精选-生物化学PPT-物质代谢调节
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生物化学代谢部分课件-物质代谢的调节及代谢网络3
• 合成高分子与生物大分子之间的相互作用； • 有机小分子与生物大分子之间的相互作用，如辅酶
与酶之间的相互作用；
• 有机分子与酶或蛋白质受体之间的相互作用； • 底物与酶分子之间的识别以及相互作用； • 无机金属离子与生物大分子之间的相互作用，如金
属离子与酶或蛋白质之间的络合及与生物小分子 （辅酶、ATP等）之间的络合作用。
激素可改变酶的催化活性或含量，也可改变 细胞内代谢物的浓度，从而影响代谢反应的速 度--激素水平的调节。高等动物不仅有完整的 内分泌系统，还有功能复杂的神经系统。在中 枢神经的控制下，或者通过神经递质对效应器 直接发生影响，或通过改变某些激素的分泌来 调节某些细胞的功能状态，并通过各种激素的 互相协调对整体代谢进行综合调节--整体水平 的调节。
A.
B.
疫
蛋泛 白素
泛 素
内 源
酶化 蛋 性
体的 白 抗
降内 解源 成性 肽抗
酶 体 降 解
原 在 胞
段原 途 内
被径的 28 降
S
免解
酶原的激活
• 有些酶在生物体内合成出来的是它的无活性前 体--酶原。一定的条件下，这些酶原水解去除 一部分肽链，使酶的构象发生变化，形成有活 性的酶分子—酶原激活。酶原从无活性状态转 变成有活性状态的过程是不可逆的。属于这种 类型的酶有消化系统的酶（如胰蛋白酶、胰凝 乳蛋白酶和胃蛋白酶等）以及凝血酶等。
（1）被修饰的酶可以有两种互变形式，一种为 活性形式（具有催化活性），另一种为非活性 形式（无催化活性）。正反两个方向的互变均 发生共价修饰反应，且都将引起酶活性的变化。
（2）共价修饰调节作用可以产生酶的连续激活 现象，具有信号放大效应。例如肾上腺素引起 糖原分解过程中的一系列磷酸化激活步骤，其 结果将激素的信号逐级放大了约300万倍。
与酶之间的相互作用；
• 有机分子与酶或蛋白质受体之间的相互作用； • 底物与酶分子之间的识别以及相互作用； • 无机金属离子与生物大分子之间的相互作用，如金
属离子与酶或蛋白质之间的络合及与生物小分子 （辅酶、ATP等）之间的络合作用。
激素可改变酶的催化活性或含量，也可改变 细胞内代谢物的浓度，从而影响代谢反应的速 度--激素水平的调节。高等动物不仅有完整的 内分泌系统，还有功能复杂的神经系统。在中 枢神经的控制下，或者通过神经递质对效应器 直接发生影响，或通过改变某些激素的分泌来 调节某些细胞的功能状态，并通过各种激素的 互相协调对整体代谢进行综合调节--整体水平 的调节。
A.
B.
疫
蛋泛 白素
泛 素
内 源
酶化 蛋 性
体的 白 抗
降内 解源 成性 肽抗
酶 体 降 解
原 在 胞
段原 途 内
被径的 28 降
S
免解
酶原的激活
• 有些酶在生物体内合成出来的是它的无活性前 体--酶原。一定的条件下，这些酶原水解去除 一部分肽链，使酶的构象发生变化，形成有活 性的酶分子—酶原激活。酶原从无活性状态转 变成有活性状态的过程是不可逆的。属于这种 类型的酶有消化系统的酶（如胰蛋白酶、胰凝 乳蛋白酶和胃蛋白酶等）以及凝血酶等。
（1）被修饰的酶可以有两种互变形式，一种为 活性形式（具有催化活性），另一种为非活性 形式（无催化活性）。正反两个方向的互变均 发生共价修饰反应，且都将引起酶活性的变化。
（2）共价修饰调节作用可以产生酶的连续激活 现象，具有信号放大效应。例如肾上腺素引起 糖原分解过程中的一系列磷酸化激活步骤，其 结果将激素的信号逐级放大了约300万倍。
生化—物质代谢调节
ATP
鸟氨酸 循环
排出
尿素
脂肪酸 酮体
甘油二酯 CDP-胆胺 CDP-胆碱
核苷酸
磷脂 核酸
一、糖类与脂质的互变
1. 摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉）
葡
萄
合成脂肪
糖
乙酰CoA
（脂肪组织）
2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖
甘油激酶 甘油
磷酸-甘油
葡 萄
肝、肾、肠
糖
脂
肪
脂酸
乙酰CoA
分类
调节机制：
改变细胞膜通透性 影响酶的活性
影响酶蛋白的合成
激素分子
蛋白质和肽类激素 类固醇激素
内分泌细胞
血液
靶细胞
三、整体水平的调节
直接作用 通过中枢-交感神经、中枢-迷走神经的直接支
配调节激素分泌；通过大脑神经皮层的兴奋或抑制调 节激素分泌。 间接作用
中枢神经系统通过垂体前叶激素的作用间接 控制内分泌腺的活动。
其他α-酮酸
植物、微生物可通过乙醛酸循环途径，将乙酰CoA转化为 琥珀酸，后者转化成草酰乙酸，从而促进氨基酸的合成。
四、核苷酸与氨基酸、糖类、脂质代谢的关系
1. 氨基酸是体内合成核酸的重要原料
天冬氨酸 甲酸
甘氨酸
甲酸
氨甲酰磷酸
谷氨酰胺 （酰胺N）
