《物质代谢调节与细胞信号转导》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物质代谢调节与细胞信号转导（93页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物质代谢调节物质代谢调节与细胞信号转导与细胞信号转导物质代谢与信号转导物质代谢与信号转导物质代谢物质代谢物质代谢物质代谢： 糖、脂肪、蛋白、核苷酸四大基本物质在大糖、脂肪、蛋白、核苷酸四大基本物质在大糖、脂肪、蛋白、核苷酸四大基本物质在大糖、脂肪、蛋白、核苷酸四大基本物质在大分子、构件分子和小分子不同层次间的相互转化分子、构件分子和小分子不同层次间的相互转化分子、构件分子和小分子不同层次间的相互转化分子、构件分子和小分子不同层次间的相互转化以及各类分子之间相互转化，为有机体提供必要以及各类分子之间相互转化，为有机体提供必要以及各类分子之间相互转化，为有机体提供必要以及各类分子之间相互转化，为有
2、机体提供必要的物质基础和能量基础。的物质基础和能量基础。的物质基础和能量基础。的物质基础和能量基础。信号转导信号转导信号转导信号转导：环境因素变化环境因素变化环境因素变化环境因素变化( (信息信息信息信息) )作用于机体组织细胞，作用于机体组织细胞，作用于机体组织细胞，作用于机体组织细胞，引起机体细胞内生物信息传递、调节生命活动的引起机体细胞内生物信息传递、调节生命活动的引起机体细胞内生物信息传递、调节生命活动的引起机体细胞内生物信息传递、调节生命活动的一种生物学过程。一种生物学过程。一种生物学过程。一种生物学过程。n n物质代谢受到细胞信号转导的引导与调节物质代谢受到细胞信号转导的引导与调节
3、n n细胞信号转导是细胞内物质代谢与外界环细胞信号转导是细胞内物质代谢与外界环境变化之间相互联系与适应的桥梁境变化之间相互联系与适应的桥梁二者之间的关系二者之间的关系物质代谢与物质代谢调节物质代谢与物质代谢调节第第一一节节物质代谢物质代谢分解代谢：供能分解代谢：供能合成代谢：转变为体内的结构成分合成代谢：转变为体内的结构成分 大多数有机物质可以相互联系、相互转大多数有机物质可以相互联系、相互转变，组成共同的变，组成共同的中间物质代谢池中间物质代谢池，是各种，是各种代谢途径之间的交汇点。代谢途径之间的交汇点。一、一、物质代谢的基本特点物质代谢的基本特点物质代谢的基本特点物质代谢的基本特点（一）物
4、质代谢的网络性（一）物质代谢的网络性（一）物质代谢的网络性（一）物质代谢的网络性糖原糖原(糖苷键糖苷键)甘油三脂甘油三脂(酯键酯键)蛋白质蛋白质(肽键肽键)核酸核酸(磷酸二酯键磷酸二酯键)G6P甘油甘油+脂肪酸脂肪酸氨基酸氨基酸磷酸磷酸+戊糖戊糖+碱基碱基丙酮酸丙酮酸或或乙酰辅酶乙酰辅酶A三羧酸循环与氧化磷酸化三羧酸循环与氧化磷酸化非必需氨基酸合成非必需氨基酸合成分解成尿酸分解成尿酸蛋白质翻译蛋白质翻译DNA复制复制RNA转录转录非必需氨基酸合成非必需氨基酸合成G6P、丙酮酸丙酮酸和和乙酰辅酶乙酰辅酶A是处于代谢通路是处于代谢通路分支口的重要分子分支口的重要分子TAC是三大营养物质的共同代谢通
5、路，是联是三大营养物质的共同代谢通路，是联系糖、脂类和氨基酸代谢的纽带系糖、脂类和氨基酸代谢的纽带物质代谢之间相互联系、相互依赖物质代谢之间相互联系、相互依赖1.糖糖和和脂肪脂肪之间的关系：之间的关系： 体内糖可转变脂肪，但（偶数）脂肪酸不能转变成糖体内糖可转变脂肪，但（偶数）脂肪酸不能转变成糖 (1)摄入的糖量超过能量消耗时：摄入的糖量超过能量消耗时：如何相互联系？如何相互联系？葡葡萄萄糖糖乙酰乙酰CoA合成脂肪合成脂肪（脂肪组织）（脂肪组织）合成糖原储存（肝、肌肉）合成糖原储存（肝、肌肉）(2)脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂酸脂酸乙酰乙酰CoA葡萄糖葡萄糖脂
6、脂肪肪甘油甘油甘油激酶甘油激酶肝、肾、肠肝、肾、肠磷酸磷酸- -甘油甘油葡葡萄萄糖糖(3)脂肪的分解代谢受糖代谢的影响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饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时：高酮血症高酮血症草酰乙酸草酰乙酸相对不足相对不足糖不足糖不足脂肪大量动员脂肪大量动员酮体生成增加酮体生成增加氧化氧化受阻受阻2.糖糖和和氨基酸氨基酸之间的关系：之间的关系：体内糖与大部分氨基酸碳架部分可以相互转变体内糖与大部分氨基酸碳架部分可以相互转变例如：例如：丙氨酸丙氨酸丙酮酸丙酮酸脱氨基脱氨基糖异生糖异生葡萄糖葡萄糖(1)大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的大部分氨基酸脱氨基后，生成相应
7、的-酮酸，可转酮酸，可转变为糖变为糖(2)糖代谢的中间产物可氨基化生成某些非必需糖代谢的中间产物可氨基化生成某些非必需氨基酸氨基酸糖糖丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA柠檬酸柠檬酸-酮戊二酸酮戊二酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪(1)蛋白质可以转变为脂肪蛋白质可以转变为脂肪(2)氨基酸可作为合成磷脂的原料氨基酸可作为合成磷脂的原料丝氨酸丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸乙醇胺乙醇胺脑磷脂脑磷脂胆碱胆碱卵磷脂卵磷脂3.脂类脂类和和氨基酸氨基酸之间的关系：之间的关系：脂类不能转变成氨基酸，但氨基酸能转变成脂肪脂类不能转变成氨基酸，但氨基酸能转变成脂肪
8、但不能说，脂类可转变为氨基酸。但不能说，脂类可转变为氨基酸。脂肪脂肪甘油甘油磷酸甘油醛磷酸甘油醛糖酵解途径糖酵解途径丙酮酸丙酮酸其他其他-酮酸酮酸某些非必需氨基酸某些非必需氨基酸(3)脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪Leu、Lys、Trp、phe、Tyr草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸TyrPheVal、Ile、MetAspGluArgHis胆固醇、酮体胆固醇、酮体AlaTrpSerGlyThrCys甘油甘油脂肪酸脂肪酸（二）（二）（二）（二）物质代谢的集约性（集中、简约
