第十二章 物质代谢的整合与调节
物质代谢的整合与调节
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：
脂肪大量动员 糖不足
酮体生成增加 草酰乙酸 相对不足 氧化受阻
高酮血症
基础医学院生物化学教研室
（二）体内糖与大部分氨基酸碳架部分可以 相互转变
1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α-酮酸， 可转变为糖 例如：
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
废物排泄
各种物质代谢之间互有联系，相互依存。
基础医学院生物化学教研室
二、机体物质代谢不断受到精细调节
内外环境 不断变化 影响机体代谢
适应环境 的变化
基础医学院生物化学教研室
机体有精细的调节 机制，调节代谢的 强度、方向和速度
三、各组织、器官物质代谢各具特色
结构不同 不同的组 织、器官 酶系的种类、 含量不同 代谢途径不同、 功能各异
基础医学院生物化学教研室
2
教学目标
能力目标： 1.通过变构调节的学习能解释机体根据需 求产生能量，避免产能过多造成浪费； 2.通过化学修饰调节的学习能解释血液凝 固级联酶促反应，形成级联放大效应。
基础医学院生物化学教研室
3
教学目标
情感目标： 1.注重职业素质教育，培养学生良好的职 业道德，树立全心全意为病人服务的医德医风； 2.培养学生实事求是的科学态度； 3.提高分析问题和解决问题的能力； 4.培养学生沟通、团结协作的整体观念。
例如： ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
脂肪分解增强
糖分解被抑制
基础医学院生物化学教研室
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 (糖分解代谢限速酶之一)
饥饿时：
肝糖原分解 ，肌糖原分解
1~2天 肝糖异生，蛋白质分解
代谢的整合与调节
（2）别构效应剂与调节亚基结合，能引起酶分子三级和/或四级结构在“T” 构象（紧密态、无活性／低活性）与“R”构象（松弛态、有活性／高活性） 之间互变，从而影响酶活性。如氧调节Hb。
3. 别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调 别构效应剂（底物、终产物、其他小分子代谢物）
某些重要的代谢途径的关键酶
代谢途径 糖酵解 丙酮酸氧化脱羧
柠檬酸循环 糖原分解 糖原合成
糖异生
脂肪酸合成 脂肪酸分解 胆固醇合成
关键酶 己糖激酶 磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 丙酮酸脱氢酶系 异柠檬酸脱氢酶 α -酮戊二酸脱氢酶系 柠檬酸合酶 磷酸化酶 糖原合酶 丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 果糖-1,6-二磷酸酶 葡糖-6-磷酸酶 乙酰辅酶A羧化酶 肉碱脂酰转移酶I HMG辅酶A还原酶
一、细胞内物质代谢主要通过对关键酶活性的调节来实现的
• 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 • 细胞内酶呈隔离分布。 • 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶的活性决定。 • 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。
（一）各种代谢在细胞内区隔分布是物质代谢及其调节的 亚细胞结构基础
多酶体系 DNA、RNA合成 蛋白质合成 糖原合成 脂肪酸合成 胆固醇合成 磷脂合成 血红素合成 尿素合成
（二）关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向
※ 关键酶（key enzymes） 代谢过程中具有调节作用的酶。
※ 关键酶催化的反应特点 ① 常常催化一条代谢途径的第一步反应或分支点上的反应，速度最慢，其
活性能决定整个代谢途径的总速度。 ② 常催化单向反应或非平衡反应，其活性能决定整个代谢途径的方向。 ③ 酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂调节。
生化第十二章物质代谢的整合与调节