2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
天冬 氨酸
3. 核苷酸在糖、脂肪、蛋白质的合成中起重要作用
⑷尿苷酰化/去尿苷酰化 共 价 ⑸甲基化/去甲基化 修 饰 ⑹氧化（S-S）/还原（2SH）
——
别构调节与共价修饰调节的异同点
3 化 学 修 饰
共 价 修 饰
生物化学-第十一章-物质代谢调节控制
一、酶活性的调节
A
B
E1
C E2
D E3
催化反应速度最慢的酶：关键酶或限速酶
酶结构调节 酶数量调节 （快速调节） （迟缓调节）
1、变构调节
活性中心
代谢物
非共价键
E
别位
变构酶 E 酶结构发生改变
变构效应剂
变构激活剂 变构抑制剂
酶活性↑ 酶活性↓
变构调节的生理意义
① 代谢终产物反馈抑制 (feedback inhibition) 反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多 。
呼吸链 蛋白质合成 尿素合成 三羧酸循环 氧化磷酸化 血红素合成 蛋白质降解 核酸合成
分布区域 线粒体 核糖体 胞浆、线粒体 线粒体 线粒体 胞浆、线粒体 溶酶体、蛋白酶体 细胞核
• 多酶体系的隔离分布：使物质代谢互不干扰
酶活性的调节方式： 1、快速调节，也叫酶活性调节。
2、迟缓调节，也叫酶含量调节。
• 受体分类
按受体在细胞的部位不同，分为：
Ι 膜受体 Ⅱ 细胞内受体
细胞膜受体和细胞内受体
细胞膜受体的类型 1. 离子通道偶联受体 2. G蛋白偶联受体 3. 酶偶联受体
离子通道偶联受体
G蛋白偶联受体
G蛋白
全称：鸟苷酸结合蛋白 特点： ① 由a、b、g亚基组成的异聚体； ②具有GTP酶(GTPase)的活性，能结合GTP或GDP； ③ 其本身的构象改变可活化效应蛋白。
乙酰CoA
乙酰CoA羧化酶
丙二酰CoA
长链脂酰CoA
②变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。
+ 糖原合酶
G-6-P –
糖原磷酸化酶
促进糖的储存
抑制糖的氧化
2、共价修饰
生物化学物质代谢的联系与调节ppt课件
第十章
物质代谢的联系与调节
概述
（一）物质代谢调节的概念
正常情况下，为适应内外环境的不断变化，机体 能够及时调节物质代谢的强度、速率和方向，以 维持机体内环境的稳定及代谢的顺利进行，在整 体上保持动态平衡。机体 对物质代谢的精细调 节过程称做代谢调节。
（二）代谢途 径
代谢途径是指生物 体内物质在代谢过 程中，由许多酶促 反应组成的、有秩 序的、依次连接的、 连续的化学反应。
某些代谢途径的变构酶及其变构效应剂
代谢途径 变构酶
变构激活剂
变构抑制剂
糖酵解
己糖激酶
AMP、ADP、FDP、Pi G-6-P
三羧酸循环
磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 柠檬酸合酶
FDP FDP AMP
柠檬酸 ATP、乙酰CoA ATP、长链脂酰CoA
糖异生
糖原分解 糖原合成 脂酸合成 胆固醇合成 氨基酸代谢
线粒体
胆固醇合成 细胞液和内质网
磷酸戊糖途径 细胞液
尿素合成 细胞液和线粒体
糖异生
细胞液
蛋白质合成 细胞液和内质网
糖原合成与分解 细胞液
DNA合成 细胞核
氧化磷酸化
线粒体
mRNA合成 细胞核
磷脂合成
内质网
tRNA合成 核质
脂肪酸合成
细胞液
rRNA合成 核仁
脂肪动员
细胞液
血红素合成 细胞液和线粒体
脂酸β氧化
草酰乙酸
丙酮酸
丙酮酸羧化酶
3. 级联调节
肾上腺素 肾上腺素受体
肾上腺素—肾上腺素受体
G蛋白（无活性） G蛋白（有活性）
腺苷酸环化酶 腺苷酸环化酶
（无活性）
（有活性）
ATP
物质代谢的联系与调节
概述
（一）物质代谢调节的概念
正常情况下，为适应内外环境的不断变化，机体 能够及时调节物质代谢的强度、速率和方向，以 维持机体内环境的稳定及代谢的顺利进行，在整 体上保持动态平衡。机体 对物质代谢的精细调 节过程称做代谢调节。
（二）代谢途 径
代谢途径是指生物 体内物质在代谢过 程中，由许多酶促 反应组成的、有秩 序的、依次连接的、 连续的化学反应。
某些代谢途径的变构酶及其变构效应剂
代谢途径 变构酶
变构激活剂
变构抑制剂
糖酵解
己糖激酶
AMP、ADP、FDP、Pi G-6-P
三羧酸循环
磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 柠檬酸合酶
FDP FDP AMP
柠檬酸 ATP、乙酰CoA ATP、长链脂酰CoA
糖异生
糖原分解 糖原合成 脂酸合成 胆固醇合成 氨基酸代谢
线粒体
胆固醇合成 细胞液和内质网
磷酸戊糖途径 细胞液
尿素合成 细胞液和线粒体
糖异生
细胞液
蛋白质合成 细胞液和内质网
糖原合成与分解 细胞液
DNA合成 细胞核
氧化磷酸化
线粒体
mRNA合成 细胞核
磷脂合成
内质网
tRNA合成 核质
脂肪酸合成
细胞液