9、）物质代谢的集约性（集中、简约）物质代谢的集约性（集中、简约）物质代谢的集约性（集中、简约）1.仅有六种最基本的酶促化反应类型仅有六种最基本的酶促化反应类型酶类酶类酶类酶类催化反应类型催化反应类型催化反应类型催化反应类型举例举例举例举例氧化还原酶类氧化还原酶类氧化还原反应氧化还原反应乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶转移酶类转移酶类基团转移基团转移核苷单磷酸激酶核苷单磷酸激酶水解酶类水解酶类水解反应水解反应胰蛋白酶胰蛋白酶裂解酶类裂解酶类加入或去除基团加入或去除基团延胡索酸酶延胡索酸酶异构酶类异构酶类异构化异构化( (分子内基分子内基团转移）团转移）磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶合成酶类合成酶类连接两个底物连
10、接两个底物氨酰氨酰tRNAtRNA合成酶合成酶2.2.不同物质代谢大多采用类似的代谢策略不同物质代谢大多采用类似的代谢策略不同物质代谢大多采用类似的代谢策略不同物质代谢大多采用类似的代谢策略三羧酸循环三羧酸循环脂肪酸分解脂肪酸分解脂肪酸合成脂肪酸合成赖氨酸分解赖氨酸分解3.最古老的代谢途径为多数代谢所保留或共享最古老的代谢途径为多数代谢所保留或共享三羧酸循环三羧酸循环脂肪分解脂肪分解增强增强ATP增多增多ATP/ADP比值增高比值增高4.4.任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约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其他物质的降解糖分解被抑制糖分解被抑制6-磷酸果糖激酶磷酸果
11、糖激酶-1被抑制被抑制（糖分解代谢限速酶之一）（糖分解代谢限速酶之一）例如例如一般情况下，机体优先利用燃料的一般情况下，机体优先利用燃料的次序是糖原、脂肪和蛋白质。供能以糖次序是糖原、脂肪和蛋白质。供能以糖及脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。及脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。 （三）物质代谢的定位性（三）物质代谢的定位性（三）物质代谢的定位性（三）物质代谢的定位性1.参与物质代谢的酶在各亚细胞器内区域化分布的差异参与物质代谢的酶在各亚细胞器内区域化分布的差异生物学意义：减少干扰；局部浓缩生物学意义：减少干扰；局部浓缩 。酶酶酶酶 系系系系亚细亚细胞区域胞区域胞区域胞区域酶酶酶酶 系系系系亚细亚细
12、胞区域胞区域胞区域胞区域糖酵解糖酵解糖酵解糖酵解胞液胞液胞液胞液呼吸呼吸呼吸呼吸链链、氧化磷酸化、氧化磷酸化、氧化磷酸化、氧化磷酸化线线粒体粒体粒体粒体磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径胞液胞液胞液胞液蛋白蛋白蛋白蛋白质质合成合成合成合成胞液、内胞液、内胞液、内胞液、内质质网网网网糖原分解、合成糖原分解、合成糖原分解、合成糖原分解、合成胞液胞液胞液胞液生物生物生物生物转转化化化化内内内内质质网网网网糖异生糖异生糖异生糖异生胞液、胞液、胞液、胞液、线线粒体粒体粒体粒体DNADNA合成合成合成合成胞核胞核胞核胞核脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成胞液胞液胞液胞液RNARNA合成
13、合成合成合成胞核胞核胞核胞核脂肪分解脂肪分解脂肪分解脂肪分解胞液胞液胞液胞液血血血血红红素合成素合成素合成素合成胞液、胞液、胞液、胞液、线线粒体粒体粒体粒体脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸 氧化氧化氧化氧化线线粒体粒体粒体粒体胆固醇合成胆固醇合成胆固醇合成胆固醇合成胞液、内胞液、内胞液、内胞液、内质质网网网网三三三三羧羧酸循酸循酸循酸循环环线线粒体粒体粒体粒体尿素生成尿素生成尿素生成尿素生成胞液、胞液、胞液、胞液、线线粒体粒体粒体粒体真核细胞内主要代谢酶系的区域化分布真核细胞内主要代谢酶系的区域化分布 产生隔离的原因：基因表达与靶向转运的差异、生物膜脂产生隔离的原因：基因表达与靶向转运的差异、生物膜脂
14、质双分子结构等质双分子结构等消除隔离使物质代谢循环得以进行的主要方式消除隔离使物质代谢循环得以进行的主要方式膜蛋白与运载体的协助；膜蛋白与运载体的协助；方式有主动转运、被动转运、偶联转运等，其中各种形式的线粒体穿梭、方式有主动转运、被动转运、偶联转运等，其中各种形式的线粒体穿梭、氨基酸的氨基酸的谷胱甘酰基循环等是偶联转运的重要形式。谷胱甘酰基循环等是偶联转运的重要形式。2.参与物质代谢的酶在生物机体各器官组织内分布区域化参与物质代谢的酶在生物机体各器官组织内分布区域化的差异的差异生物学意义：各器官组织各司其职，肝脏是生物机体生物学意义：各器官组织各司其职，肝脏是生物机体物质代谢的中心物质代谢的
15、中心。脑、红细胞、肌肉、脂肪组织、肺肾脏等各有其特殊的物质代谢要求脑、红细胞、肌肉、脂肪组织、肺肾脏等各有其特殊的物质代谢要求是机体物质代谢的枢纽。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。有独特而重要的作用。肝肝合成、储存糖原合成、储存糖原分解糖原生成葡萄糖，释放入血分解糖原生成葡萄糖，释放入血是糖异生的主要器官是糖异生的主要器官肝在糖代谢中的作用肝在糖代谢中的作用如如肝在维持血糖稳定中起重要作用。肝在维持血糖稳定中起重要作用。酮体酮体乳酸乳酸游离脂酸游离脂酸葡萄糖葡萄糖心脏心脏正常优先以脂肪酸为燃料产生正常
16、优先以脂肪酸为燃料产生ATP。能量可依。能量可依次以消耗自由脂肪酸、葡萄糖、酮体等能源物质提次以消耗自由脂肪酸、葡萄糖、酮体等能源物质提供。供。 耗能大，耗氧多。耗能大，耗氧多。葡萄糖为主要能源，每天消耗约葡萄糖为主要能源，每天消耗约100g100g 。不能利用脂肪酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体。不能利用脂肪酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体。脑脑合成、储存糖原；合成、储存糖原；通常以脂肪酸氧化为主要供能方式；剧烈运通常以脂肪酸氧化为主要供能方式；剧烈运动时，以糖酵解为主。动时，以糖酵解为主。肌肌肉肉红细胞没有线粒体，因此能量主要来红细胞没有线粒体，因此能量主要来自糖酵解。每天消耗自糖酵解。每天消