第九章物质代谢的整合与调节本章要点一、物质代谢的特点1.体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体2.机体物质代谢不断受到精细调节3.各组织、器官物质代谢各具特色4.体内各种代谢物都具有共同的代谢池5.ATP是机体储存能量和消耗能量的共同形式6.NADPH提供合成代谢所需的还原当量二、物质代谢的相互联系1.各种能量物质的代谢相互联系相互制约2.糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢物而相互联系①葡萄糖可转变为脂肪酸②葡萄糖与大部分氨基酸可以相互转变③氨基酸可转变为多种脂质但脂质几乎不能转变为氨基酸④一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料三、肝在物质代谢中的作用1.肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官①肝内生成的葡糖-6-磷酸是糖代谢的枢纽②肝是糖异生的主要场所2.肝在脂质代谢中占据中心地位①肝在脂质消化吸收中具有重要功能②肝是甘油三酯和脂肪酸代谢的中枢器官③肝是维持机体胆固醇平衡的主要器官④肝是血浆磷脂的主要来源3.肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃①肝合成多数血浆蛋白②肝内氨基酸代谢十分活跃③肝是机体解“氨毒”的主要器官4.肝参与多种维生素和辅酶的代谢①肝在脂溶性维生素吸收和血液运输中具有重要作用②肝储存多种维生素③肝参与多数维生素的转化5.肝参与多种激素的灭活四、肝外重要组织器官的物质代谢特点及联系1.心肌优先利用脂肪酸氧化分解供能①心肌可利用多种营养物质及其代谢中间产物为能源②心肌细胞分解营养物质供能方式以有氧氧化为主2.脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大①葡萄糖和酮体是脑的主要能量物质②脑耗氧量高达全身耗氧总量的四分之一③脑具有特异的氨基酸及其代谢调节机制3.骨骼肌主要氧化脂肪酸，强烈运动产生大量乳酸①不同类型骨骼肌产能方式不同②骨骼肌适应不同耗能状态选择不同能源4.糖酵解是成熟红细胞的主要供能途径5.脂肪组织是储存和释放能量的重要场所①机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂肪组织②饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂肪供能6.肾能进行糖异生和酮体生成五、物质代谢调节的主要方式（一）、细胞水平的物质代谢调节主要调节关键酶活性②别构效应通过改变酶分子构象改变酶活性③别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调4.化学修饰调节通过酶促共价修饰调节酶活性②酶的化学修饰调节具有级联放大效应▲化学修饰调节的特点：a.绝大多数受化学修饰调节的关键酶都具无活性（或低活性）和有活性（或高活性）两种形式，它们可分别在两种不同酶的催化下发生共价修饰，互相转变。
生物化学物质代谢的联系与调节ppt课件
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
物质代谢调节与整合
第三节
02
01
餐后脂肪组织加强脂肪合成 饥饿时脂肪组织加强脂解/释放能储
02
脂肪组织是机体最重要的“能储”
脑氧化葡萄糖和酮体供能并具有特殊的氨基酸稳态机制
1
脑是机体耗氧最多的器官，耗O2量占全身耗O2的20%25%。 葡萄糖和酮体是脑的主要能源。每天耗用葡萄糖约100g。由于脑组织无糖原储存，其耗用的葡萄糖主要由血糖供应。血糖供应不足时，主要利用由肝生成的酮体作为能源。 脑具有特异的氨基酸/氨代谢稳态机制
（1）糖在体内可转变为脂而脂酸不能转变为糖
当摄入的糖量超过体内能量消耗时，糖可以转变为脂肪。
葡萄糖
乙酰CoA
合成脂肪 （脂肪组织）
合成糖原储存（肝、肌肉）
肝、肾、肠 磷酸-甘油 葡萄糖 脂肪绝大部分不能在体内转变为糖。
脂 肪
甘油
甘油激酶
脂酸
乙酰CoA
葡萄糖
饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时:
高酮血症
物质代谢调节与整合 REGULATION AND INTEGRATION OF METABOLISM
202X
第十五章
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202X
代谢的稳态和整体性 Homeostasis and Integration of Metabolism
一、代谢调节维持稳态
饥饿状态
不同营养状态下肝内如何进行糖代谢？
肝是内源性甘油三酯合成的主要场所 饥饿时肝合成酮体供应肝外组织/器官 血浆胆固醇及磷脂主要来源于肝
肝是内源性脂类和酮体合成的场所
肝内进行的脂类代谢主要有哪些？
脂肪酸的氧化、脂肪酸的合成及酯化、酮体的生成、胆固醇的合成与转变、脂蛋白与载脂蛋白的合成 (VLDL、HDL、apo CⅡ)、脂蛋白的降解 (LDL)。
13第十二章-物质代谢的整合与调节
13第十二章-物质代谢的整合与调节第十二章物质代谢的整合与调节框12-1代谢整体性认识的形成和发展1941年F. Lipmann提出ATP循环学说,1948年E. Kennedy和A. Lehninger发现电子传递链，确立了物质代谢与能量代谢的联系。