rRNA合成 核仁
脂肪动员
细胞液
血红素合成 细胞液和线粒体
脂酸β氧化
草酰乙酸
丙酮酸
丙酮酸羧化酶
3. 级联调节
肾上腺素 肾上腺素受体
肾上腺素—肾上腺素受体
G蛋白（无活性） G蛋白（有活性）
腺苷酸环化酶 腺苷酸环化酶
（无活性）
（有活性）
ATP
生物化学 代谢调节 PPT课件
例如
脂肪分解增强
ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
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）
目录
• 饥饿时 1~2天
肝糖原分解 ，肌糖原分解 肝糖异生，蛋白质分解
3~4周
以脂酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低
目录
二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系
（一）糖代谢与脂代谢的相互联系 1. 摄入的糖量超过能量消耗时
1. 化学修饰的概念
酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发 生可逆的共价修饰(covalent modification)， 从而引起酶活性改变，这种调节称为酶的化 学修饰。
目录
2. 化学修饰的主要方式
磷酸化 - - - 去磷酸 乙酰化 - - - 脱乙酰 甲基化 - - - 去甲基 腺苷化 - - - 脱腺苷 SH 与 – S — S – 互变
分布 内质网、胞液
溶酶体 线粒体、胞液 线粒体、胞液
• 酶的隔离分布的意义 —— 避免了各种代谢途径互相干扰。
目录
• 代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及 方向由其中的关键酶决定 。
•关键酶催化的反应具有以下特点：
① 速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度， 故又称其为限速酶(limiting velocity enzymes)。
目录
一、在能量代谢上的相互联系
● 三大营养素可在体内氧化供能。
三大营养素 糖 脂肪
蛋白质
共同中 间产物
乙酰CoA
共同最终 代谢通路
2H
TAC
CO2
ATP
目录
● 从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代 替，并互相制约。
● 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约 蛋白质的消耗。
大学生物化学课件物质代谢的联系和调节
肝内脂酸β-氧化极为活跃 肝是酮体生成的主要器官。 （3）肝是合成脂蛋白的主要场所 合成VLDL， 脂肪肝 （肝、小肠和脂肪组织是TG合成的主要场所） （4）肝是胆固醇代谢的主要器官， 胆固醇的生成，转变为胆汁酸 (p164, 166) （5）肝是血浆磷脂的主要来源
（3）肝在蛋白质代谢中的作用
1. 合成多种血浆蛋白质
（四）共同代谢池
体外摄入的营养物或体内各组织细胞的代谢物， 只要是同一化学结构的物质，在进行中间代谢 时，不分彼此，参加到共同的代谢池中参与代 谢，机会均等。 葡萄糖、 氨基酸
（五）ATP是机体能量利用的共同形式 （六） NADPH是合成代谢所需还原当量
第二节 物质代谢的相互联系
一、在能量代谢上的相互联系
全部清蛋白、凝血酶原、纤维蛋白原、Apo A、B、C、 E，部分a1, a2, β球蛋白。
2. AA合成与分解的主要器官。
3. 生成尿素的器官。 肝昏迷氨中毒
（4）肝参与多种维生素和辅酶的代谢 (略)
1. 肝在脂溶性维生素吸收和血液运输中的作用 胆汁酸参与维生素A，D，E，K的吸收。 血液中的运输：视黄醇结合蛋白 维生素D结合蛋白
（二）糖代谢与AA代谢的联系
1. 糖
NEAA (12种)
2. AA 糖 （18种，糖异生，除Leu, Lys）
必需AA 生糖AA 生酮AA 生糖兼生酮AA
（三）脂类代谢与AA代谢的相互联系
1. AA CH3CO-ScoA
FA、胆固醇
2. AA 是合成PL的原料 丝AA、乙醇胺、甲硫AA、胆碱(p160) 肉碱（β-氧化，p156）
饥饿：脂肪动员，脂肪组织分解TG为甘油和FA，释放入血。
6 . 肾：
糖异生、糖酵解、酮体生成 肾髓质，无线粒体，只能酵解供能 肾皮质，主要利用FA、酮体供能
（3）肝在蛋白质代谢中的作用
1. 合成多种血浆蛋白质
（四）共同代谢池
体外摄入的营养物或体内各组织细胞的代谢物， 只要是同一化学结构的物质，在进行中间代谢 时，不分彼此，参加到共同的代谢池中参与代 谢，机会均等。 葡萄糖、 氨基酸
（五）ATP是机体能量利用的共同形式 （六） NADPH是合成代谢所需还原当量
第二节 物质代谢的相互联系
一、在能量代谢上的相互联系
