1糖代谢与脂类代谢的相互关系
三大营养物质代谢之间的相互联系.
（四）核酸与其他物质代谢的相互关系
１．核酸是细胞内的重要遗传物质，核酸 在机体的遗传和变异及蛋白质合成中， 起着决定性的作用。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。
２．核酸及其衍生物和多种物质代谢有关。
• 其他各类代谢物为核酸及其衍生物的合成
提供原料
• ⑴脂类代谢除供应CO2外，和核酸代谢并无明显
核苷酸
氨基酸
• 总的来说，糖、脂肪、蛋白质和核酸等物质在
代谢过程中都是彼此影响，相互转化和密切相 关的。 • 糖代谢是各类物质代谢网络的“总枢纽”，通 过它将各类物质代谢相互沟通，紧密联系在一 起，而磷酸已糖、丙酮酸、乙酰辅酶 A 在代谢 网络中是各类物质转化的重要中间产物。糖代 谢中产生的ATP、GTP和NADPH等可直接用于 其它代谢途径。
酰辅酶A，后者与草酰乙酸缩合后，经三羧酸 循环转变成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸可经氨 基化或转氨作用生成谷氨酸。 • 由脂肪酸转变成氨基酸，实际上仅限于谷氨酸。 而且实现此种变化，尚需有草酰乙酸存在。而 草酰乙酸是由其他来源(如糖与蛋白质)所产生。 所以脂肪可以转变成氨基酸，但很有限。 • 在植物和微生物，由于存在乙醛酸循环，可通 过此条途径来合成氨基酸。例如：某些微生物 利用醋酸或石油烃类物质发酵产生氨基酸，可 能也是通过这条途径。
丙酮酸 草酰乙酸 氨基酸 转氨酶 α-酮酸 谷氨酸
三羧酸循环
α-酮戊二酸
NH3 + NADH+H+ L-谷氨酸脱氢酶 NAD+ +H2O
• 2.蛋白质转变成糖 • ⑴实验：①用蛋白质饲养人工糖尿病的
狗，则50%以上的食物蛋白质可以转变 为葡萄糖，并随尿排出。②改用丙氨酸、 天冬氨酸、谷氨酸等饲养这种患人工糖 尿病的狗，随尿排出的葡萄糖就大为增 加。③用氨基酸饲养饥饿动物，根据其 肝中糖原贮存量的增加，也可证明多种 氨基酸在体内转变成肝糖原。
糖代谢脂代谢蛋白质代谢三者之间的联系
糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢的联系糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢是人体新陈代谢的三个重要方面。
它们之间密切相关，相互影响，共同维持着人体健康和正常功能。
本文将详细介绍糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢的基本概念以及它们之间的联系。
1. 糖代谢糖是人体能量的重要来源，也是构成细胞壁等重要物质的基础。
糖主要通过食物摄入进入人体，经过一系列的代谢过程转化为能量。
糖的主要代谢途径包括糖原合成和分解、糖酵解、糖异生等。
1.1 糖原合成和分解糖原是一种多聚体的葡萄糖储备形式，在肝脏和肌肉中储存着。
当血糖浓度较高时，胰岛素会促使肝脏和肌肉中的葡萄糖转化为糖原储存起来，以备不时之需。
而当血糖浓度降低时，胰岛素的作用减弱，肝脏和肌肉中的糖原会被分解为葡萄糖释放到血液中，供给全身组织使用。
1.2 糖酵解糖酵解是指将葡萄糖分解为乳酸或丙酮酸的过程。
这个过程可以在有氧条件下进行（称为有氧糖酵解），也可以在无氧条件下进行（称为无氧糖酵解）。
有氧糖酵解可以提供较多的能量，并产生水和二氧化碳作为副产物；而无氧糖酵解则产生乳酸，并在一定程度上限制能量产生。
1.3 糖异生糖异生是指将非碳水化合物物质转化为葡萄糖的过程。
当血糖浓度较低时，肝脏和肾上腺皮质会通过一系列反应将乙酰辅酶A、甘油三酯等物质转化为葡萄糖释放到血液中，以维持血糖水平的稳定。
