代谢调节2 (恢复)-课件PPT(演讲义示稿)

共70多吨
• 代谢的含义： “变化” ， （化学）
合成 包括 分解
转变 调节
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3
物质代谢的过程
• 三个阶段
开始（序曲）——消化吸收（生理）
中间（高潮）——中间代谢（生化）
终末（尾声）——废物排泄（生理）
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4
糖
(开始)
消化
脂类
简单物质
吸收
Pr.
合
(中间) 成
H2O
维生素
复杂物质
无机盐 …
第二篇 物质代谢 及其调节
李凌
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1
新陈代谢
• 提问：什么是新陈代谢？ • 新的来，旧的去 • 花开花落、四季轮回、“长江后浪推前浪，一
代新人换旧人” • 生化定义——泛指生物体与周围环境进行物质
与能量交换的过程。 • 是生物体物质代谢与能量代谢的有机统一。
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2
物质代谢
• 物质：糖 10 吨 Pr. 1.6吨 脂类 1.0吨 H2O 60吨
NADH ＋ H＋
(可逆) ⑥氧化磷酸化
1,3-二磷酸甘油酸
(可逆)
ADP
⑦ 产能 1
2
⑦磷酸甘油酸激酶
(可逆)
ATP
3-磷酸甘油酸
⑧异构
⑨脱水
(可逆)
2
⑧磷酸甘油酸变位酶
（可逆）
2-磷酸甘油酸
H20 磷酸 ADP
2
烯醇式丙酮酸
ATP 2 丙酮酸
⑨烯醇化酶
⑩丙酮酸激酶 ⑩产能 2
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(不可逆) 31
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(分解代谢)
(贮存与利用) (转化) (运输)
13
第一节 概 述

❖ 别构效应物: 底物、产物或代谢途径的 终产物及小分子的核苷酸 类物质等。分: 别构激活剂、别构抑制剂
精品课件
别构激活 别构抑19制
活性中心
变构酶
代谢物
非共价键
E
别构部位
E
酶结构发生改变
allosteric effector
变构效应剂
变构激活剂
变构抑制剂
酶活性↑ 酶活性↓
精品课件
20
❖变构调节的生理意义：防止代谢终产物积累
❖但是在动物体内由脂肪酸合成氨基酸碳架结构的 可能性不大。因为脂酸分解生成的乙酰CoA进入 三羧酸循环，再由循环中的中间产物形成氨基酸 时，消耗了循环中的有机酸（α-酮酸），如无其 他来源得以补充，反应则不能进行下去。因此， 一般地说，动物组织不易利用脂肪酸合成氨基酸。
精品课件
10
❖所有氨基酸，无论是生糖的、生酮的，还 是兼生的都可以在动物体内转变成脂肪。 生酮氨基酸可以通过解酮作用转变成乙酰 CoA之后合成脂肪酸，生糖氨基酸既然能异 生成糖，自然也可以转变成脂肪，可直接 或者间接生成丙酮酸。此外，蛋氨酸，丝 氨酸等还是合成磷脂的原料。
精品课件
49
色氨酸操纵子调节机制
3/
5/
R
PO
E D C BA
5/ 调节基因
启动子 操纵序列 衰减子
5个结构基因
3/
阻遏蛋白
编码3种酶 合成色氨酸
精品课件
50
无色氨酸时：
阻遏蛋白不能 结合O序列
操纵基因开放 合成色氨酸
精品课件
51 46
有色氨酸时：
色氨酸（辅阻遏剂） 阻遏蛋白+色氨酸复合物 与O序列结合 阻断基因开放 色氨酸不能合成

营养与健康管理
通过调节个体的代谢过程， 可以实现更有效的营养补 充和健康管理，预防疾病 的发生。
代谢调控在农业领域的应用前景
作物改良
通过调节作物的代谢过程，可以培育出抗逆性强、产量高、品质 优良的新品种，提高农业生产效益。
精准农业
利用代谢调控技术，可以实现精准施肥、灌溉和病虫害防治，减 少资源浪费和环境污染。
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感谢观看
蛋白质组学是研究蛋白质表达、 修饰、功能和相互作用的学科。
蛋白质组学在生命科学、医学和 生物技术等领域具有广泛的应用
价值。
蛋白质组学的研究进展包括蛋白 质相互作用组学、蛋白质翻译后 修饰组学和蛋白质功能组学等方
面的研究。
基因组学的研究进展
基因组学是研究生物体基因组的 学科。
基因组学在遗传学、生物技术和 医学等领域具有广泛的应用前景。
葡萄糖代谢调控
01
癌细胞通常会优先利用葡萄糖作为能量来源，通过增加葡萄糖
转运子和酶的表达来促进葡萄糖的摄取和利用。
脂肪酸代谢调控
02
癌细胞会改变脂肪酸的合成和分解代谢，以满足自身对能量的
需求。
氨基酸代谢调控
03
癌细胞会利用氨基酸作为合成蛋白质和其他重要物质的原料，
同时也会通过增加酶的表达来促进氨基酸的摄取和利用。
方向。
酶的活性调节
酶的活性可以通过共价修饰、变构 效应、别构效应等方式进行调节， 从而改变酶对底物的作用。
酶的分布和定位
酶在细胞内的分布和定位对代谢调 控具有重要意义，不同细胞器中的 酶可以催化不同的代谢反应。
激素的调控
激素的合成与分泌
激素的合成与分泌受到多种因素的影响，如营养状况、神经信号 等，这些因素可以调节激素的合成与分泌。