全部清蛋白、凝血酶原、纤维蛋白原、Apo A、B、C、 E，部分a1, a2, β球蛋白。
2. AA合成与分解的主要器官。
3. 生成尿素的器官。 肝昏迷氨中毒
（4）肝参与多种维生素和辅酶的代谢 (略)
1. 肝在脂溶性维生素吸收和血液运输中的作用 胆汁酸参与维生素A，D，E，K的吸收。 血液中的运输：视黄醇结合蛋白 维生素D结合蛋白
（二）糖代谢与AA代谢的联系
1. 糖
NEAA (12种)
2. AA 糖 （18种，糖异生，除Leu, Lys）
必需AA 生糖AA 生酮AA 生糖兼生酮AA
（三）脂类代谢与AA代谢的相互联系
1. AA CH3CO-ScoA
FA、胆固醇
2. AA 是合成PL的原料 丝AA、乙醇胺、甲硫AA、胆碱(p160) 肉碱（β-氧化，p156）
饥饿：脂肪动员，脂肪组织分解TG为甘油和FA，释放入血。
6 . 肾：
糖异生、糖酵解、酮体生成 肾髓质，无线粒体，只能酵解供能 肾皮质，主要利用FA、酮体供能
[课件]生物化学(2)代谢调节APPT
P O
P O
O H O H
4Pi
O P
O P
4 H 2O
3、酶原的激活
有些酶在生物体内首先合成出来的是它的无 活性前体，称为酶原。这些酶原在一定的条 件下，水解去除一部分肽链，使酶的构象发 生变化，形成有活性的酶分子。酶原从无活 性状态转变成有活性状态的过程是不可逆的。 属于这种类型的酶有消化系统的酶（如胰蛋 白酶、胰凝乳蛋白酶和胃蛋白酶等）以及凝 血酶等。 例如，胰蛋白酶原分子中某一个肽键被特殊 的水解酶催化水解后，即转变成活性的胰蛋 白酶。
糖原磷酸化酶
磷酸化酶 b 。该酶本身无活性 , 当磷 酸化酶 b 活性中心的丝氨酸残基被 磷酸化后，即形成高活性磷酸化酶 a。 由磷酸化酶 b 转化为活化形式 a 的 反应 , 被磷酸化酶激酶所催化 , 而磷 酸化酶 a 去活化（去磷酸化）则由 另一种磷酸酶所催化。
4ATP
4AD P
O H O H
（一）细胞膜结构的调控作用 细胞内发生的各种代谢反应及生理变 化之所以能够有条不紊地进行，首先 是由于细胞本身具有的特殊膜结构。 如果细胞的完整性受到破坏，细胞水 平的调控功能将丧失。 酶在细胞内有集中存在与隔离分布的 特点。
（二）酶活性的调控 酶除了具有催化功能外，还具有调 节和控制各类生物化学反应速度、 方向和途径的功能。 酶水平的调节作用主要有两种方式： 一是通过激活或抑制酶的活性；二 是通过影响酶的合成或降解速度， 即改变细胞内酶的含量。这种酶水 平的调节作用是生物调控最重要的 形式。活性中心（结合部位和 催化部位）外，还存在一个特殊的调控部位， 即变构中心。 变构中心虽然不是酶活性中心的组成部分， 但它可以与某些化合物（称为变构剂）发生 非共价结合，引起酶分子构象的改变，对酶 起到激活或抑制的作用。这类酶通常称为变 构酶，由于变构剂与变构中心的结合而引起 酶活性改变的现象则称为变构调节作用。
生物化学第09章物质代谢的联系与调节
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。
例如： 肝在糖代谢中的作用
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
——肝在维持血糖稳定中起重要作用。
29
二、心可利用多种能源物质， 以有氧氧化为主
酮体 乳酸 游离脂酸 葡萄糖 正常优先以脂酸为燃料产生ATP。能量可依次 以消耗自由脂酸、葡萄糖、酮体等能源物质提供。 30
VLDL，CM 脂酸，葡萄糖， 酮体 脂酸，葡萄糖， 乳酸，甘油
葡萄糖
骨骼 肌
肾 红细 胞
脂蛋白脂酶，呼吸链 丰富 甘油激酶，磷酸烯醇 式丙酮酸羧激酶
无线粒体
收缩 排泄尿 液 运输氧
有氧氧化，糖酵解 糖异生，糖酵解，酮体 生成 糖酵解
乳酸，CO2， H2O
葡萄糖 乳酸
28
目录
一、肝是人体最重要的物质代谢 中心和枢纽
三、脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大
• 耗能大，耗氧多。
• 不能储存糖原、有意义的脂肪、蛋白质 • 葡萄糖为主要能源，每天消耗约100g。 • 长期饥饿时，葡萄糖供应不足时，脑虽不能直接利 用脂酸，但可间接利用脂肪代谢中间物酮体供能。
31
四、肌肉主要氧化脂肪酸，强烈 运动产生大量乳酸
• 合成、储存肌糖原； • 通常以脂酸氧化为主要供能方式； 剧烈运动时，以糖酵解为主。 • 缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，使肌糖原不 能直接分解成葡萄糖
• 体内物质代谢释放的能量均储存于ATP高能磷酸键 • 以ATP形式为生命活动直接供应能量
营养物 分解
释放 能量
ADP+Pi
直 接 供 能
10
目录
ATP
六、NADPH提供合成代谢所需的 还原当量，供氢体
例如： 肝在糖代谢中的作用
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