2. 脂代谢脂代谢是指人体对脂肪的合成、分解和利用过程。
脂肪是一种重要的能量储备物质，也是构成细胞膜的主要组成成分。
脂肪代谢主要包括三个方面：脂肪酸合成、脂肪酸氧化和三酰甘油合成与分解。
2.1 脂肪酸合成脂肪酸合成是指将碳源（如葡萄糖）转化为甘油三酯的过程。
在此过程中，糖原会被转化为乙酰辅酶A，并通过一系列反应转化为长链脂肪酸。
这些长链脂肪酸可以在细胞内合成甘油三酯，并储存起来或者释放到血液中供给其他组织使用。
2.2 脂肪酸氧化脂肪酸氧化是指将脂肪酸转化为能量的过程。
当身体需要能量时，储存在细胞内的甘油三酯会被分解为脂肪酸和甘油，脂肪酸进入线粒体后经过β-氧化途径逐步分解为乙酰辅酶A，并通过三羧酸循环和氧化磷酸化产生能量。
《生物化学》-物质代谢的调节与控制
1.酶量调节机理
酶量调节的两种基本调节机制是诱导和阻遏
诱导：一些分解代谢的酶类只在有关的底物或底物 类似物存在时才被诱导合成。依赖于诱导物才能合 成的酶称为诱导酶。
阻遏：对于合成代谢的酶类，在产物或产物类似物 足够量存在时，其合成被阻遏。（反馈阻遏）
共价修饰调节是酶蛋白中的活性基团（-OH、SH、-COOH、-NH2）在其他酶的作用下发生共价 修饰，从而改变酶的活性。
共价修饰调节具有级联放大作用，效率高。
（三）酶量变化对代谢的调节（基因表达的调节控制）
细胞内酶浓度的改变也可以改变代谢速度。
主要是通过调节酶蛋白的合成过程实现的。 （1）活化基因则合成相应的酶，酶量增加； （2）钝化基因则停止酶的合成，酶量降低。
柠檬酸
+
–
乙酰辅酶A羧化酶 6-磷酸果糖激酶
促进脂酸的合成 抑制糖的氧化
2.共价修饰调节
（1）有些酶，在其它酶的催化下，其分子结构中的某 些基团，如：Ser、Thr或Tyr 的-OH 基，能与特殊的 化学基团，如ATP分子上脱下的磷酸基或腺苷酰基 (AMP)，共价结合或解离，从而使酶分子活性形式发生 改变。这种修饰作用称为共价修饰调节。这种被修饰 的酶称为共价调节酶。
葡萄糖
分解代 谢产物
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。
乙酰CoA
丙二酰CoA
乙酰CoA羧化酶
长链脂酰CoA
②变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。
G-6-P
+
–
糖原合酶
糖原磷酸化酶
糖脂肪蛋白质三者代谢之间的联系
糖脂肪蛋白质三者代谢之间的联系
糖、脂肪和蛋白质是人体中三种基本的营养素，它们在代谢过程中相互关联。
以下是它们之间的联系：
1. 糖与脂肪代谢联系：糖和脂肪都是人体中的能量来源。
当饮食中糖摄入过多时，糖会转化为脂肪储存。
而当身体需要能量时，脂肪会被分解为脂肪酸，进入肌肉细胞，然后再被氧化为能量。
2. 脂肪与蛋白质代谢联系：脂肪是蛋白质代谢的辅助物质，它可以提供一定的能量来维持蛋白质合成。
此外，当人体运动或进行长时间的运动时，脂肪可以作为蛋白质的“保护剂”，防止蛋白质分解并消耗肌肉组织。
3. 糖与蛋白质代谢联系：糖是蛋白质代谢过程中最重要的能量来源。
当身体需要能量时，糖会被分解为葡萄糖，然后进入肝脏或肌肉细胞中被氧化为能量。
同时，蛋白质还可以转化为葡萄糖，以维持血糖水平的稳定。
总之，糖、脂肪和蛋白质之间的代谢过程相互关联，它们在人体中起着至关重要的作用。
三大物质代谢及相互联系(小结)
2、葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中，肌肉中
不存在，肌糖原分解与乳酸代谢有关。
三、糖原合成与分解的主要生理意义:
维持血糖浓度恒定
糖异生
一、定义*：
