1、目目 錄錄第十四章物質代謝的聯絡與調理物質代謝的聯絡與調理Interrelationships and Regulation of Metabolism目目 錄錄物質代謝的特點物質代謝的特點Characteristics of Characteristics of MetabolismMetabolism第一節第一節目目 錄錄一、體內各種物質代謝彼此相互聯絡一、體內各種物質代謝彼此相互聯絡構成一致的整體構成一致的整體n體內各種物質包括糖、脂、蛋白質、水、無機體內各種物質包括糖、脂、蛋白質、水、無機鹽、維生素等的代謝不是彼此孤立各自為政，鹽、維生素等的代謝不是彼此孤立各自為政，而是同時進展的，而

2、且彼此相互聯絡，或相互而是同時進展的，而且彼此相互聯絡，或相互轉變，或相互依存，構成一致的整體。轉變，或相互依存，構成一致的整體。 目目 錄錄 糖糖類類 脂類脂類蛋白質蛋白質水水 無機鹽無機鹽維生素維生素 消化吸收消化吸收中間代謝中間代謝廢物排泄廢物排泄目目 錄錄機體有精細的調理機體有精細的調理機制，調理代謝的機制，調理代謝的強度、方向和速度強度、方向和速度內外環境內外環境不斷變化不斷變化影響機體代謝影響機體代謝順應環境順應環境的變化的變化二、機體存在精細的物質代謝調理機制二、機體存在精細的物質代謝調理機制n代謝調理普遍存在于生物界，是生物的重要特征。代謝調理普遍存在于生物界，是生物的重要特征

3、。 目目 錄錄三、各組織、器官物質代謝各具特征三、各組織、器官物質代謝各具特征構造不同構造不同酶系的種類、酶系的種類、含量不同含量不同不同的組不同的組織、器官織、器官代謝途徑不同、代謝途徑不同、功能各異功能各異目目 錄錄四、各種物質代謝的代謝物均具有四、各種物質代謝的代謝物均具有共同的代謝池共同的代謝池例如：例如：各各種種組組織織 消化吸收的糖消化吸收的糖 肝糖原分解肝糖原分解糖異生糖異生血血糖糖代代謝謝池池目目 錄錄五、五、ATPATP是機體儲存能量及耗費能量是機體儲存能量及耗費能量的共同方式的共同方式營養物營養物分分 解解釋放釋放能量能量ADP+PiATP直直接接供供能能目目 錄錄六、六、

4、NADPHNADPH是合成代謝所需的復原當量是合成代謝所需的復原當量例如：例如：乙酰乙酰CoANADPH + H+脂酸、膽固醇脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑目目 錄錄物質代謝的相互聯絡物質代謝的相互聯絡Interrelationships among Metabolic Interrelationships among Metabolic Pathways of Carbohydrates, Pathways of Carbohydrates, Lipids, and ProteinsLipids, and Proteins第二節第二節目目 錄錄一、在能量代謝上相互聯絡相互制約一、在能量

5、代謝上相互聯絡相互制約三大營養素三大營養素共同中共同中間產物間產物共同最終共同最終代謝通路代謝通路糖糖脂肪脂肪蛋白質蛋白質乙酰乙酰CoATAC2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATP+H2OCO2糖、脂及蛋白質可在體內氧化供能。雖然它們在體糖、脂及蛋白質可在體內氧化供能。雖然它們在體內分解氧化的代謝途徑各不一樣，但有共同規律。內分解氧化的代謝途徑各不一樣，但有共同規律。目目 錄錄乙酰輔酶乙酰輔酶A是三大營養物共同的中間代謝物，是三大營養物共同的中間代謝物，三羧酸循環是糖、脂、蛋白質最后分解的共同三羧酸循環是糖、脂、蛋白質最后分解的共同代謝途徑，釋出的能量均以代謝途徑，釋出的能量均以ATP方式儲存。方式儲