——肝在维持血糖稳定中起重要作用。
29
二、心可利用多种能源物质， 以有氧氧化为主
酮体 乳酸 游离脂酸 葡萄糖 正常优先以脂酸为燃料产生ATP。能量可依次 以消耗自由脂酸、葡萄糖、酮体等能源物质提供。 30
VLDL，CM 脂酸，葡萄糖， 酮体 脂酸，葡萄糖， 乳酸，甘油
葡萄糖
骨骼 肌
肾 红细 胞
脂蛋白脂酶，呼吸链 丰富 甘油激酶，磷酸烯醇 式丙酮酸羧激酶
无线粒体
收缩 排泄尿 液 运输氧
有氧氧化，糖酵解 糖异生，糖酵解，酮体 生成 糖酵解
乳酸，CO2， H2O
葡萄糖 乳酸
28
目录
一、肝是人体最重要的物质代谢 中心和枢纽
三、脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大
• 耗能大，耗氧多。
• 不能储存糖原、有意义的脂肪、蛋白质 • 葡萄糖为主要能源，每天消耗约100g。 • 长期饥饿时，葡萄糖供应不足时，脑虽不能直接利 用脂酸，但可间接利用脂肪代谢中间物酮体供能。
31
四、肌肉主要氧化脂肪酸，强烈 运动产生大量乳酸
• 合成、储存肌糖原； • 通常以脂酸氧化为主要供能方式； 剧烈运动时，以糖酵解为主。 • 缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，使肌糖原不 能直接分解成葡萄糖
• 体内物质代谢释放的能量均储存于ATP高能磷酸键 • 以ATP形式为生命活动直接供应能量
营养物 分解
释放 能量
ADP+Pi
直 接 供 能
10
目录
ATP
六、NADPH提供合成代谢所需的 还原当量，供氢体
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酮体 乳酸
游离脂酸
葡萄糖
二、脑耗氧量大并以葡萄糖为供能物质
脑是机体耗能大的主要器官， 耗O2量占全身耗O2的 20%25%。
正常时几乎以葡萄糖为唯一 供能物质。血糖供应不足时，
主要利用由肝生成的酮体作为 能源。
三、肌肉通常以氧化脂酸为主且在 剧烈运动时产生乳酸
肌肉组织通常以氧化脂酸为主，在剧烈 运动时则以糖的无氧酵解产生乳酸为主。
6.还原当量 NADPH
第二节
物质代谢的相互联系
Interrelationships among Metabolic Pathways of Carbohydrates, Lipids,
共同中间代谢物：乙酰辅酶A 共同最后分解途径：三羧酸循环 共同能量形式：ATP
由于肌肉缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，因此肌 糖原不能直接分解成葡萄糖提供血糖。
四、红细胞代谢以糖酵解为主
红细胞能量主要来自葡萄糖的无氧酵解，磷酸戊 糖途径比较旺盛。
由于红细胞没有线粒体，因此不能进行有氧氧化。
五、脂肪组织是合成及储存脂肪的 重要组织
脂肪组织是合成及储存脂肪的重要组织。 脂肪细胞还含有动员脂肪的激素敏感甘油三酯脂
;氧化磷细酸胞化的某一区域 。
细胞核:
DNA、RNA合成
内质网: 蛋白质、磷脂、 胆固醇合成
细胞液:糖酵 解;磷戊糖途 径;糖原合成 ;脂肪酸合成 ;核苷酸合成
＊ 酶隔离分布的意义：
可以避免各种代谢途径间的相互干扰
糖不充足 FA
G 脂酰CoA
FA合成酶系
乙酰CoA
无意义循环 β有-[O氧] 氧化 ATP
即受变构调节 一种酶可同时
又受化学修饰调节
化学修饰：（应激时） 激素（+） 酶促化学修饰 （迅速，适应应激需要）
（五）酶量的调节（慢调节）
合成（主要）
降解（次要）
诱导
阻遏
溶酶体
蛋白酶体
底物 激素 药物
产物 (多) 酶
蛋白 水解酶
降解
识别待降解蛋白
泛素- Pr (泛素化） 蛋白 酶体
降解
细胞水平的调节
第一节
物质代谢的特点
Characteristics of Metabolism
物质代谢的特点
1.整体性
体内各种物质代谢
2.调节性 3.特色性 4.代谢池
均受控于机体的精细调节， 各组织、器官 代谢的强度、速度、方向 结构不同， 不断的适应内外环境的变化。 酶系的种类、含量不同,
5.能量形式 ATP ------代谢途径及功能各不相同。
（1）吸收：胆汁酸------脂溶性维生素 （2）贮存：维生素A、E、K、B12 （3）转化： 辅酶合成
维生素A原 维生素A 维生素D3 25-OH-D3
水溶性维生素→辅酶的组成成分
胆道阻塞： Vk
出血倾向
肝功能受损:肝性佝偻病
五、肝在激素代谢中的作 用
• 激素的灭活 (inactivation of hormone)
一、遗传因素
流行病学调查已表明肥胖症具有家族遗传倾向。1994年Zhang等 克隆出小鼠和人的肥胖基因（ob基因），基因表达产物称为瘦素。 瘦素是由脂肪组织分泌的蛋白质类激素,通过与其受体结合而发挥其 生理作用。
①代谢物产生不致过多
(－)
乙酰CoA
乙酰CoA羧化酶
（长链脂酰CoA）
脂酰CoA
（＋）
②能量有效利用
磷酸果糖激酶