从非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。
二、器官：
肝脏、肾脏（严重饥饿时）
三、原料* ：
甘油、丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸
四、反应过程（了解）：
基本上是糖酵解的逆过程， 三个不可逆反应的逆过程由四个关键酶催化
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
糖异生
葡萄糖
2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸
丙氨酸
糖 丙酮酸 天冬氨酸
草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
乙酰CoA
柠檬酸
（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系
1. 蛋白质可以转变为脂肪(酮体)
氨基酸 乙酰CoA 脂肪(酮体)
2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸 磷脂酰丝氨酸
G-6-P ADP
G
葡萄糖激酶
ATP
糖原合成的特点
1、糖原合酶催化糖原合成需要糖原引物
2、葡萄糖合成糖原时需要活化，UDPG是活化的 葡萄糖供体 3、糖原合成是耗能过程，由ATP和UTP供能 4、糖原合酶是糖原合成的限速酶 5、糖原合成全过程是在细胞质中进行
糖原分解的特点：
1、糖原磷酸化酶是糖原分解的限速酶，受共
1作为合成嘌呤和嘧啶的原料2参与体内的甲基化反应35苯丙氨酸苯丙氨酸羟化酶酪氨酸羧酶多巴胺多巴胺氧化酶去甲肾上腺素黑色素酪氨酸酶酪氨酸羟化酶多巴dopa苯丙酮酸转氨酶苯丙酮酸尿症白化病转甲基酶肾上腺素samsah儿茶酚胺神经系统苯丙氨酸和酪氨酸的代谢小结神经组织肾上腺皮质黑色素细胞甲状腺素37三大营养素共同中间产物共同最终代谢通路脂肪蛋白质乙酰coatac2hatpco38一糖代谢与脂代谢的相互联系乙酰coa合成脂肪脂肪组织合成糖原储存肝肌肉合成胆固醇脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂酸乙酰coa葡萄糖甘油甘油激酶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41二糖与氨基酸代谢的相互联系例如丙氨酸丙酮酸脱氨基糖异生葡萄糖大部分氨基酸脱氨基后生成相应的酮酸可转变为糖
生物化学第十二章代谢调节
精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 脯氨酸
氨基酸、糖及脂肪代谢的联系 糖
葡萄糖或糖原 磷酸丙糖 磷酸烯醇型丙酮酸
丙氨酸 半胱氨酸 甘氨酸 丝氨酸 苏氨酸 色氨酸
脂肪
甘油三酯 3-磷酸甘油 脂肪酸
丙酮酸
亮氨酸 异亮氨酸 色氨酸
乳酸 乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 酮体
亮氨酸 赖氨酸 苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸
天冬氨酸 天冬酰胺
mRNA
阻遏蛋白(无活性)
酶蛋白 阻遏蛋白不能跟操纵基因结合, 结构基因可以表达
D.无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂
代谢产物与阻遏蛋白结合,从而使阻遏蛋 白能够阻挡操纵基因,结构基因不表达
代谢产物
原核生物乳糖操纵子
原核生物乳糖操纵子(诱导型操纵子)
•其控制区包括：启动子（P) 和操纵基因。
