《chapter12metabolicrelation中药课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《chapter12metabolicrelation中药课件（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目目 录录第 十二 章物质代谢的联系与调节物质代谢的联系与调节1chapter12metabolicrelation-中药目目 录录物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系第第 一一 节节一、各种能源物质的代谢相互联系相互制约二、糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢物相互联系 （一）体内糖可转变为脂肪，但脂肪酸不能转变成糖（二）体内糖与大部分氨基酸碳架部分可以相互转变 （三）脂类不能转变为氨基酸，但氨基酸能够转变为脂肪（四）某些氨基酸是核苷酸/核酸合成的前体2chapter12metabolicrelation-中药目目 录录代谢调节方式代谢调节方式第第 二二 节节一、细胞水平的代谢调节一、细胞水平的代
2、谢调节主要调节关键酶的活性主要调节关键酶的活性 （一）细胞内酶的隔离分（一）细胞内酶的隔离分布布 （二）关键酶的变构调节（二）关键酶的变构调节 （三）酶的化学修饰调节（三）酶的化学修饰调节 （四）酶量的调节（四）酶量的调节 二、激素通过作用特异受二、激素通过作用特异受体调节代谢过程体调节代谢过程三、机体通过神经系统体三、机体通过神经系统体液途径整体调节体内代谢液途径整体调节体内代谢 （一）饥饿（一）饥饿 （二）应激（二）应激四、代谢组学概念简介四、代谢组学概念简介3chapter12metabolicrelation-中药目目 录录代谢调节普遍存在于生物界，是生物的代谢调节普遍存在于生物界，是
3、生物的重要特征。重要特征。主要通过细胞内代谢物浓主要通过细胞内代谢物浓度的变化，对酶的活性及含量度的变化，对酶的活性及含量进行调节，这种调节称为进行调节，这种调节称为原始原始调节调节或或细胞水平代谢调节细胞水平代谢调节。单细胞生物单细胞生物4chapter12metabolicrelation-中药目目 录录高等生物高等生物 三级水平代谢调节三级水平代谢调节细胞水平代谢调节细胞水平代谢调节激素水平代谢调节激素水平代谢调节高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其
4、他细胞发挥代谢调节作用。挥代谢调节作用。整体水平代谢调节整体水平代谢调节在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经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。调而对机体代谢进行综合调节。返回5chapter12metabolicrelation-中药目目 录录（一）细胞内酶的隔离分布（一）细胞内酶的隔离分布代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于代谢途径有关酶类常常组成多酶体
5、系，分布于细胞的某一区域细胞的某一区域 。酶的隔离分布的意义酶的隔离分布的意义 避免了各种代谢途径互相干扰。避免了各种代谢途径互相干扰。返回6chapter12metabolicrelation-中药目目 录录 速度最慢，速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度，它的速度决定整个代谢途径的总速度，故又称其故又称其为为限速酶限速酶(limiting velocity enzymes)。 催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定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。整个代谢途径的方向。 这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效这类酶活性除受底物控制外，还受多种代
6、谢物或效应剂的调节。应剂的调节。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：代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及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方向由其中的关键酶决定 。7chapter12metabolicrelation-中药目目 录录 快速快速调节调节 迟缓迟缓调节调节数秒、数分钟数秒、数分钟通过改变酶的活性通过改变酶的活性数小时、几天数小时、几天通过改变酶的含量通过改变酶的含量 变构调节变构调节(allosteric regulation)化学修饰调节化学修饰调节(chemical modification) 代谢调节主要是通过对关键酶
7、活性的调节而实现的。代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。8chapter12metabolicrelation-中药目目 录录1. 变构调节的概念变构调节的概念小小分分子子化化合合物物与与酶酶分分子子活活性性中中心心以以外外的的某某一一部部位位特特异异结结合合，引引起起酶酶蛋蛋白白分分子子构构象象变变化化，从从而而改改变变酶酶的的活活性性，这这种种调调节节称称为酶的为酶的变构调节变构调节或或别构调节别构调节。（二）关键酶的变构调节（二）关键酶的变构调节9chapter12metabolicrelation-中药目目 录录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( (a
8、llosteric enzyme) )使酶发生变构效应的物质，称为使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂变构效应剂( (allosteric effector) ) 变构激活剂变构激活剂 allosteric effector 引起酶活性引起酶活性增加增加的变构效应剂。的变构效应剂。 变构抑制剂变构抑制剂 allosteric effector 引起酶活性引起酶活性降低降低的变构效应剂。的变构效应剂。10chapter12metabolicrelation-中药目目 录录2. 变构调节的机制变构调节的机制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
9、物其他小分子代谢物其他小分子代谢物11chapter12metabolicrelation-中药目目 录录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解聚亚基解聚酶分子多聚化酶分子多聚化12chapter12metabolicrelation-中药目目 录录3. 变构调节的生理意义变构调节的生理意义 代谢终产物反馈抑制代谢终产物反馈抑制 (feedback inhibition) 反反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。 变构调节使能量得
10、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。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。返回13chapter12metabolicrelation-中药目目 录录（三）酶的化学修饰调节（三）酶的化学修饰调节1. 1. 化学修饰的概念化学修饰的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(covalent modification)，从从而而引引起起酶酶活活性性改改变变，这这种种调调节节称称为为酶酶的的化化学学修饰修饰。14chapter12metabolicrelation-中药目目 录录2.