ATP (－) 糖分解酶类 丙酮酸激酶
③代谢途径互相协调
柠檬酸合酶
(－)
6-磷酸果糖激酶-1
G
柠檬酸
（四）酶促化学修饰调节
酶蛋白肽链上某些残基在其它酶的催化下发生可 逆的共价修饰，从而引起酶活性改变，这种调节 称为酶的化学修饰调节 。
2.氨基酸分解代谢： 转氨基、脱氨基、转甲基、脱羧基 （1）支链氨基酸/芳香族氨基酸比值：
支：肝外代谢 芳：肝内代谢 肝功能受损：血中 支/芳
（2）肝细胞内转氨酶含量高：
急性肝炎：ALT
（3）解除氨毒：
氨 尿素 肾排
肝功能受损：血氨 支/芳
肝 性
胺类（假神经递质）
脑
病
四、肝在维生素代谢中的作用
ADP
己糖激酶 ATP
果糖双磷酸酶-1 Pi
1,6-双磷酸果糖 6-磷酸果糖
ADP 6-磷酸果糖激酶-1 ATP
ADP+Pi
GTP
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸羧化酶 CO2+ATP
草酰乙酸
羧激酶 GDP+Pi
丙酮酸
PEP +CO2
ADP 丙酮酸激酶 ATP
代谢调节
------内环境相对恒定，动态平衡
底物 各代谢途径
脂
碱 基
氨基酸
蛋白质 乙 AA 酰
糖原 G
脂肪 甘油 脂脂肪肪酸酸
CoA
的 来
乙酰CoA
源
和
去
路
生物转化
TAC
（第十一章）
胆固醇 酮体
第三节
肝在物质代谢中的作用
Function of Liver in Material Metabolism
肝脏的结构、化学组成特点
肝动脉 （O2）
门静脉 （养分）
双重血液供应
尿 肝体 静循 肾 脉环
胆 道肠粪 系 统
肝脏的功能
是体内最重要的代谢器官
物质代谢 分泌、排泄 生物转化
有机体的“物质代谢枢纽”、“综合性化工 厂”
一.肝在糖代谢中的作用
糖原合成
维持血糖浓度的恒定
糖原分解
糖异生
肝功能受损：饥饿时易发生低血糖。
二、肝在脂类代谢中的作用
1.消化、吸收 :胆固醇 胆汁酸 肝功能受损：“脂肪泻”
激素水平的代谢调节
组织特异性和效应特异性 ∵特异性激素受体
蛋白质类、肽类、儿茶酚胺类
难以越过脂质双层----与膜受体结合
（一）膜受体激素
通过第二信使发挥作用
膜受体
细胞表面脂膜上的 跨膜糖蛋白
类固醇类、甲状腺素、视黄酸等
（二）胞内受体可激越素过脂质双层----与胞内受体结合 激素-受体复合物-----DNA激素反应元件 (HRE)
≥28
－ 增高 高
2．正常食欲、进食和能量消耗的平衡受到神经、 内分泌系统复杂调节
短期进食调节激素主要包括生长激素释放肽 (ghrelin)和胆囊收缩素(cholecystokinin, CCK) 。
参与食欲、进食长期调节的激素包括胰岛素
和瘦蛋白（leptin）。
肥胖症发生的根本原因在于营养素的能量代谢失 衡：营养素摄入过多，摄入的营养超过机体代谢需 要，多余的能量便转化为脂肪贮存体内而引起肥胖。
修饰位点：
磷酸化----脱磷酸 （最为多见）
乙酰化----脱乙酰 甲基化----去甲基 腺苷化----脱腺苷
-SH- ---- -S-S-
The
Ser OH
Tyr
ATP
ADP
Mg2+
蛋白激酶
E OH
E O-PO23-
磷蛋白磷酸酶
Pi
H2O
酶 级 联 放 大 效 应 示 意 图
磷酸化修饰对一些酶活性的影响
膜受体 激素
膜受体
第二信使
E 共价修饰调节
胞内受体 HRE
胞内受 体激素
细胞膜
细胞核
酶含量 调节
三、整体调节 主要矛盾:血糖↓
内外环境变化 增加来源：糖异生↑肝糖原分解↑
减少去路：葡萄糖利用↓
其他能源利用↑
（激素）主要调节激素：
NS
神经体液 调节
胰物岛质素、胰高适血应糖素 维持内环境
代谢 环境
相对恒定
• 整体水平调节（神经－体液调节）
在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神 经递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素的分 泌来调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的 互相协调而对机体代谢进行综合调节。
一、细胞水平的调节主要是对酶活性的调节
（线粒一体）:丙细酮胞酸氧内化酶的隔离分布
;化三;呼羧吸酸• 代链循谢环电途子;-传径氧递有关酶类常常组成多酶体系，分布于
产物
关键E 酶
含量 构象
细胞水平
代谢物浓度
单细胞微生物
细胞水平 激素水平（内分泌） 整体水平 （CNS） 高等生物
高等生物 —— 三级水平代谢调节
• 细胞水平调节(酶调节) ——最基础、最重要 • 激素水平调节（体液调节）
高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内 分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其它细胞发 挥代谢调节作用。
（三）饥饿