17、耗1515 20g20g葡萄糖。葡萄糖。红红细细胞胞合成及储存脂肪的重要组织；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。将脂肪分解成脂酸、甘油，供机体其他组织利用。脂肪组织脂肪组织也可进行糖异生和生成酮体；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、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。酮体有氧氧化供能。肾脏肾脏器官组器官组器官组器官组织织织织特有的酶特有的酶特有的酶特有的酶功能功能功能功能主要代谢途径主要代谢途径主要代谢途径主要代谢途径主要供能物主要供能物主要供能物主要供能物质质质质代谢和输代谢和输代谢和输代谢和输出的
18、产物出的产物出的产物出的产物肝肝肝肝葡萄糖激酶，葡葡萄糖激酶，葡葡萄糖激酶，葡葡萄糖激酶，葡萄糖萄糖萄糖萄糖-6-6-磷酸酶，磷酸酶，磷酸酶，磷酸酶，甘油激酶，磷酸甘油激酶，磷酸甘油激酶，磷酸甘油激酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧烯醇式丙酮酸羧烯醇式丙酮酸羧烯醇式丙酮酸羧激酶激酶激酶激酶代谢枢纽代谢枢纽代谢枢纽代谢枢纽糖异生，脂酸糖异生，脂酸糖异生，脂酸糖异生，脂酸-氧化，糖有氧化，糖有氧化，糖有氧化，糖有氧氧化，糖原氧氧化，糖原氧氧化，糖原氧氧化，糖原代谢，酮体生代谢，酮体生代谢，酮体生代谢，酮体生成等成等成等成等葡萄糖，脂葡萄糖，脂葡萄糖，脂葡萄糖，脂酸，乳酸，酸，乳酸，酸，乳酸，酸，乳酸，甘油，氨
19、基甘油，氨基甘油，氨基甘油，氨基酸酸酸酸葡萄糖，葡萄糖，葡萄糖，葡萄糖，VLDLVLDL， HDLHDL，酮，酮，酮，酮体等体等体等体等脑脑脑脑神经中枢神经中枢神经中枢神经中枢糖有氧氧化，糖有氧氧化，糖有氧氧化，糖有氧氧化，糖酵解，氨基糖酵解，氨基糖酵解，氨基糖酵解，氨基酸代谢酸代谢酸代谢酸代谢葡萄糖，脂葡萄糖，脂葡萄糖，脂葡萄糖，脂酸，酮体，酸，酮体，酸，酮体，酸，酮体，氨基酸等氨基酸等氨基酸等氨基酸等乳酸，乳酸，乳酸，乳酸，COCO2 2,H,H2 2OO心心心心脂蛋白脂酶，呼脂蛋白脂酶，呼脂蛋白脂酶，呼脂蛋白脂酶，呼吸链丰富吸链丰富吸链丰富吸链丰富泵出血液泵出血液泵出血液泵出血液有氧氧化
20、有氧氧化有氧氧化有氧氧化脂酸，葡萄脂酸，葡萄脂酸，葡萄脂酸，葡萄糖，酮体，糖，酮体，糖，酮体，糖，酮体，VLDLVLDLCOCO2 2，HH2 2OO脂肪组脂肪组脂肪组脂肪组织织织织脂蛋白脂酶，激脂蛋白脂酶，激脂蛋白脂酶，激脂蛋白脂酶，激素敏感脂肪酶素敏感脂肪酶素敏感脂肪酶素敏感脂肪酶储存及动储存及动储存及动储存及动员脂肪员脂肪员脂肪员脂肪酯化脂酸，脂酯化脂酸，脂酯化脂酸，脂酯化脂酸，脂解解解解VLDLVLDL，乳糜微粒乳糜微粒乳糜微粒乳糜微粒 游离脂酸，游离脂酸，游离脂酸，游离脂酸，甘油甘油甘油甘油骨骼肌骨骼肌骨骼肌骨骼肌脂蛋白脂酶，呼脂蛋白脂酶，呼脂蛋白脂酶，呼脂蛋白脂酶，呼吸链丰富吸链丰
21、富吸链丰富吸链丰富收缩收缩收缩收缩有氧氧化，糖有氧氧化，糖有氧氧化，糖有氧氧化，糖酵解酵解酵解酵解 脂酸，葡萄脂酸，葡萄脂酸，葡萄脂酸，葡萄糖，酮体糖，酮体糖，酮体糖，酮体乳酸，乳酸，乳酸，乳酸，COCO2 2，HH2 2OO肾肾肾肾甘油激酶，磷酸甘油激酶，磷酸甘油激酶，磷酸甘油激酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧烯醇式丙酮酸羧烯醇式丙酮酸羧烯醇式丙酮酸羧激酶激酶激酶激酶排泄尿液排泄尿液排泄尿液排泄尿液糖异生，糖酵糖异生，糖酵糖异生，糖酵糖异生，糖酵解，酮体生成解，酮体生成解，酮体生成解，酮体生成脂酸，葡萄脂酸，葡萄脂酸，葡萄脂酸，葡萄糖，乳酸，糖，乳酸，糖，乳酸，糖，乳酸，甘油甘油甘油甘油葡萄糖葡萄糖葡
22、萄糖葡萄糖红细胞红细胞红细胞红细胞无线粒体无线粒体无线粒体无线粒体运输氧运输氧运输氧运输氧糖酵解糖酵解糖酵解糖酵解葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖乳酸乳酸乳酸乳酸重重要要器器官官及及组组织织氧氧化化供供能能的的特特点点 （四）物质代谢的能量基础（四）物质代谢的能量基础（四）物质代谢的能量基础（四）物质代谢的能量基础1.物质代谢网络中的无效循环物质代谢网络中的无效循环(futilecycle)合成分解的往返代谢需合成分解的往返代谢需要耗能，表面上没有任何代要耗能，表面上没有任何代谢上的实质价值，称为谢上的实质价值，称为无效无效循环循环。无效循环无效循环中两物质自中两物质自由能始终有差异，自由能一由能始终
23、有差异，自由能一高一低。高一低。酶的参加不改变酶促反酶的参加不改变酶促反应的热力学性质，按照热力应的热力学性质，按照热力学第二定律，学第二定律，两物质间是否两物质间是否发生反应必须遵从熵减少的发生反应必须遵从熵减少的原则，因此要使无效循环发原则，因此要使无效循环发生，必须从无效循环外注入生，必须从无效循环外注入能量。能量。2.能量物质能量物质(fuel)的投入是推动无效循环的重要环节的投入是推动无效循环的重要环节证据：大多数分子参与合成前时均需证据：大多数分子参与合成前时均需ATP活化；以活化；以ATP能量能量的消耗，可将一些在自由能上根本不能进行的反应通过偶联作用的消耗，可将一些在自由能上根
24、本不能进行的反应通过偶联作用得以进行；生物体始终是分解产能的反应大于合成反应。得以进行；生物体始终是分解产能的反应大于合成反应。哲学意义：生物是贪婪的，自私的，耗能的。哲学意义：生物是贪婪的，自私的，耗能的。3.ATP是生物机是生物机体中最重要的通体中最重要的通用能源分子。用能源分子。（五）物质代谢的生物学功利性与可调节性（五）物质代谢的生物学功利性与可调节性（五）物质代谢的生物学功利性与可调节性（五）物质代谢的生物学功利性与可调节性1. 1. 物质代谢的功利性物质代谢的功利性（1）适应外界环境的变化，尤其是食物营养物质供应变化的需要，即物质）适应外界环境的变化，尤其是食物营养物质供应变化的需
