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1、第十五章物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系和調(diào)節(jié)控制物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系代謝的調(diào)節(jié)和控制三大營養(yǎng)素共同中間產(chǎn)物共同最終代謝通路糖脂肪蛋白質(zhì)乙酰CoATAC2H氧化磷酸化ATPCO2三大營養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。第一節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系從能量供應(yīng)的角度看,三大營養(yǎng)素可以互相代替,并互相制約。一般情況下,機體優(yōu)先利用燃料的次序是糖原、脂肪和蛋白質(zhì)。供能以糖及脂為主,并盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。脂肪分解增強ATP增多ATP/ADP比值增高任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢,常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解。糖分解被抑制6-磷酸果糖激酶-1被抑
2、制(糖分解代謝限速酶之一)例如:體內(nèi)糖可轉(zhuǎn)變脂肪,但(偶數(shù))脂肪酸不能轉(zhuǎn)變成糖1.攝入的糖量超過能量消耗時:葡萄糖乙酰CoA合成脂肪(脂肪組織)合成糖原儲存(肝、肌肉)一、糖代謝和脂代謝的相互關(guān)系糖脂肪2.脂肪的甘油部分能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵嵋阴oA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸-甘油葡萄糖3.脂肪的分解代謝受糖代謝的影響?zhàn)囸I、糖供應(yīng)不足或糖代謝障礙時:高酮血癥草酰乙酸相對不足糖不足脂肪大量動員酮體生成增加氧化受阻二、糖代謝和蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系:2.蛋白質(zhì)分解aa糖轉(zhuǎn)變1.糖aa蛋白質(zhì)合成體
3、內(nèi)糖與大部分氨基酸碳架部分可相互轉(zhuǎn)變例如:丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡萄糖1.大部分氨基酸脫氨基后,生成相應(yīng)α-酮酸,可轉(zhuǎn)變?yōu)樘?.糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些非必需氨基酸糖丙酮酸草酰乙酸乙酰CoA檸檬酸α-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸三、脂代謝和蛋白質(zhì)代謝之間的關(guān)系脂肪(甘油部分)aa蛋白質(zhì)合成轉(zhuǎn)變2.蛋白質(zhì)aa脂肪轉(zhuǎn)變分解脂類不能轉(zhuǎn)變成氨基酸,但氨基酸能轉(zhuǎn)變成脂肪——但不能說,脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途徑丙酮酸其他?酮酸某些非必需氨基酸1.脂肪的甘油部分可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被?/p>
4、酸氨基酸乙酰CoA脂肪2.蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?.氨基酸可作為合成磷脂的原料絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺腦磷脂膽堿卵磷脂甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳單位合成嘌呤合成嘧啶磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供四、核酸代謝與糖、脂及蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系1.核酸合成需要糖和蛋白質(zhì)的代謝中間產(chǎn)物參加,且需要酶和多種蛋白質(zhì)因子。2.核酸是細胞內(nèi)重要的遺傳物質(zhì),控制著蛋白質(zhì)的合成,影響細胞的成分和代謝類型4.核苷酸的一些衍生物具重要生理功能(如CoA、NAD+,NADP+,cAMP,cGMP)。3.各類物質(zhì)代謝都離不開具高能磷酸鍵
5、的各種核苷酸,如ATP是能量“通貨”,UTP參與多糖的合成,CTP參與磷脂合成,GTP參與蛋白質(zhì)合成與糖異生作用。第二節(jié)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)和控制代謝調(diào)節(jié)分為三類:酶的調(diào)節(jié)激素的調(diào)節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)其中酶的調(diào)節(jié)是最基本的調(diào)節(jié)方式,是一切調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)。一、酶的調(diào)節(jié):通過控制酶的濃度和酶的活性來調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)的速度和方向,也就是調(diào)節(jié)代謝的速度和方向。關(guān)鍵酶(Keyenzyme):往往是代謝途徑第一步反應(yīng)的酶(a)或是分支代謝途徑中分支點上的酶(b、c、f)或整個代謝途徑中的限速酶或催化不可逆反應(yīng)的酶(c)FABCDEGa
6、bcdfg許多關(guān)鍵酶都是調(diào)節(jié)酶如別構(gòu)酶、共價修飾酶、同工酶、多功能酶等。通過控制酶濃度的調(diào)節(jié)牽涉到基因、mRNA、蛋白質(zhì)的生物合成,是一種慢調(diào)節(jié),在幾小時或幾天內(nèi)才能完成。通過調(diào)節(jié)酶活性是快速調(diào)節(jié),在幾分鐘到幾十分鐘內(nèi)完成。(一)酶濃度的調(diào)節(jié):酶濃度的調(diào)節(jié)誘導(dǎo)阻遏終產(chǎn)物的阻遏分解代謝產(chǎn)物阻遏用誘導(dǎo)物(inducer)來促進酶合成。用阻遏物(repressor)阻止或降低酶合成。1.酶合成的誘導(dǎo)作用:在細菌中普通存在,如大腸桿菌可利用多種糖作為碳源,當(dāng)用乳糖作為唯一碳源時,開始細菌不能利用乳糖,但2~
7、3min后就合成了與乳糖代謝有關(guān)的三種酶.(1)β—半乳糖苷酶:水解乳糖的酶,使乳糖水解成半乳糖和葡萄糖(2)β-半乳糖透性酶:促使乳糖通過細胞膜。(3)β-半乳糖苷轉(zhuǎn)乙?;福汗δ懿磺?,可能是將不能代謝的乳糖類似物乙?;?,并將它們排出體外。乳糖究竟如何誘導(dǎo)了這三種酶的合成呢?-------乳糖操縱子(lactoseoperon)模型這里乳糖是誘導(dǎo)物、誘導(dǎo)了這三種酶的合成,這三種酶就是誘導(dǎo)酶。乳糖操縱子模型的基本要點:調(diào)節(jié)基因啟動子操縱基因結(jié)構(gòu)基因A操縱子(operon)BC一群功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因(
8、structuralgene)相鄰,且共同受同一個操縱基因操縱基因(operator)和啟動子(promoter)所控制,共同組成一個操縱子(operon)為什么稱它們?yōu)橐粋€操縱子?-------共同受一個調(diào)節(jié)基因(regulatorgene)所調(diào)節(jié)。結(jié)構(gòu)基因:決定酶蛋白或蛋白質(zhì)的基因。操縱基因:轉(zhuǎn)錄的開關(guān),可打開或關(guān)閉結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。啟動子:專管轉(zhuǎn)錄起始,上面有RNA聚合酶的結(jié)合位點。調(diào)節(jié)基因:為阻遏蛋白編碼。大腸桿菌乳糖酶誘導(dǎo)合成阻遏蛋白乳糖酶基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因