糖 类 脂 类 氨 基 酸 和 核 苷 酸 之 间 的 代 谢 联 系
蛋白质
氨基酸
核酸
核苷酸
淀粉、糖原
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
脂肪
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 谷氨酸 谷氨酰氨 组氨酸 脯氨酸 精氨酸
一．糖代谢与脂类代谢的相互关系
磷酸二羟丙酮 糖
酵解 有氧氧化
甘油
从头合成
脂肪 脂肪酸 糖 丙酮酸 草酰乙酸
糖异生
丙酮酸
乙酰辅酶A
脂 肪
-磷酸甘油 脂肪酸
-氧化
磷酸二羟丙酮 乙酰辅酶A
乙醛酸 循环 琥珀酸
TCA
脂肪代谢和糖代谢的关系
3-磷酸甘油 三酰甘油 脂肪酸
糖原（或淀粉） 1，6-二磷酸果糖
C.无活性阻遏蛋白
mRNA
阻遏蛋白(无活性)
径的酶互相干扰，而且有利于它们协调地发挥作用。 酶在细胞内隔离和集中分布是代谢调节的一种重 要方式。
细胞质:酵解;磷 戊糖途径;糖原 合成;脂肪酸合 成
线粒体:丙酮酸氧化;三羧 酸循环;-氧化;呼吸链电 子传递;氧化磷酸化
酶 定 位 的 区 域 化
细胞核:核酸合成 内质网:蛋白质合成 ;磷脂合成
变构剂可以分为两类
变构激活剂：变构剂与酶分子结合后，酶的构象 变构抑制剂：变构剂与酶分子结合所引起的酶的
发生了变化，这种新的构象有利于底物分子与酶 的结合，使酶促反应速度提高。 构象变化不利于与底物的结合，表现出一定程度 的抑制作用。 构激活剂。
一般代谢产物变构抑制剂，而代谢底物往往是变

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。

肌肉
正常
Ⅵ 肝磷酸化酶缺陷
肝
正常
Ⅶ 肌肉和红细胞磷酸果糖 肌肉、红 正常
激酶缺陷
细胞
Ⅷ 肝脏磷酸化酶激酶缺陷 脑、肝 正常
糖
糖原（Gn）
糖原磷酸化酶
Pi
原
脱支酶
的
G-1-P
分
G-6-P
解 代 糖酵解或 谢 有氧氧化
（肌肉）
Pi
葡萄糖-6-磷酸酶
G （肝、肾）
小结 ⑴ 反应部位：胞浆 ⑵ G-6-P的代谢去路
G（补充血糖）
6-磷酸葡萄糖酸内酯 （进入磷酸戊糖途径）
G-6-P
F-6-P
（进入酵解途径）
G-1-P
UDPG
脱氢反应，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。
磷酸戊糖途径的调节
• 限速酶：
6-磷酸葡萄糖脱氢酶（G-6-PD） • NADPH / NADP+
生理意义
(一)为核酸的生物合成提供核糖 磷酸核糖用于DNA、RNA的合成；
(二)提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应 • 体内多种合成代谢的供氢体 • 参与体内羟化反应 • 维持谷胱甘肽(GSH)的还原状态
G-1-P
磷酸化酶+ H3PO4
糖原的分解代谢
• 糖原磷酸化酶：只能分解α-1，4-糖苷键，使非
还原端上G磷酸化后脱落，距分枝4个G单位时停止。
• 脱支酶：具有两种酶的活性：
•葡聚糖转移酶：将3个葡萄糖基转移到邻近糖链的末 端，以α-1，4-糖苷键相连； •α-1，6-葡萄糖苷酶：将以α-1，6-糖苷键与糖链形成 分支的葡萄糖基水解成游离葡萄糖
三羧酸循环
苹果酸
H2O (8)

目9 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
共同最终 代谢通路
乙酰CoA
2H
TAC
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CO2
ATP
1目0 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。
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1目1 录
● 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）
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1目2 录
• 饥饿时 1~2天
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1目4 录
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
脂
糖
肪
脂酸
乙酰CoA
葡萄糖
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1目5 录
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
酮体生成增加
糖不足
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。
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4目9 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
肝糖原分解 ，肌糖原分解 肝糖异生，蛋白质分解