25、要，即物质的可利用性；的可利用性；（2）适应细胞生物自身物质代谢和能量代谢不断变化发展的需求，例如能）适应细胞生物自身物质代谢和能量代谢不断变化发展的需求，例如能量指数量指数ADP/ATP的动态变化；的动态变化；（3）适应自身结构化的器官或亚细胞结构单位生物化学功能分工的不同以）适应自身结构化的器官或亚细胞结构单位生物化学功能分工的不同以及由此分工形成的相互补充性，即生物要解决物质的隔离与转运问题及由此分工形成的相互补充性，即生物要解决物质的隔离与转运问题 2. 2. 物质代谢通路的可调节性物质代谢通路的可调节性 健全的生物调节系统包括环境变化的健全的生物调节系统包括环境变化的感受器感受器、处
26、理器处理器和和应答器应答器SensorProcessorResponseexecutor机体有精细的调节机体有精细的调节机制，调节代谢的机制，调节代谢的强度、方向和速度强度、方向和速度内外环境内外环境不断变化不断变化影响机体代谢影响机体代谢适应环境适应环境的变化的变化生物调节系统生物调节系统物质代谢物质代谢调节的层次调节的层次底物水平调节底物水平调节细胞水平调节细胞水平调节整体水平调节整体水平调节（1）底物水平调节（关键酶）底物水平调节（关键酶）- - - -ATP+CO2+ + 谷氨酰胺谷氨酰胺氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸天冬氨酸嘌呤核苷
27、酸嘌呤核苷酸ATP+5-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸PRPP-（2）细胞水平调节（细胞信号转导）细胞水平调节（细胞信号转导）腺苷环化酶腺苷环化酶 （无活性）（无活性）腺苷环化酶（有活性）腺苷环化酶（有活性） 激素（胰高血糖素、肾上腺素等）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体受体 ATP cAMP PKA(无活性无活性) 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 （无）（无） 糖原合酶糖原合酶 糖原合酶糖原合酶-P（无）（无） PKA(有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b 磷酸化酶磷酸化酶a-P（有）（有） 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P 糖原合成降低糖原合成降低 糖原分解增强糖原分解增强 G糖糖浓浓
28、度度增增加加释释放放入入血血（3）整体水平调节（神经激素水平协调）整体水平调节（神经激素水平协调）二、关键酶的调节二、关键酶的调节二、关键酶的调节二、关键酶的调节n n代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的关键酶决定代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的关键酶决定代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的关键酶决定代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的关键酶决定 。n n关键酶催化的反应具有以下特点：关键酶催化的反应具有以下特点：关键酶催化的反应具有以下特点：关键酶催化的反应具有以下特点： 一般位于代谢途径的起始或分支处；一般位于代谢途径的起
29、始或分支处；一般位于代谢途径的起始或分支处；一般位于代谢途径的起始或分支处；催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。速度慢，速度慢，速度慢，速度慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度。速度最慢的关键酶它的速度决定整个代谢途径的总速度。速度最慢的关键酶它的速度决定整个代谢途径的总速度。速度最慢的关键酶它的速度决定整个代谢途径的总速度。速度最慢的关键酶又称又称又称又称限速酶限速酶限速酶限
30、速酶(limitingvelocityenzymes)(limitingvelocityenzymes)这类酶活性除受底物调控外，还受多种代谢物或效应剂的调节。这类酶活性除受底物调控外，还受多种代谢物或效应剂的调节。这类酶活性除受底物调控外，还受多种代谢物或效应剂的调节。这类酶活性除受底物调控外，还受多种代谢物或效应剂的调节。代谢途径代谢途径代谢途径代谢途径关键酶关键酶关键酶关键酶糖原降解糖原降解糖原降解糖原降解磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶糖原合成糖原合成糖原合成糖原合成糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖酵解糖酵解糖酵解糖酵解己糖激酶己糖激酶己糖激酶己糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖
31、激酶磷酸果糖激酶-1-1-1-1丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶糖有氧氧化糖有氧氧化糖有氧氧化糖有氧氧化丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶糖异生糖异生糖异生糖异生丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1-1-1-1葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-6-6-磷酸酶磷酸酶