11、 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 S S 互变互变15chapter12metabolicrelation-中药目目 录录酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2OPi磷蛋白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16chapter12metabolicrelation-
12、中药目目 录录3. 3. 化学修饰的特点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和化学修饰调节。转至17chapter12metabolicrelation-中药目目 录录（四）酶量
13、的调节（四）酶量的调节1. 酶蛋白合成的诱导与阻遏酶蛋白合成的诱导与阻遏加速酶合成的化合物称为加速酶合成的化合物称为诱导剂诱导剂(inducer)减少酶合成的化合物称为减少酶合成的化合物称为( (辅辅) )阻遏剂阻遏剂( (repressor) )18chapter12metabolicrelation-中药目目 录录 2. 酶蛋白降解酶蛋白降解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，也能调通过改变酶蛋白分子的降解速度，也能调节酶的含量。
14、节酶的含量。返回19chapter12metabolicrelation-中药目目 录录内、外环境改变内、外环境改变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二、激素水平的代谢调节二、激素水平的代谢调节不不同同的的激激素素作作用用于于不不同同组组织织产产生生不不同同的的生生物物效应，表现较高的组织特异性和效应特异性。效应，表现较高的组织特异性和效应特异性。20chapter12metabolicrelation-中药目目 录录激素分类激素分类 膜受体
15、激素膜受体激素 胞内受体激素胞内受体激素 按激素受体在细胞的部位不同，分为：按激素受体在细胞的部位不同，分为：返回21chapter12metabolicrelation-中药目目 录录三、整体水平的代谢调节三、整体水平的代谢调节 机体可通过神经系统及神经体液途径对机体可通过神经系统及神经体液途径对机体的生理功能及物质代谢进行调节，以机体的生理功能及物质代谢进行调节，以适应环境的变化，从而维持内环境的相对适应环境的变化，从而维持内环境的相对恒定。恒定。 22chapter12metabolicrelation-中药目目 录录（一）饥饿（一）饥饿糖原消耗糖原消耗血糖趋于降低血糖趋于降低胰岛素分泌
16、减少胰岛素分泌减少胰高血糖素胰高血糖素分泌增加分泌增加 引起一系列的代谢变化引起一系列的代谢变化1. 短期饥饿（短期饥饿（13天）天）23chapter12metabolicrelation-中药目目 录录 （1）蛋白质代谢变化）蛋白质代谢变化分解加强，氨基酸异生成糖分解加强，氨基酸异生成糖（2）糖代谢变化）糖代谢变化 糖异生加强，糖异生加强，组织对葡萄糖利用降低组织对葡萄糖利用降低（3）脂代谢变化）脂代谢变化 脂肪动员加强，酮体生成增多脂肪动员加强，酮体生成增多24chapter12metabolicrelation-中药目目 录录一、在能量代谢上的相互联系一、在能量代谢上的相互联系三大营养
17、素三大营养素共同中共同中间产物间产物共同最终共同最终代谢通路代谢通路糖糖脂肪脂肪蛋白质蛋白质乙酰乙酰CoACoATAC2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPCOCO2 2三大营养素可在体内氧化供能。三大营养素可在体内氧化供能。返回25chapter12metabolicrelation-中药目目 录录（一）糖代谢与脂代谢的相互联系（一）糖代谢与脂代谢的相互联系二、糖、脂和蛋白质二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系之间的相互联系糖可以转变为脂糖可以转变为脂脂中只有甘油部分可转变为糖，脂酸部脂中只有甘油部分可转变为糖，脂酸部分很少能转变为糖（在植物和微生物中分很少能转变为糖（在植物和微生物中可以转化）可以
18、转化）26chapter12metabolicrelation-中药目目 录录乙乙醛醛酸酸循循环环返回27chapter12metabolicrelation-中药目目 录录（二）糖与氨基酸代谢的相互联系（二）糖与氨基酸代谢的相互联系1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的-酮酸，可转变为糖。酮酸，可转变为糖。2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸非必需氨基酸28chapter12metabolicrelation-中药目目 录录琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰
19、CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸 缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2CO2氨氨基基酸酸、糖糖及及脂脂肪肪代代谢谢的的联联系系T A C目