•结构基因：由β -半乳糖苷酶基因（lacZ），通透 酶基因（lacY）和乙酰化酶基因（lacA）串联在 一起构成。
有色氨酸时，阻遏蛋白与色氨酸结合后才 能与操纵基因结合，从而阻止色氨酸合成 酶类的转录。
trpR P1O trpEtrpD 结合
阻遏物 色氨酸
P2
不转录
trpC trpBtrpA
用于表达载体的trp启动子一般只包含 启动基因、操纵基因、和部分trpE基 因。 目的基因 P1O trpE
大肠杆菌色氨酸操纵子的衰减作用的可能机制
[NADH]/[NAD+]对代谢的调节 金属离子浓度对代谢的调节
酶的含量
合成调节 降解调节
第三节
基因表达的调控
操纵子学说—转录水平的调控 操纵子——由结构基因与上游的启动子、操纵基 因共同构成的原核基因表达的协同单位。
结构基因（编码蛋白质，S）
物质代谢调节及激素的作用机制
琥珀酸
苹果酸
草酰乙酸
3-磷酸甘油
三羧酸循环
乙醛酸循环
甘油
乙酰 CoA
糖原（或淀粉）
1，6-二磷酸果糖
磷酸二羟丙酮
磷酸烯醇丙酮酸
丙酮酸
植物或微生物
糖代谢为蛋白质的合成提供碳源和能源：如糖分解过程中可产生丙酮酸，丙酮酸经TCA循环产生α—酮戊二酸和草酰乙酸，它们均可经加氨基或氨基移换作用形成相应的氨基酸。另外，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。
酶合成诱导的现象—Jacob and Monod的工作： 已知分解利用乳糖的酶有：-半乳糖苷酶； -半乳糖苷通透酶； -半乳糖苷转乙酰基酶。 实验：1.大肠杆菌生长在葡萄糖培养基上时，细胞内无上述三种酶合成； 2.大肠杆菌生长在唯一碳源乳糖培养基上时，细胞内有上述三种酶合成； 当换成葡萄糖培养基时，三种酶基本消失； 3.表明菌体生物合成的经济原则：需要时才合成。 某些代谢物可以诱导某些酶的合成，是通过促进为该酶编码的基因的表达而进行的，这种现象叫做酶合成的诱导。能诱导酶合成的物质叫诱导物。被诱导合成的酶叫诱导酶。
激活/抑制
磷酸化酶磷酸酶
磷酸化／脱磷酸
抑制/激活
糖原合成酶
磷酸化／脱磷酸
抑制/激活
丙酮酸脱氢酶
磷酸化／脱磷酸
抑制/激活
脂肪酶
磷酸化／脱磷酸
激活/抑制
谷氨酰胺合成酶
腺苷化／脱腺苷
抑制/激活
黄嘌呤氧化酶
－SH/-S-S-
脱氢/氧化
二、激素水平的调节
含量少；在生物体某特定组织细胞产生。 通过体液的运动被输送到其他组织中发挥作用。 作用很大，效率高，在新陈代谢中起调节控制作用。 在医疗上，激素也是一类重要药物。
1糖代谢与脂类代谢的相互关系
1糖代谢与脂类代谢的相互关系1．糖代谢与脂类代谢的相互关系解答：（1）糖转变为脂肪：糖酵解所产生的磷酸二羟丙同酮还原后形成甘油，丙酮酸氧化脱羧形成乙酰辅酶A是脂肪酸合成的原料，甘油和脂肪酸合成脂肪。
（2）脂肪转变为糖：脂肪分解产生的甘油和脂肪酸，可沿不同的途径转变成糖。
甘油经磷酸化作用转变成磷酸二羟丙酮，再异构化变成3-磷酸甘油醛，后者沿糖酵解逆反应生成糖；脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A，在植物或微生物体内可经乙醛酸循环和糖异生作用生成糖，也可经糖代谢彻底氧化放出能量。
（3）能量相互利用：磷酸戊糖途径产生的NADPH直接用于脂肪酸的合成，脂肪分解产生的能量也可用于糖的合成。
2．糖代谢与蛋白质代谢的相互关系解答：（1）糖是蛋白质合成的碳源和能源：糖分解代谢产生的丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸、4-磷酸赤藓糖等是合成氨基酸的碳架。
糖分解产生的能量被用于蛋白质的合成。