32、磷酸酶磷酸酶脂酸合成脂酸合成脂酸合成脂酸合成乙酰辅酶乙酰辅酶乙酰辅酶乙酰辅酶A A A A羧化酶羧化酶羧化酶羧化酶胆固醇合成胆固醇合成胆固醇合成胆固醇合成HMGHMGHMGHMG辅酶辅酶辅酶辅酶A A A A还原酶还原酶还原酶还原酶某某些些重重要要代代谢谢途途径径的的关关键键酶酶 （一）小分子结合或共价修饰对酶结构与活性的调节（一）小分子结合或共价修饰对酶结构与活性的调节（一）小分子结合或共价修饰对酶结构与活性的调节（一）小分子结合或共价修饰对酶结构与活性的调节n n1.1.变构调节变构调节变构调节变构调节n n（1 1）概念）概念）概念）概念: : 小小小小分分分分子子子子化化化化合合合合物
33、物物物与与与与酶酶酶酶分分分分子子子子活活活活性性性性中中中中心心心心以以以以外外外外的的的的某某某某一一一一部部部部位位位位特特特特异异异异结结结结合合合合，引引引引起起起起酶酶酶酶蛋蛋蛋蛋白白白白分分分分子子子子构构构构象象象象变变变变化化化化，从从从从而而而而改改改改变变变变酶酶酶酶的的的的活活活活性性性性，这这这这种调节称为酶的种调节称为酶的种调节称为酶的种调节称为酶的变构调节变构调节变构调节变构调节或或或或别构调节别构调节别构调节别构调节。被调节的酶称为被调节的酶称为变构酶变构酶或或别构酶别构酶( (allostericenzyme) )。使酶发生变构效应的物质，称为使酶发生变构效应
34、的物质，称为变构效应剂变构效应剂 ( (allostericeffector) ) 。 变构激活剂变构激活剂 allostericeffector 引起酶引起酶活性增加的变构效应剂。活性增加的变构效应剂。 变构抑制剂变构抑制剂 allostericeffector 引起酶引起酶活性降低的变构效应剂。活性降低的变构效应剂。n n别构调节一般发生在别构调节一般发生在别构调节一般发生在别构调节一般发生在底物水平底物水平底物水平底物水平，调节物质代谢通，调节物质代谢通，调节物质代谢通，调节物质代谢通路中的关键酶；路中的关键酶；路中的关键酶；路中的关键酶；n n别构调节直接针对酶分子构象本身，因此是一种
35、别构调节直接针对酶分子构象本身，因此是一种别构调节直接针对酶分子构象本身，因此是一种别构调节直接针对酶分子构象本身，因此是一种快速调节快速调节快速调节快速调节。代谢途径代谢途径代谢途径代谢途径变构酶变构酶变构酶变构酶变构激活剂变构激活剂变构激活剂变构激活剂变构抑制剂变构抑制剂变构抑制剂变构抑制剂糖酵解糖酵解糖酵解糖酵解己糖激酶己糖激酶己糖激酶己糖激酶AMPAMP、ADPADP、FDPFDP、PiPiG-6-PG-6-P磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1FDPFDP柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶ATPATP，乙酰，乙酰，乙酰，乙酰CoACo
36、A三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶AMPAMPATPATP，长链脂酰，长链脂酰，长链脂酰，长链脂酰CoACoA异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶AMPAMP，ADPADPATPATP糖异生糖异生糖异生糖异生丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA，ATPATPAMPAMP糖原分解糖原分解糖原分解糖原分解磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶b bAMPAMP，G-1-PG-1-P，PiPiATPATP，G-6-PG-6-P脂酸合成脂酸合成脂酸合成脂酸合成乙酰辅酶乙酰辅酶乙酰辅酶乙酰辅酶A A羧化
37、酶羧化酶羧化酶羧化酶柠檬酸，异柠檬酸柠檬酸，异柠檬酸柠檬酸，异柠檬酸柠檬酸，异柠檬酸长链脂酰长链脂酰长链脂酰长链脂酰CoACoA氨基酸代谢氨基酸代谢氨基酸代谢氨基酸代谢谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶ADPADP，亮氨酸，蛋氨酸，亮氨酸，蛋氨酸，亮氨酸，蛋氨酸，亮氨酸，蛋氨酸GTPGTP，ATPATP，NADHNADH嘌呤合成嘌呤合成嘌呤合成嘌呤合成谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺PRPPPRPP酰胺酰胺酰胺酰胺转移酶转移酶转移酶转移酶AMPAMP，GMPGMP嘧啶合成嘧啶合成嘧啶合成嘧啶合成天冬氨酸转甲酰酶天冬氨酸转甲酰酶天冬氨酸转甲酰酶天冬氨酸转甲酰酶CTPCTP，UTPU
38、TP核酸合成核酸合成核酸合成核酸合成脱氧胸苷激酶脱氧胸苷激酶脱氧胸苷激酶脱氧胸苷激酶dCTPdCTP，dATPdATPdTTPdTTP一些代谢途径中的变构酶及其变构效应剂一些代谢途径中的变构酶及其变构效应剂 （2）代谢途径的起始物或产物通过变构调节影）代谢途径的起始物或产物通过变构调节影响代谢途径响代谢途径 变构酶变构酶催化亚基催化亚基调节亚基调节亚基变构效应剂：变构效应剂：底物、终产物底物、终产物其他小分子代谢物其他小分子代谢物变构效应剂变构效应剂 + + 酶的调节亚基酶的调节亚基酶的构象改变酶的构象改变酶的活性改变酶的活性改变（激活或抑制（激活或抑制 ）疏松疏松亚基聚合亚基聚合紧密紧密亚基
39、解聚亚基解聚酶分子多聚化酶分子多聚化（3）变构调节的生理意义）变构调节的生理意义代谢终产物代谢终产物反馈抑制反馈抑制(feedbackinhibition)反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶丙二酸单酰丙二酸单酰CoA长链脂酰长链脂酰CoA 变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。G-6-P+ +糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶抑制糖的氧化抑制糖的氧化糖原合酶糖原合酶促进糖的储存促进糖的储存变构调节使不同的代谢途径相互协调。变构调节使不同的代谢途径相互协调。柠檬酸柠檬酸+6-磷酸果糖激酶