20世纪上叶，科学家在解析物质分解、合成代谢途径时，结合酶促反应机制，揭示了底物、代谢产物对代谢的调节作用。
1922年F. G. Banting发现胰岛素，其他激素也陆续被发现。
1939年A. V. Schally发明放射免疫分析技术，该技术及其他相关技术的应用促进了激素作用机制研究，揭示了神经一激素在物质代谢调节中的核心地位。
1963年Monod等提出的别构调节和1979年E. G. Krebs 和J. A. Beavo提出的化学修饰调节理论将酶活性调节与激素等的信号转导途径相联系。
至20世纪80-90年代，大量的科学研究发现将机体内外环境刺激、神经内分泌改变、细胞信号转导、酶／蛋白质结构变化、基因表达改变、物质及能量代谢变化联系在一起，形成复杂的代谢及其调节网络。
随着当代“组学”研究的开展，将会更加深入地认识机体组织器官之间、各种物质代谢之间的联系和协调及其随内外环境变化而变化的规律。
第一节物质代谢的特点一、体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体在体内进行代谢的物质各种各样，不仅有糖、脂、蛋白质这样的大分子营养物质，也有维生素这样的小分子物质，还有无机盐、甚至水。
它们的代谢不是孤立进行的，同一时间机体有多种物质代谢在进行，需要彼此间相互协调，以确保细胞乃至机体的正常功能。
事实上，人类摄取的食物，无论动物性或植物性食物均同时含有蛋白质、脂类、糖类、水、无机盐及维生素等，从消化吸收开始、经过中间代谢、到排泄，这些物质的代谢都是同时进行的，且互有联系、相互依存。
如糖、脂在体内氧化释出的能量可用于核酸、蛋白质等的生物合成，各种酶蛋白合成后又催化糖、脂、蛋白质等物质代谢按机体的需要顺利进行。
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）
13第十二章-物质代谢的整合与调节
13第十二章-物质代谢的整合与调节第十二章物质代谢的整合与调节框12-1代谢整体性认识的形成和发展1941年F. Lipmann提出ATP循环学说,1948年E. Kennedy和A. Lehninger发现电子传递链，确立了物质代谢与能量代谢的联系。
20世纪上叶，科学家在解析物质分解、合成代谢途径时，结合酶促反应机制，揭示了底物、代谢产物对代谢的调节作用。
1922年F. G. Banting发现胰岛素，其他激素也陆续被发现。
1939年A. V. Schally发明放射免疫分析技术，该技术及其他相关技术的应用促进了激素作用机制研究，揭示了神经一激素在物质代谢调节中的核心地位。
1963年Monod等提出的别构调节和1979年E. G. Krebs 和J. A. Beavo提出的化学修饰调节理论将酶活性调节与激素等的信号转导途径相联系。
至20世纪80-90年代，大量的科学研究发现将机体内外环境刺激、神经内分泌改变、细胞信号转导、酶／蛋白质结构变化、基因表达改变、物质及能量代谢变化联系在一起，形成复杂的代谢及其调节网络。
随着当代“组学”研究的开展，将会更加深入地认识机体组织器官之间、各种物质代谢之间的联系和协调及其随内外环境变化而变化的规律。
第一节物质代谢的特点一、体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体在体内进行代谢的物质各种各样，不仅有糖、脂、蛋白质这样的大分子营养物质，也有维生素这样的小分子物质，还有无机盐、甚至水。
它们的代谢不是孤立进行的，同一时间机体有多种物质代谢在进行，需要彼此间相互协调，以确保细胞乃至机体的正常功能。
事实上，人类摄取的食物，无论动物性或植物性食物均同时含有蛋白质、脂类、糖类、水、无机盐及维生素等，从消化吸收开始、经过中间代谢、到排泄，这些物质的代谢都是同时进行的，且互有联系、相互依存。
如糖、脂在体内氧化释出的能量可用于核酸、蛋白质等的生物合成，各种酶蛋白合成后又催化糖、脂、蛋白质等物质代谢按机体的需要顺利进行。
第十二章物质代谢的联系与调节
物质代谢的联系与调节
重点
掌握物质代谢的相互联系及特点。了解物质代谢 调节的意义及方式。熟悉重要物质代谢途径的亚 细胞定位；掌握变构酶的概念及其生理意义；了 解酶含量的调节——酶合成的诱导与阻遏。熟悉 激素与受体作用的特点，熟悉整体的物质代谢调 节。
第一节
物质代谢的相互联系
概论
一切生物的生命都靠代谢的正常运转来维持。机 体代谢途径异常复杂，一个细菌细胞的代谢反应 已在1000个以上，其他高级生物的代谢反应之复 杂可想而知了。生物体是一个组成极其复杂但又 非常精密；代谢反应繁多但又有条不紊；各种物 质代谢都有自己的独立过程但相互之间确联系密 切；互相可以转化但又相互制约。总之，机体是 一个完整统一的新陈代谢反应器。
中间代谢
废物排泄
• 各种物质代谢之间互有联系，相互依存。
