《物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)》PPT課件

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1、第12章物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)InterrelationshipsandRegulationofMetabolism本章主要內(nèi)容物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系代謝調(diào)節(jié)的一般原理激素的作用與受體細(xì)胞信號傳導(dǎo)系統(tǒng)1.1物質(zhì)代謝的基本目的1.1.1生成ATPATP被稱之為“通用能量貨幣”1.1.2生成還原輔酶動物機(jī)體代謝過程中所產(chǎn)生還原力，其代表性物質(zhì)是輔酶（NADPH+H+）1.1.3產(chǎn)生生物合成的前體小分子1物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系1.2物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系1物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系1.2.1糖代謝與脂代謝糖與脂類的聯(lián)系最為密切，糖可以轉(zhuǎn)變成脂類。當(dāng)有過量葡萄糖攝入時

2、，糖分解代謝的產(chǎn)物磷酸二羥丙酮還原成α-磷酸甘油。丙酮酸氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA，在線粒體中合成脂酰CoA。α-磷酸甘油與脂酰CoA再用來合成甘油三酯。乙酰CoA也是合成膽固醇的原料。磷酸戊糖途徑還為脂肪酸、膽固醇合成提供了所需NADPH。在動物體內(nèi)脂肪轉(zhuǎn)變成葡萄糖是有限度的。脂肪的分解產(chǎn)物包括甘油和脂肪酸。其中甘油是生糖物質(zhì)。奇數(shù)脂肪酸丙酸可以經(jīng)甲基丙二酸單酰CoA途徑進(jìn)入異生過程生成葡萄糖（例如在反芻動物）。然而偶數(shù)脂肪酸β-氧化產(chǎn)生的乙酰CoA不能凈合成糖,因為乙酰CoA不能逆轉(zhuǎn)再生成丙酮酸。盡管有實驗顯示，同位素標(biāo)記的乙酰CoA碳

3、原子最終似乎摻入到了葡萄糖分子中去，但其前提是必須向三羧酸循環(huán)中補充如草酰乙酸等有機(jī)酸，而動物體內(nèi)草酰乙酸又主要由糖代謝的代謝中間產(chǎn)物丙酮酸羧化后得到。1.2.2糖代謝與氨基酸代謝糖分解代謝的中間產(chǎn)物，α-酮酸可以作為“碳骨架”，通過轉(zhuǎn)氨基或氨基化作用進(jìn)而轉(zhuǎn)變成非必需氨基酸。但是當(dāng)動物缺乏糖的攝入（如饑餓）時，體蛋白的分解加強。已知組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸中，除賴氨酸和亮氨酸以外，其余的都可以通過脫氨基作用最終直接地或間接地轉(zhuǎn)變成糖異生途徑中的某個中間產(chǎn)物，再沿異生途徑合成糖，以滿足機(jī)體對葡萄糖的需要和維持血糖水平的穩(wěn)定。糖的供應(yīng)不足，不

4、僅非必需氨基酸合成減少，而且由于細(xì)胞的能量水平下降，使需要消耗大量高能磷酸化合物（ATP和GTP）的蛋白質(zhì)的合成速率受到明顯抑制。1.2.3脂代謝與氨基酸代謝生酮氨基酸可以通過解酮作用轉(zhuǎn)變成乙酰CoA之后合成脂肪酸，生糖氨基酸既然能異生成糖，自然也可以轉(zhuǎn)變成脂肪。此外，蛋氨酸，絲氨酸等還是合成磷脂的原料。甘油可以通過糖代謝途徑為合成某些非必需氨基酸提供碳骨架。動物組織難以利用脂肪酸合成氨基酸。這是因為脂肪酸分解生成的乙酰CoA要進(jìn)入三羧酸循環(huán)分解，如果再由循環(huán)中的中間產(chǎn)物形成氨基酸必然要消耗循環(huán)中的有機(jī)酸（如草酰乙酸等α-酮酸），而如無其

5、他來源的補充，反應(yīng)則不能持續(xù)下去。1.2.4核苷酸代謝與其他物質(zhì)代謝核苷酸既是核酸的基本組成單位，也在調(diào)節(jié)代謝中起重要作用。ATP是能量通用貨幣和轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)的主要分子，UTP參與單糖的轉(zhuǎn)變和多糖的合成，CTP參與磷脂的合成，而GTP為蛋白質(zhì)多肽鏈的生物合成所必需。許多重要的輔酶輔基，如CoA、NAD、FAD等都是腺嘌呤核苷酸的衍生物，參與酶的催化作用。環(huán)核苷酸，如cAMP，cGMP作為胞內(nèi)信號分子（第二信使）參與細(xì)胞信號的傳導(dǎo)。糖代謝為核苷酸合成提供了磷酸核糖（及脫氧核糖）和NADPH還原力。甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺等參與嘌呤和嘧啶環(huán)

6、的合成，多種酶和蛋白因子參與了核酸的生物合成（復(fù)制和轉(zhuǎn)錄），糖、脂等燃料分子為核酸生物學(xué)功能的實現(xiàn)提供了能量保證。糖、脂類和蛋白質(zhì)代謝之間的相互影響主要表現(xiàn)在能量供應(yīng)上。動物所需要的能量約70％以上是由糖供應(yīng)的。當(dāng)飼料中糖類供應(yīng)充足時，機(jī)體以糖作為能量的主要來源，而脂肪和蛋白質(zhì)的分解供能較少。糖的供應(yīng)量超過機(jī)體的需要時，則可以轉(zhuǎn)變成脂肪作為能量儲備。糖類供應(yīng)不足或饑餓時，一方面動員脂肪分解供能，另一方面動用機(jī)體蛋白分解異生成糖。持續(xù)饑餓，體內(nèi)脂肪分解大大加快，甚至?xí)霈F(xiàn)酮血癥。一般情況下，飼料蛋白質(zhì)的主要營養(yǎng)作用是滿足動物生長、修補和更新

7、組織的需要。合成蛋白質(zhì)需要的能量，主要依靠糖，其次是脂肪。蛋白質(zhì)合成代謝增強時，首先是糖的分解代謝必然增強，除了提供其所需要的能量外，還可合成非必需氨基酸作為蛋白質(zhì)合成的原料?？梢姡暳现心茉次镔|(zhì)不足時，會影響蛋白質(zhì)的合成。1.2.5營養(yǎng)物質(zhì)之間的相互影響2動物代謝調(diào)節(jié)的一般原理2.1代謝調(diào)節(jié)的實質(zhì)動物的代謝過程表現(xiàn)為機(jī)體不斷從外界攝入營養(yǎng)物質(zhì)，然后在體內(nèi)經(jīng)由不同的代謝途徑進(jìn)行轉(zhuǎn)變，又不斷地把代謝產(chǎn)物排出體外和釋放熱量。這種狀態(tài)稱為恒態(tài)（stablestate）。恒態(tài)是機(jī)體代謝的基本狀態(tài)。恒態(tài)的破壞意味著疾病或機(jī)體的死亡。機(jī)體通過代謝調(diào)節(jié)

8、維持恒態(tài)。代謝的調(diào)節(jié)主要是對代謝途徑中的酶進(jìn)行調(diào)節(jié)，包括酶的活性和酶量。尤其是途徑中的關(guān)鍵酶（限速酶、調(diào)節(jié)酶），使他們的活性不致過高或過低，不會缺乏也不會不適時表達(dá)，以保持整個機(jī)體的代謝以恒態(tài)