40、磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化抑制糖的氧化乙酰辅酶乙酰辅酶A羧化酶羧化酶促进脂酸的合成促进脂酸的合成2.化学修饰调节化学修饰调节(1)概念概念酶酶蛋蛋白白肽肽链链上上某某些些残残基基在在酶酶的的催催化化下下发发生生可可逆逆的的共共价价修修饰饰(covalentmodification)，从从而而引引起起酶酶活活性性改改变，这种调节称为变，这种调节称为酶的化学修饰调节酶的化学修饰调节。n化学修饰的主要方式：化学修饰的主要方式：磷酸化磷酸化-去磷酸去磷酸乙酰化乙酰化-脱乙酰脱乙酰甲基化甲基化-去甲基去甲基腺苷化腺苷化-脱腺苷脱腺苷SH与与SS互变互变酶酶酶酶化学修饰类型化学修饰类型化学修饰类型化学修
41、饰类型酶活性改变酶活性改变酶活性改变酶活性改变糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸脱磷酸脱磷酸激活激活激活激活/ /抑制抑制抑制抑制磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶b b激酶激酶激酶激酶磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸脱磷酸脱磷酸激活激活激活激活/ /抑制抑制抑制抑制糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸脱磷酸脱磷酸抑制抑制抑制抑制/ /激活激活激活激活丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸脱磷酸脱磷酸抑制抑制抑制抑制/ /激活激活激活激活磷酸
42、果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸脱磷酸脱磷酸抑制抑制抑制抑制/ /激活激活激活激活丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸脱磷酸脱磷酸抑制抑制抑制抑制/ /激活激活激活激活HMG-CoAHMG-CoA还原酶还原酶还原酶还原酶磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸脱磷酸脱磷酸抑制抑制抑制抑制/ /激活激活激活激活HMG-CoAHMG-CoA还原酶激酶还原酶激酶还原酶激酶还原酶激酶磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸脱磷酸脱磷酸激活激活激活激活/ /抑制抑制抑制抑制乙酰乙酰乙酰乙酰Co
43、ACoA羧化酶羧化酶羧化酶羧化酶磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸脱磷酸脱磷酸抑制抑制抑制抑制/ /激活激活激活激活脂肪细胞甘油三酯脂肪酶脂肪细胞甘油三酯脂肪酶脂肪细胞甘油三酯脂肪酶脂肪细胞甘油三酯脂肪酶磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化/ /脱磷酸脱磷酸脱磷酸脱磷酸激活激活激活激活/ /抑制抑制抑制抑制黄嘌呤氧化脱氢酶黄嘌呤氧化脱氢酶黄嘌呤氧化脱氢酶黄嘌呤氧化脱氢酶SH/-S-S-SH/-S-S-脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶/ /氧化酶氧化酶氧化酶氧化酶酶促化学修饰对酶活性的调节酶促化学修饰对酶活性的调节 酶酶的的磷磷酸酸化化与与脱脱磷磷酸酸化化-OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2OPi磷蛋白
44、磷酸酶磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的磷酸化的酶蛋白酶蛋白（2）酶促化学修饰的特点）酶促化学修饰的特点 ：酶酶蛋蛋白白的的共共价价修修饰饰是是可可逆逆的的酶酶促促反反应应，在在不不同同酶酶的的作作用用下下，酶酶蛋蛋白白的的活活性性状状态态可可互互相相转转变变。催催化化互互变变反反应应的的酶酶在在体体内内可可受受调调节因素如激素的调控。节因素如激素的调控。具有放大效应，效率较变构调节高。具有放大效应，效率较变构调节高。磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。 同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节。同一个酶可以同时受变构调节
45、和化学修饰调节。（二）酶的合成与降解对酶量及其酶活性的调节（二）酶的合成与降解对酶量及其酶活性的调节1通过诱导或阻遏酶蛋白基因的表达来调节通过诱导或阻遏酶蛋白基因的表达来调节酶蛋白含量酶蛋白含量诱导：在刺激因素作用下，酶蛋白编码基因诱导：在刺激因素作用下，酶蛋白编码基因激活激活或表达或表达增加增加，酶蛋白的生物合成，酶蛋白的生物合成增加增加，酶活性，酶活性增加增加的现象。的现象。阻遏：阻遏：酶蛋白编码基因被酶蛋白编码基因被关闭关闭或表达或表达减弱减弱，酶蛋白的生，酶蛋白的生物合成物合成停止停止或或减少减少，酶活性，酶活性降低降低的现象。的现象。n常见的诱导或阻遏方式常见的诱导或阻遏方式: :底
46、物对酶合成的诱导和阻遏底物对酶合成的诱导和阻遏产物对酶合成的阻遏产物对酶合成的阻遏激素对酶合成的诱导激素对酶合成的诱导药物对酶合成的诱导药物对酶合成的诱导2通过改变酶蛋白降解速度来调节细胞酶含量通过改变酶蛋白降解速度来调节细胞酶含量溶酶体溶酶体蛋白酶体蛋白酶体 释放蛋白水解酶，降解蛋白质释放蛋白水解酶，降解蛋白质 泛素识别、结合蛋白质；泛素识别、结合蛋白质； 蛋白水解酶降解蛋白质蛋白水解酶降解蛋白质通过改变酶蛋白分子的降解速度，也通过改变酶蛋白分子的降解速度，也能调节酶的含量。能调节酶的含量。（三）（三）酶蛋白分布差异调节与同工酶调节酶蛋白分布差异调节与同工酶调节（1）酶的区域化分布）酶的区域
47、化分布含义：含义：酶蛋白在不同亚细胞器和不同脏器内分布呈现区域化酶蛋白在不同亚细胞器和不同脏器内分布呈现区域化意义：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。扰，彼此协调，有利于调节物对各途径的特异调节。n n（2 2）同工酶调节）同工酶调节）同工酶调节）同工酶调节概念：概念：概念：概念：催化相同化学反应但化学性质不同的一类酶催化相同化学反应但化学性质不同的一类酶催化相同化学反应但化学性质不同的一类酶催化相同化学反应但化学性质不同的一类酶举例：举例：举例：举例： 己糖激酶（己糖激酶（己