㈡ 代谢调节
内外环境 不断变化 影响机体代谢
适应环境 的变化
机体有精细的调节 机制，调节代谢的 强度、方向和速度
㈢ 各组织、器官物质代谢各具特色
结构不同 不同的组 织、器官 酶系的种类、 含量不同 代谢途径不同、 功能各异
肝
组织、器官的代谢特点及联系
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。
● 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约
其他物质的降解。
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）
• 饥饿时
肝糖原分解 ，肌糖原分解
1~2天 肝糖异生，蛋白质分解
•细胞水平的调节主要为细胞内跨膜的集中和隔离的 分布。见P301。
20161102+第12章 物质代谢的整合与调节
实现的。
（一）各种代谢酶在细胞内区隔分布是物质代谢
及其调节的亚细胞结构基础 • 代谢途径有关酶类常常组
成多酶体系，分布于细胞 的某一区域 。 酶隔离分布的意义:
提高同一代谢途径酶 促反应速率。使各种代谢 途径互不干扰，彼此协调， 有利于调节物对各途径的 特异调节。
营养物 分解
释放 能量
ADP+Pi
直
接
供
能
ATP
六、NADPH提供合成代谢所需的还原当量
例如：
磷酸戊糖途径 氧化反应
NADPH + H +Βιβλιοθήκη 乙酰CoA脂酸、胆固醇
还原反应
第二节 物质代谢的相互联系
一、各种能量物质的代谢相互联系相互制约
三大营养素可在体内氧化供能。
三大营养素各 自代谢途径 糖
脂肪
共同中 间产物
• 饥饿时，肝脂肪酸β-氧化产生的大量乙酰辅酶 A有两条去路，一是彻底氧化供能，二是生成 酮体。
• 合成分泌的apo CⅡ是毛细血管内皮细胞LPL 的激活剂。
（三）肝是维持机体胆固醇平衡的主要器官
➢ 肝是合成胆固醇最活跃的器官，是血浆胆固醇 的主要来源；
➢ 胆汁酸的生成是肝降解胆固醇的最重要途径； ➢ 肝也是体内胆固醇的主要排泄器官； ➢ 肝对胆固醇的酯化也具有重要作用。
脂酸合成增加， 分解抑制
激活乙酰CoA羧化酶
（脂酸合成关键酶）
二、糖、脂和蛋白质代谢通过中间 代谢物而相互联系
糖、脂、蛋白质和核酸通过共同的中间代 谢物、柠檬酸循环、生物氧化等彼此联系且相 互转变。一种物质代谢障碍可引起其他物质代 谢的紊乱。
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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
共同最终 代谢通路
乙酰CoA
2H
TAC
CO2
ATP
来源
去路
1. 糖的有氧氧化
1. 进入三羧酸循环
2. 脂肪酸氧化分解 3. 酮体氧化分解
乙酰CoA
2. 合成脂肪酸 3. 合成酮体
4. 氨基酸分解代谢
（二）糖与氨基酸代谢的相互联系
1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α-酮酸， 可转变为糖。（丙氨酸）
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
天冬氨酸
糖
丙酮酸
草酰乙酸
乙酰CoA
α-酮戊二酸 谷氨酸
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
氨基酸
乙酰CoA
脂肪
Ala Trp Ser Gly Thr Cys
Asp
Tyr Pro
葡萄糖、糖原
甘油
脂肪
丙酮酸 乙酰CoA
脂酸
胆固醇、酮体 Leu、Lys
草酰乙酸 延胡索酸
Arg
α- 酮戊二酸 Glu
His
Pro
琥珀酸
Val, Ile, Met, Thr
目录
第 三 、四节
组织、器官的代谢特点及联系
Metabolic Specialty and Interrelationships of Tissues and
脂类 糖类
蛋白质
水 无机盐
维生素
消化吸收 中间代谢 废物排泄
• 各种物质代谢之间互有联系，相互依存。
二、代谢调节
内外环境 不断变化
影响机体代谢
适应环境 的变化
机体有精细的调节 机制，调节代谢的 强度、方向和速度
三、各组织、器官物 质代谢各具特色
不同的组 织、器官
结构不同
酶系的种类、 含量不同
代谢途径不同、 功能各异
物质代谢的联系与调节
Metabolic Interrelationships and Regulation
第一节 物质代谢的特点 第二节 物质代谢的相互关系 第三节 组织、器官的代谢特点及联系 第四节 代谢调节
第一节
物质代谢的特点
The Specialty of Metabolism
一、整体性
四、各种代谢物均具有各自共同的代谢池
例如
消化吸收的糖 血
各
肝糖原分解
种 组
糖异生
糖
织
五、ATP是机体能量利用的共同形式
