质，可通过控制蛋白质的 合成影响细胞的组成成分和代谢类型。 合成影响细胞的组成成分和代谢类型。
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蛋白质
氨基酸
核酸
核苷酸
淀粉、 淀粉、糖原
1-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖
脂肪
糖 类 脂 类 氨 基 酸 和 核 苷 酸 之 间 的 代 谢 联 系
β-氧化 乙醛酸循环 (植物) 植物) TCA
乙酰CoA 乙酰
琥珀酸
糖
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