48、糖激酶（己糖激酶（4 4种）种）种）种）II型：脑，型：脑，型：脑，型：脑，KmKm值较低，有利于在葡萄糖浓度较低时利用葡萄值较低，有利于在葡萄糖浓度较低时利用葡萄值较低，有利于在葡萄糖浓度较低时利用葡萄值较低，有利于在葡萄糖浓度较低时利用葡萄糖；糖；糖；糖；IVIV型：肝，型：肝，型：肝，型：肝，KmKm值较大，降低血液中高浓度葡萄糖水平。值较大，降低血液中高浓度葡萄糖水平。值较大，降低血液中高浓度葡萄糖水平。值较大，降低血液中高浓度葡萄糖水平。LDHLDH（5 5种）种）种）种）VV型：骨骼肌，对丙酮酸亲和力高，有利于丙酮酸转变为乳型：骨骼肌，对丙酮酸亲和力高，有利于丙酮酸转变为乳型：骨骼
49、肌，对丙酮酸亲和力高，有利于丙酮酸转变为乳型：骨骼肌，对丙酮酸亲和力高，有利于丙酮酸转变为乳酸；酸；酸；酸；II型：心肌及肝脏，对乳酸亲和力高，有利于心肌利用乳酸氧型：心肌及肝脏，对乳酸亲和力高，有利于心肌利用乳酸氧型：心肌及肝脏，对乳酸亲和力高，有利于心肌利用乳酸氧型：心肌及肝脏，对乳酸亲和力高，有利于心肌利用乳酸氧化分解提供能量，或者有利于肝脏利用乳酸作为糖异生的原料化分解提供能量，或者有利于肝脏利用乳酸作为糖异生的原料化分解提供能量，或者有利于肝脏利用乳酸作为糖异生的原料化分解提供能量，或者有利于肝脏利用乳酸作为糖异生的原料（四）（四）酶蛋白特异性剪接调节酶蛋白特异性剪接调节细胞内信号转
50、导过程与物质代谢细胞内信号转导过程与物质代谢第第二二节节n n对于多细胞生物来说，为了对于多细胞生物来说，为了对于多细胞生物来说，为了对于多细胞生物来说，为了协调和配合协调和配合协调和配合协调和配合各组织各组织各组织各组织细胞之间的功能活动，需要对各组织细胞的物细胞之间的功能活动，需要对各组织细胞的物细胞之间的功能活动，需要对各组织细胞的物细胞之间的功能活动，需要对各组织细胞的物质代谢或生理活动进行调节。此外当质代谢或生理活动进行调节。此外当质代谢或生理活动进行调节。此外当质代谢或生理活动进行调节。此外当外界环境外界环境外界环境外界环境变化变化变化变化时也需通过细胞间复杂的信号传递系统来时也需
51、通过细胞间复杂的信号传递系统来时也需通过细胞间复杂的信号传递系统来时也需通过细胞间复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。传递信息，从而调控机体活动。传递信息，从而调控机体活动。传递信息，从而调控机体活动。n n细胞信息的传递是由许多不同的信息物质所组细胞信息的传递是由许多不同的信息物质所组细胞信息的传递是由许多不同的信息物质所组细胞信息的传递是由许多不同的信息物质所组成的信息传递链来完成的。成的信息传递链来完成的。成的信息传递链来完成的。成的信息传递链来完成的。n n信号分子通过与受体结合，激活特定的信号放大信号分子通过与受体结合，激活特定的信号放大信号分子通过与受体结合，激活特定的
52、信号放大信号分子通过与受体结合，激活特定的信号放大系统，将外界环境调节信息传导到细胞内，影响系统，将外界环境调节信息传导到细胞内，影响系统，将外界环境调节信息传导到细胞内，影响系统，将外界环境调节信息传导到细胞内，影响细胞的物质代谢、基因表达或细胞生物学功能，细胞的物质代谢、基因表达或细胞生物学功能，细胞的物质代谢、基因表达或细胞生物学功能，细胞的物质代谢、基因表达或细胞生物学功能，从而产生出适应环境变化的应答反应。从而产生出适应环境变化的应答反应。从而产生出适应环境变化的应答反应。从而产生出适应环境变化的应答反应。n n细胞信号转导细胞信号转导细胞信号转导细胞信号转导是指特定的化学信号在靶细
53、胞内的是指特定的化学信号在靶细胞内的是指特定的化学信号在靶细胞内的是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。传递过程。传递过程。传递过程。（一）信号分子（一）信号分子n n信号分子信号分子信号分子信号分子是指由特定的信号源产生的，可以通过是指由特定的信号源产生的，可以通过是指由特定的信号源产生的，可以通过是指由特定的信号源产生的，可以通过扩散或体液转运等方式进行传递，作用于特定靶扩散或体液转运等方式进行传递，作用于特定靶扩散或体液转运等方式进行传递，作用于特定靶扩散或体液转运等方式进行传递，作用于特定靶细胞并产生特异应答的一类化学物质。细胞并产生特异应答的一类化学物质。细胞并产生特异应答的一类化
54、学物质。细胞并产生特异应答的一类化学物质。n n11、激素激素激素激素 由内分泌细胞分泌，借助血液循环运由内分泌细胞分泌，借助血液循环运由内分泌细胞分泌，借助血液循环运由内分泌细胞分泌，借助血液循环运输至远处发挥作用输至远处发挥作用输至远处发挥作用输至远处发挥作用类固醇衍生物类固醇衍生物类固醇衍生物类固醇衍生物氨基酸类衍生物氨基酸类衍生物氨基酸类衍生物氨基酸类衍生物多肽和蛋白质多肽和蛋白质多肽和蛋白质多肽和蛋白质脂肪酸类衍生物脂肪酸类衍生物脂肪酸类衍生物脂肪酸类衍生物信号分子的种类与化学本质信号分子的种类与化学本质n n2、神经递质神经递质由神经突触释放，通过突触由神经突触释放，通过突触间隙作
55、用于突触后的靶细胞间隙作用于突触后的靶细胞n n有机胺类有机胺类有机胺类有机胺类n n氨基酸类氨基酸类氨基酸类氨基酸类n n神经肽类神经肽类神经肽类神经肽类 n n3 3、生长因子生长因子生长因子生长因子 由普通细胞分泌，作用于邻近靶细由普通细胞分泌，作用于邻近靶细由普通细胞分泌，作用于邻近靶细由普通细胞分泌，作用于邻近靶细胞胞胞胞n n主要有主要有主要有主要有表皮生长因子（表皮生长因子（表皮生长因子（表皮生长因子（EGFEGF）成纤维细胞生长因子（成纤维细胞生长因子（成纤维细胞生长因子（成纤维细胞生长因子（FGFFGF）血小板衍生生长因子（血小板衍生生长因子（血小板衍生生长因子（血小板衍生生
56、长因子（PDGFPDGF）n n4 4、细胞因子细胞因子细胞因子细胞因子 由普通细胞分泌，主要介导和调节由普通细胞分泌，主要介导和调节由普通细胞分泌，主要介导和调节由普通细胞分泌，主要介导和调节免疫功能免疫功能免疫功能免疫功能n n常见的有白介素常见的有白介素常见的有白介素常见的有白介素(IL)(IL)、干扰素、干扰素、干扰素、干扰素(IFN)(IFN)、集落刺激因、集落刺激因、集落刺激因、集落刺激因子子子子( ( CSF)CSF)、肿瘤坏死因子、肿瘤坏死因子、肿瘤坏死因子、肿瘤坏死因子(TNF)(TNF)等等等等n n5 5、无机物无机物无机物无机物 n n主要有无机离子和气体分子主要有无机