营养物 分解
释放 能量
ADP+Pi
直
接
供
能
ATP
六、NADPH是合成代谢 所需的还原当量
例如
磷酸戊糖途径
NADPH + H+
乙酰CoA
脂酸、胆固醇
第二节
物质代谢的相互联系
Metabolic Interrelationships
2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸
磷脂酰丝氨酸
胆胺 胆碱
脑磷脂 卵磷脂
3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸
—— 但不能说，脂类可转变为氨基酸。
（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系
1. 氨基酸是体内合成核酸的重要原料
天冬氨酸 甘氨酸
谷氨酰胺
一碳单位
合成嘌呤
合成嘧啶
2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
脑
• 耗能大，耗氧多。 • 葡萄糖为主要能源。 • 不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体。
肌肉
• 合成、储存糖原； • 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。
红 细 胞
• 能量主要来自糖酵解。
脂肪组织
• 合成及储存脂肪的重要组织； • 将脂肪分解成脂酸、甘油，供机体其他组织利用。
细胞水平的调节（单细胞生物） 激素水平的调节（内分泌腺） 整体水平的调节（神经系统）
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、细胞水平的代谢调节
• 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 • 代谢调节主要是通过对关键酶(key enzyme)活性的
4. 合成胆固醇
乙酰CoA是三大营养物质共同的中间代谢产物
• 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
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(糖原、脂肪） 2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖 3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响 （酮体 氧化受阻）
（四）酶的化学修饰调节/共价调节
• 迟缓代谢
变构调节
(allosteric regulation)
化学修饰调节
(chemical modification)
数小时、几天 通过改变酶的含量
（三）别构调节通过别构效应改变关键酶活性
➢ 别构调节 (allosteric regulation)
一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的 某部分以非共价键可逆地结合，使酶构象改变， 从而改变酶的催化活性，此种调节方式称别构 调节。
肾脏
• 也可进行糖异生和生成酮体； • 肾髓质主要由糖酵解供能；肾皮质主要由脂酸、
酮体有氧氧化供能。
第五节
物质代谢调节的主要方式
The Regulation of Metabolism
• 含义 指在某些条件影响下，细胞能够启动或加速某一 代谢过程，而在另一条件下则又能使之终止或减慢。
•分为三级水平
• 别构酶 (allosteric enzyme) • 别构部位 (allosteric site) • 别构效应剂 (allosteric effector)
别构激活剂 别构抑制剂
2. 别构调节的机制
变构效应剂 + 酶的调节亚基
疏松
酶的构象改变
紧密 亚基聚合
亚基解聚
酶分子多聚化
酶的活性改变 （激活或抑制 ）
调节而实现的。 • 细胞内酶呈隔离分布。避免了各种代谢途径互相干扰。
多酶体系
脂酸 氧化 脂酸合成 胆固醇合成 磷脂合成 DNA、RNA合成
分布
线粒体 胞液
内质网、胞液 内质网 细胞核
（二）关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向 • 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。
• 快速代谢
数秒、数分钟 通过改变酶的活性
Apparatus
肝
• 是机体物质代谢的枢纽。 • 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。
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。
心脏
酮体 乳酸 游离脂酸
葡萄糖 • 以葡萄糖有氧氧化供能为主。