（2）蛋白质分解产物进入糖代谢：蛋白质降解产生的氨基酸经脱氨后生成α-酮酸，α-酮酸进入糖代谢可进一步氧化放出能量，或经糖异生作用生成糖。
3．蛋白质代谢与脂类代谢的相互关系解答：（1）脂肪转变为蛋白质：脂肪分解产生的甘油可进一步转变成丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸等，再经过转氨基作用生成氨基酸。
脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合进入三羧酸循环，能产生谷氨酸族和天冬氨酸族氨基酸。
（2）蛋白质转变为脂肪：在蛋白质氨基酸中，生糖氨基酸通过丙酮酸转变成甘油，也可以氧化脱羧后转变成乙酰辅酶A，用于脂肪酸合成。
生酮氨基酸在代谢反应中能生成乙酰乙酸，由乙酰乙酸缩合成脂肪酸。
丝氨酸脱羧后形成胆氨，胆氨甲基化后变成胆碱，后者是合成磷脂的组成成分。
4．代谢的区域化有何意义？解答：代谢的区域化是生物代谢的空间特点，该原则普遍适用，而且，越高等的生物，该特点越明显，其意义主要有以下几个方面：（1）消除酶促反应之间的干扰。
（2）使代谢途径中的酶和辅因子得到浓缩，有利于酶促反应进行。
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1糖代谢与脂类代谢的相互关系
1．糖代谢与脂类代谢的相互关系解答：（1）糖转变为脂肪：糖酵解所产生的磷酸二羟丙同酮还原后形成甘油，丙酮酸氧化脱羧形成乙酰辅酶A是脂肪酸合成的原料，甘油和脂肪酸合成脂肪。
（2）脂肪转变为糖：脂肪分解产生的甘油和脂肪酸，可沿不同的途径转变成糖。
甘油经磷酸化作用转变成磷酸二羟丙酮，再异构化变成3-磷酸甘油醛，后者沿糖酵解逆反应生成糖；脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A，在植物或微生物体内可经乙醛酸循环和糖异生作用生成糖，也可经糖代谢彻底氧化放出能量。
（3）能量相互利用：磷酸戊糖途径产生的NADPH直接用于脂肪酸的合成，脂肪分解产生的能量也可用于糖的合成。
2．糖代谢与蛋白质代谢的相互关系解答：（1）糖是蛋白质合成的碳源和能源：糖分解代谢产生的丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸、4-磷酸赤藓糖等是合成氨基酸的碳架。
糖分解产生的能量被用于蛋白质的合成。
（2）蛋白质分解产物进入糖代谢：蛋白质降解产生的氨基酸经脱氨后生成α-酮酸，α-酮酸进入糖代谢可进一步氧化放出能量，或经糖异生作用生成糖。
3．蛋白质代谢与脂类代谢的相互关系解答：（1）脂肪转变为蛋白质：脂肪分解产生的甘油可进一步转变成丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸等，再经过转氨基作用生成氨基酸。
脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合进入三羧酸循环，能产生谷氨酸族和天冬氨酸族氨基酸。
（2）蛋白质转变为脂肪：在蛋白质氨基酸中，生糖氨基酸通过丙酮酸转变成甘油，也可以氧化脱羧后转变成乙酰辅酶A，用于脂肪酸合成。
生酮氨基酸在代谢反应中能生成乙酰乙酸，由乙酰乙酸缩合成脂肪酸。
丝氨酸脱羧后形成胆氨，胆氨甲基化后变成胆碱，后者是合成磷脂的组成成分。
4．代谢的区域化有何意义？解答：代谢的区域化是生物代谢的空间特点，该原则普遍适用，而且，越高等的生物，该特点越明显，其意义主要有以下几个方面：（1）消除酶促反应之间的干扰。
（2）使代谢途径中的酶和辅因子得到浓缩，有利于酶促反应进行。
（3）使细胞更好地适应环境条件的变化。
（4）有利于调节能量的分配和转换。