57、离子和气体分子主要有无机离子和气体分子主要有无机离子和气体分子 信号分子的传递方式信号分子的传递方式1 1、内分泌信号传递（激素）、内分泌信号传递（激素）、内分泌信号传递（激素）、内分泌信号传递（激素）22、旁分泌信号传递（绝大部分生长因子和细胞因、旁分泌信号传递（绝大部分生长因子和细胞因、旁分泌信号传递（绝大部分生长因子和细胞因、旁分泌信号传递（绝大部分生长因子和细胞因 子、神经递质）子、神经递质）子、神经递质）子、神经递质）33、自分泌信号传递（一些生长因子）、自分泌信号传递（一些生长因子）、自分泌信号传递（一些生长因子）、自分泌信号传递（一些生长因子）（二）（二）受体受体n n受体受体受
58、体受体是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊蛋白分子，能够识别与结合化学分子，并触发靶蛋白分子，能够识别与结合化学分子，并触发靶蛋白分子，能够识别与结合化学分子，并触发靶蛋白分子，能够识别与结合化学分子，并触发靶细胞产生特应的生理效应细胞产生特应的生理效应细胞产生特应的生理效应细胞产生特应的生理效应n n能与受体呈特异性结合的信号分子称为能与受体呈特异性结合的信号分子称为能与受体呈特异性结合的信号分子称为能与受体呈特异性结合的信号分子称为配体配体配体配体内、外环境改变内、外环境改变
59、机体相关组机体相关组织分泌织分泌激素激素激素与靶细胞激素与靶细胞上的受体结合上的受体结合靶细胞产生生物学靶细胞产生生物学效应，适应内外环效应，适应内外环境改变境改变激素作用机制激素作用机制一、细胞内信号转导过程一、细胞内信号转导过程n n（一）作用于细胞膜受体的激素等信号分子及其（一）作用于细胞膜受体的激素等信号分子及其（一）作用于细胞膜受体的激素等信号分子及其（一）作用于细胞膜受体的激素等信号分子及其细胞内信号转导过程细胞内信号转导过程细胞内信号转导过程细胞内信号转导过程H：激素：激素R：受体：受体GP：G蛋白蛋白AC：腺苷酸环化酶：腺苷酸环化酶PDE：磷酸：磷酸二酯酶二酯酶PKr:蛋白激酶
60、调节亚单蛋白激酶调节亚单位位PKc:蛋白激酶催化亚蛋白激酶催化亚单位单位n n第一信使第一信使：细胞外传递特异信号的信号分：细胞外传递特异信号的信号分子子n n第二信使第二信使：细胞内传递特异信号的小分子：细胞内传递特异信号的小分子物质物质G蛋白蛋白n n即鸟苷酸结合蛋白，是一类位于细胞膜即鸟苷酸结合蛋白，是一类位于细胞膜胞液面的外周蛋白，通常由胞液面的外周蛋白，通常由 、 和和 三种三种亚基构成的异三聚体。亚基构成的异三聚体。n n其中，其中， 亚基可与亚基可与GTP或或GDP结合，并具结合，并具有有GTPase活性。活性。n nGG蛋白存在有活性和无活性两种状态。蛋白存在有活性和无活性两种
61、状态。蛋白存在有活性和无活性两种状态。蛋白存在有活性和无活性两种状态。n n当当当当 亚亚亚亚基基基基与与与与GDPGDP结结结结合合合合，并并并并构构构构成成成成异异异异三三三三聚聚聚聚体体体体时时时时呈呈呈呈无无无无活活活活性性性性状状状状态态态态；当当当当 亚亚亚亚基基基基与与与与GTPGTP结结结结合合合合，并并并并与与与与亚亚亚亚基基基基分分分分离离离离时时时时呈呈呈呈活活活活性性性性状状状状态态态态；当当当当 亚亚亚亚基基基基将将将将GTPGTP水水水水解解解解为为为为GDPGDP后，即可再与后，即可再与后，即可再与后，即可再与亚基亚基亚基亚基结合而失活。结合而失活。结合而失活。结
62、合而失活。n n活活活活化化化化的的的的 亚亚亚亚基基基基激激激激活活活活腺腺腺腺苷苷苷苷酸酸酸酸环环环环化化化化酶酶酶酶，使使使使ATPATP转转转转变变变变为为为为cAMPcAMP。n n关于关于G蛋白的叙述不正确的是蛋白的叙述不正确的是:A、G蛋白可与蛋白可与GDP或或GTP结合结合B、G蛋白由蛋白由、三个亚基构成三个亚基构成C、激素、激素-受体复合物能激活受体复合物能激活G蛋白蛋白D、G蛋白的三个亚基结合在一起时才有活蛋白的三个亚基结合在一起时才有活性性E、G蛋白具有蛋白具有GTP酶活性酶活性答案：答案：D腺苷环化酶腺苷环化酶 （无活性）（无活性）腺苷环化酶（有活性）腺苷环化酶（有活性
63、） 激素（胰高血糖素、肾上腺素等）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体受体 ATP cAMP PKA(无活性无活性) 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 糖原合酶糖原合酶 糖原合酶糖原合酶-P（无）（无） PKA(有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b 磷酸化酶磷酸化酶a-P（有）（有） 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P 糖原合成降低糖原合成降低 糖原分解增强糖原分解增强 G糖糖浓浓度度增增加加释释放放入入血血cAMPcAMP激活激活激活激活PKAPKA机制机制机制机制激活蛋白激活蛋白（二）（二）作用作用于细于细胞内胞内受体受体的激的激素及素及其细其细胞内胞内信号信号转导转导过程过程甲状腺素或甲状腺素或类
64、固醇激素类固醇激素二、肾上腺素通过细胞内信号转导途径二、肾上腺素通过细胞内信号转导途径对糖原代谢的调节对糖原代谢的调节三、影响物质代谢的主要激素分子及其三、影响物质代谢的主要激素分子及其整合调节整合调节四、神经激素对物质代谢调节的整合四、神经激素对物质代谢调节的整合谢谢谢！谢！RRcAMP蛋白激酶A的激活机制（演示）n ncAMPcAMP发挥作用的方式是：发挥作用的方式是： A A、cAMPcAMP与蛋白激酶的活性中心结合与蛋白激酶的活性中心结合 B B、cAMPcAMP与蛋白激酶活性中心外必需基团与蛋白激酶活性中心外必需基团结合结合 C C、cAMPcAMP使蛋白激酶磷酸化使蛋白激酶磷酸化 D D、cAMPcAMP与蛋白激酶调节亚基结合与蛋白激酶调节亚基结合 E E、cAMPcAMP使蛋白激酶脱磷酸使蛋白激酶脱磷酸 答案：答案：D D返回返回返回返回