（四）应激
应激意义：在于为机体应付“紧急情况”提供足 够的能量。
在严重创伤或大手术后，给予患者输入一定比例 的胰岛素-葡萄糖-氯化钾溶液，可减少体内蛋白 质的分解，防止负氮平衡。
（三）肥胖是多种因素引起的进食行为和能量 代谢调节的紊乱
代谢综合征(Metabolic Syndrome, MS) ： 以肥胖、高血压、糖代谢及血脂异常等为主要临 床表现的症候群 。
糖
ATP
脂肪 蛋白
乙酰 CoA
TAC
呼吸链
互相代替，互相制约。 一种供能物质代谢占优势， 抑制或节约其它。
二、糖、脂和蛋白质代谢之间的相互联系
（一）糖代谢与脂代谢
脂：仅甘油能糖异生
（二）糖代谢与氨基酸代谢
糖：不能生成必需氨基酸
糖
氨基酸：可异生成糖 （除亮、赖）
（三）脂代谢与氨基酸代谢
核酸
（四）核酸与糖、氨基酸代谢
葡萄糖-6-磷酸酶
细胞水平的调节
游离脂酸
葡萄糖
二、脑耗氧量大并以葡萄糖为供能物质
脑是机体耗能大的主要器官， 耗O2量占全身耗O2的 20%25%。
正常时几乎以葡萄糖为唯一 供能物质。血糖供应不足时，
主要利用由肝生成的酮体作为 能源。
三、肌肉通常以氧化脂酸为主且在 剧烈运动时产生乳酸
肌肉组织通常以氧化脂酸为主，在剧烈 运动时则以糖的无氧酵解产生乳酸为主。
6.还原当量 NADPH
第二节
物质代谢的相互联系
Interrelationships among Metabolic Pathways of Carbohydrates, Lipids,
共同中间代谢物：乙酰辅酶A 共同最后分解途径：三羧酸循环 共同能量形式：ATP
由于肌肉缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，因此肌 糖原不能直接分解成葡萄糖提供血糖。
四、红细胞代谢以糖酵解为主
红细胞能量主要来自葡萄糖的无氧酵解，磷酸戊 糖途径比较旺盛。
由于红细胞没有线粒体，因此不能进行有氧氧化。
五、脂肪组织是合成及储存脂肪的 重要组织
脂肪组织是合成及储存脂肪的重要组织。 脂肪细胞还含有动员脂肪的激素敏感甘油三酯脂
;氧化磷细酸胞化的某一区域 。
细胞核:
DNA、RNA合成
内质网: 蛋白质、磷脂、 胆固醇合成
细胞液:糖酵 解;磷戊糖途 径;糖原合成 ;脂肪酸合成 ;核苷酸合成
＊ 酶隔离分布的意义：
可以避免各种代谢途径间的相互干扰
糖不充足 FA
G 脂酰CoA
FA合成酶系
乙酰CoA
无意义循环 β有-[O氧] 氧化 ATP
即受变构调节 一种酶可同时
又受化学修饰调节
化学修饰：（应激时） 激素（+） 酶促化学修饰 （迅速，适应应激需要）
（五）酶量的调节（慢调节）
合成（主要）
降解（次要）
诱导
阻遏
溶酶体
蛋白酶体
底物 激素 药物
产物 (多) 酶
蛋白 水解酶
降解
识别待降解蛋白
泛素- Pr (泛素化） 蛋白 酶体
降解
细胞水平的调节
第一节
物质代谢的特点
Characteristics of Metabolism
物质代谢的特点
1.整体性
体内各种物质代谢
2.调节性 3.特色性 4.代谢池
均受控于机体的精细调节， 各组织、器官 代谢的强度、速度、方向 结构不同， 不断的适应内外环境的变化。 酶系的种类、含量不同,
5.能量形式 ATP ------代谢途径及功能各不相同。
（1）吸收：胆汁酸------脂溶性维生素 （2）贮存：维生素A、E、K、B12 （3）转化： 辅酶合成
维生素A原 维生素A 维生素D3 25-OH-D3
水溶性维生素→辅酶的组成成分
胆道阻塞： Vk
出血倾向
肝功能受损:肝性佝偻病
五、肝在激素代谢中的作 用
• 激素的灭活 (inactivation of hormone)
一、遗传因素
流行病学调查已表明肥胖症具有家族遗传倾向。1994年Zhang等 克隆出小鼠和人的肥胖基因（ob基因），基因表达产物称为瘦素。 瘦素是由脂肪组织分泌的蛋白质类激素,通过与其受体结合而发挥其 生理作用。
①代谢物产生不致过多
(－)
乙酰CoA
乙酰CoA羧化酶
（长链脂酰CoA）
脂酰CoA
（＋）
②能量有效利用
磷酸果糖激酶
ATP (－) 糖分解酶类 丙酮酸激酶
③代谢途径互相协调
柠檬酸合酶
(－)
6-磷酸果糖激酶-1
G
柠檬酸
（四）酶促化学修饰调节
酶蛋白肽链上某些残基在其它酶的催化下发生可 逆的共价修饰，从而引起酶活性改变，这种调节 称为酶的化学修饰调节 。
2.氨基酸分解代谢： 转氨基、脱氨基、转甲基、脱羧基 （1）支链氨基酸/芳香族氨基酸比值：
支：肝外代谢 芳：肝内代谢 肝功能受损：血中 支/芳
（2）肝细胞内转氨酶含量高：
急性肝炎：ALT
（3）解除氨毒：
氨 尿素 肾排
肝功能受损：血氨 支/芳
肝 性
胺类（假神经递质）
脑
病
四、肝在维生素代谢中的作用
ADP
己糖激酶 ATP
果糖双磷酸酶-1 Pi
1,6-双磷酸果糖 6-磷酸果糖
ADP 6-磷酸果糖激酶-1 ATP
ADP+Pi
GTP