20、目 录录返回返回29chapter12metabolicrelation-中药目目 录录 1. 蛋白质可以转变为脂肪蛋白质可以转变为脂肪（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系2. 脂肪难以转变为非必需氨基酸脂肪难以转变为非必需氨基酸30chapter12metabolicrelation-中药目目 录录琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝
21、氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸 缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2CO2氨氨基基酸酸、糖糖及及脂脂肪肪代代谢谢的的联联系系T A C目目 录录返回返回31chapter12metabolicrelation-中药目目 录录（四）核酸与糖、蛋白质（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系代谢的相互联系 1. 氨基酸是体内
22、合成核酸的重要原料氨基酸是体内合成核酸的重要原料甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳单位一碳单位合成嘌呤合成嘌呤合成嘧啶合成嘧啶2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供返回32chapter12metabolicrelation-中药目目 录录内、外环境改变内、外环境改变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二、激素水平的代谢调节二、激素水平的代谢调节不不同同的的激激素素作作用用于于不不同同组组织织产产生生不不同同的
23、的生生物物效应，表现较高的组织特异性和效应特异性。效应，表现较高的组织特异性和效应特异性。33chapter12metabolicrelation-中药目目 录录激素分类激素分类 膜受体激素膜受体激素 胞内受体激素胞内受体激素 按激素受体在细胞的部位不同，分为：按激素受体在细胞的部位不同，分为：返回34chapter12metabolicrelation-中药目目 录录三、整体水平的代谢调节三、整体水平的代谢调节 机体可通过神经系统及神经体液途径对对机机体可通过神经系统及神经体液途径对对机机体可通过神经系统及神经体液途径对对机机体可通过神经系统及神经体液途径对对机体的生理功能及物质代谢进行调节
24、，以适应环境体的生理功能及物质代谢进行调节，以适应环境体的生理功能及物质代谢进行调节，以适应环境体的生理功能及物质代谢进行调节，以适应环境的变化，从而维持内环境的相对恒定。的变化，从而维持内环境的相对恒定。的变化，从而维持内环境的相对恒定。的变化，从而维持内环境的相对恒定。 35chapter12metabolicrelation-中药目目 录录（一）饥饿（一）饥饿糖原消耗糖原消耗血糖趋于降低血糖趋于降低胰岛素分泌减少胰岛素分泌减少胰高血糖素胰高血糖素分泌增加分泌增加 引起一系列的代谢变化引起一系列的代谢变化1. 短期饥饿（短期饥饿（13天）天） 肌蛋白质分解加强肌蛋白质分解加强; ;糖异生加
25、强糖异生加强; ;脂肪脂肪动员加强、酮体合成增多动员加强、酮体合成增多; ;组织对葡萄糖组织对葡萄糖的利用降低的利用降低36chapter12metabolicrelation-中药目目 录录2. 长期饥饿长期饥饿（1）蛋白质代谢变化）蛋白质代谢变化 蛋白质分解减少蛋白质分解减少（2）糖代谢变化）糖代谢变化肝肾糖异生增强肝肾糖异生增强肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸（3）脂代谢变化）脂代谢变化脂肪动员进一步加强脂肪动员进一步加强脑组织利用酮体增加脑组织利用酮体增加37chapter12metabolicrelation-中药目目 录录（二）应（二）应 激激1.
26、1. 概念概念应应激激(stress)指指人人体体受受到到一一些些异异乎乎寻寻常常的的刺刺激激，如如创创伤伤、剧剧痛痛、冻冻伤伤、缺缺氧氧、中中毒毒、感感染染及及剧剧烈烈情情绪绪波波动动等等所所作作出出一一系系列列反反应应的的“ “ 紧张状态紧张状态 ” ”。38chapter12metabolicrelation-中药目目 录录2. 机体整体反应机体整体反应交感神经兴奋交感神经兴奋肾上腺髓质（肾上腺髓质（肾上腺素）肾上腺素）及皮质激素（及皮质激素（糖皮质糖皮质激素等）激素等）分泌增多分泌增多胰高血糖素胰高血糖素、生长激素增加，、生长激素增加，胰岛素分泌减少胰岛素分泌减少 引起一系列的代谢变化
27、引起一系列的代谢变化39chapter12metabolicrelation-中药目目 录录3. 代谢改变代谢改变（1） 血糖升高血糖升高（2） 脂肪动员增强脂肪动员增强（3）蛋白质分解加强）蛋白质分解加强40chapter12metabolicrelation-中药目目 录录四、代谢组学是对低分子量代谢物集四、代谢组学是对低分子量代谢物集合的整体水平研究合的整体水平研究41chapter12metabolicrelation-中药目目 录录 高等生物的三级代谢调节水平高等生物的三级代谢调节水平高等生物的三级代谢调节水平高等生物的三级代谢调节水平 糖、脂、蛋白质和核酸代谢之间的关系糖、脂、蛋白质和核酸代谢之间的关系糖、脂、蛋白质和核酸代谢之间的关系糖、脂、蛋白质和核酸代谢之间的关系 糖、脂、蛋白质能量代谢的共同点糖、脂、蛋白质能量代谢的共同点糖、脂、蛋白质能量代谢的共同点糖、脂、蛋白质能量代谢的共同点 代谢中关键酶的活性的调节方式和相关概念代谢中关键酶的活性的调节方式和相关概念代谢中关键酶的活性的调节方式和相关概念代谢中关键酶的活性的调节方式和相关概念 小结小结42chapter12metabolicrelation-中药