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸羧化酶 CO2+ATP
草酰乙酸
羧激酶 GDP+Pi
丙酮酸
PEP +CO2
ADP 丙酮酸激酶 ATP
代谢调节
------内环境相对恒定，动态平衡
底物 各代谢途径
脂
碱 基
氨基酸
蛋白质 乙 AA 酰
糖原 G
脂肪 甘油 脂脂肪肪酸酸
CoA
的 来
乙酰CoA
源
和
去
路
生物转化
TAC
（第十一章）
胆固醇 酮体
第三节
肝在物质代谢中的作用
Function of Liver in Material Metabolism
肝脏的结构、化学组成特点
肝动脉 （O2）
门静脉 （养分）
双重血液供应
尿 肝体 静循 肾 脉环
胆 道肠粪 系 统
肝脏的功能
是体内最重要的代谢器官
物质代谢 分泌、排泄 生物转化
有机体的“物质代谢枢纽”、“综合性化工 厂”
一.肝在糖代谢中的作用
糖原合成
维持血糖浓度的恒定
糖原分解
糖异生
肝功能受损：饥饿时易发生低血糖。
二、肝在脂类代谢中的作用
1.消化、吸收 :胆固醇 胆汁酸 肝功能受损：“脂肪泻”
激素水平的代谢调节
组织特异性和效应特异性 ∵特异性激素受体
蛋白质类、肽类、儿茶酚胺类
难以越过脂质双层----与膜受体结合
（一）膜受体激素
通过第二信使发挥作用
膜受体
细胞表面脂膜上的 跨膜糖蛋白
类固醇类、甲状腺素、视黄酸等
（二）胞内受体可激越素过脂质双层----与胞内受体结合 激素-受体复合物-----DNA激素反应元件 (HRE)
≥28
－ 增高 高
2．正常食欲、进食和能量消耗的平衡受到神经、 内分泌系统复杂调节
短期进食调节激素主要包括生长激素释放肽 (ghrelin)和胆囊收缩素(cholecystokinin, CCK) 。
参与食欲、进食长期调节的激素包括胰岛素
和瘦蛋白（leptin）。
肥胖症发生的根本原因在于营养素的能量代谢失 衡：营养素摄入过多，摄入的营养超过机体代谢需 要，多余的能量便转化为脂肪贮存体内而引起肥胖。
修饰位点：
磷酸化----脱磷酸 （最为多见）
乙酰化----脱乙酰 甲基化----去甲基 腺苷化----脱腺苷
-SH- ---- -S-S-
The
Ser OH
Tyr
ATP
ADP
Mg2+
蛋白激酶
E OH
E O-PO23-
磷蛋白磷酸酶
Pi
H2O
酶 级 联 放 大 效 应 示 意 图
磷酸化修饰对一些酶活性的影响
膜受体 激素
膜受体
第二信使
E 共价修饰调节
胞内受体 HRE
胞内受 体激素
细胞膜
细胞核
酶含量 调节
三、整体调节 主要矛盾:血糖↓
内外环境变化 增加来源：糖异生↑肝糖原分解↑
减少去路：葡萄糖利用↓
其他能源利用↑
（激素）主要调节激素：
NS
神经体液 调节
胰物岛质素、胰高适血应糖素 维持内环境
代谢 环境
相对恒定
• 整体水平调节（神经－体液调节）
在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神 经递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素的分 泌来调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的 互相协调而对机体代谢进行综合调节。
一、细胞水平的调节主要是对酶活性的调节
（线粒一体）:丙细酮胞酸氧内化酶的隔离分布
;化三;呼羧吸酸• 代链循谢环电途子;-传径氧递有关酶类常常组成多酶体系，分布于
产物
关键E 酶
含量 构象
细胞水平
代谢物浓度
单细胞微生物
细胞水平 激素水平（内分泌） 整体水平 （CNS） 高等生物
高等生物 —— 三级水平代谢调节
• 细胞水平调节(酶调节) ——最基础、最重要 • 激素水平调节（体液调节）
高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内 分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其它细胞发 挥代谢调节作用。
（三）饥饿
（四）应激
应激意义：在于为机体应付“紧急情况”提供足 够的能量。
在严重创伤或大手术后，给予患者输入一定比例 的胰岛素-葡萄糖-氯化钾溶液，可减少体内蛋白 质的分解，防止负氮平衡。
（三）肥胖是多种因素引起的进食行为和能量 代谢调节的紊乱
代谢综合征(Metabolic Syndrome, MS) ： 以肥胖、高血压、糖代谢及血脂异常等为主要临 床表现的症候群 。
糖
ATP
脂肪 蛋白
乙酰 CoA
TAC
呼吸链
互相代替，互相制约。 一种供能物质代谢占优势， 抑制或节约其它。
二、糖、脂和蛋白质代谢之间的相互联系
（一）糖代谢与脂代谢
脂：仅甘油能糖异生
（二）糖代谢与氨基酸代谢
糖：不能生成必需氨基酸
糖
氨基酸：可异生成糖 （除亮、赖）
（三）脂代谢与氨基酸代谢
核酸
（四）核酸与糖、氨基酸代谢
葡萄糖-6-磷酸酶
细胞水平的调节