6、存。 從能量供應的角度看，三大營養素可以相互替從能量供應的角度看，三大營養素可以相互替代，并相互制約。代，并相互制約。普通情況下，供能以糖、脂為主，并盡量節約普通情況下，供能以糖、脂為主，并盡量節約蛋白質的耗費。蛋白質的耗費。目目 錄錄脂肪分解加強脂肪分解加強ATP 增多增多ATP/ADP 比值增高比值增高任一供能物質的代謝占優勢，常能抑制和節約其任一供能物質的代謝占優勢，常能抑制和節約其他物質的降解。他物質的降解。糖分解被抑制糖分解被抑制 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1被抑制被抑制糖分解代謝限速酶之一糖分解代謝限速酶之一例如：例如：目目 錄錄饑餓時饑餓時 肝糖原分解肝糖原分解 ，肌糖原分解

7、，肌糖原分解 肝糖異生肝糖異生，蛋白質分解，蛋白質分解 以脂酸、酮體分解供能為主以脂酸、酮體分解供能為主,蛋白質分解明顯降低蛋白質分解明顯降低1 2 天天3 4 周周目目 錄錄二、糖、脂和蛋白質代謝經過共同二、糖、脂和蛋白質代謝經過共同中間產物相互聯絡中間產物相互聯絡n體內糖、脂、蛋白質和核酸等的代謝不是彼此獨體內糖、脂、蛋白質和核酸等的代謝不是彼此獨立，而是相互關聯的。立，而是相互關聯的。n它們經過共同的中間代謝物，即兩種代謝途徑集它們經過共同的中間代謝物，即兩種代謝途徑集合時的中間產物，經三羧酸循環和生物氧化等聯合時的中間產物，經三羧酸循環和生物氧化等聯成整體。成整體。n三者之間可以相互轉

8、變，當一種物質代謝妨礙時三者之間可以相互轉變，當一種物質代謝妨礙時可引起其它物質代謝的紊亂。可引起其它物質代謝的紊亂。目目 錄錄一糖在體內可轉變為脂而脂酸不能轉變為糖一糖在體內可轉變為脂而脂酸不能轉變為糖n當攝入的糖量超越體內能量耗費時，糖可以當攝入的糖量超越體內能量耗費時，糖可以轉變為脂肪。轉變為脂肪。葡葡萄萄糖糖乙酰乙酰CoA合成脂肪合成脂肪脂肪組織脂肪組織合成糖原儲存肝、肌肉合成糖原儲存肝、肌肉目目 錄錄脂酸脂酸乙酰乙酰CoA葡萄糖葡萄糖脂脂肪肪甘油甘油甘油激酶甘油激酶肝、腎、腸肝、腎、腸磷酸磷酸- -甘油甘油葡葡萄萄糖糖n脂肪絕大部分不能在體內轉變為糖。脂肪絕大部分不能在體內轉變為糖。

9、目目 錄錄饑餓、糖供應缺乏或糖代謝妨礙時饑餓、糖供應缺乏或糖代謝妨礙時:高酮血癥高酮血癥草酰乙酸草酰乙酸相對缺乏相對缺乏糖缺乏糖缺乏脂肪大量發動脂肪大量發動酮體生成添加酮體生成添加氧化受阻氧化受阻n脂肪分解代謝的強度及順利進展，還有賴于脂肪分解代謝的強度及順利進展，還有賴于糖代謝的正常進展。糖代謝的正常進展。 目目 錄錄例如：例如：丙氨酸丙氨酸丙酮酸丙酮酸脫氨基脫氨基糖異生糖異生葡萄糖葡萄糖二絕大多數氨基酸的碳鏈骨架在體內可二絕大多數氨基酸的碳鏈骨架在體內可與糖相互轉變與糖相互轉變 n20種氨基酸除亮氨酸及賴氨酸外均可轉變為糖。種氨基酸除亮氨酸及賴氨酸外均可轉變為糖。 目目 錄錄糖糖丙酮酸丙酮

10、酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA檸檬酸檸檬酸- -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n糖代謝中間代謝物僅能在體內轉變成糖代謝中間代謝物僅能在體內轉變成12種非必需種非必需氨基酸。氨基酸。例如：例如：目目 錄錄氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoA脂肪脂肪三蛋白質三蛋白質/氨基酸可轉變為脂肪而脂類氨基酸可轉變為脂肪而脂類不能轉變為氨基酸不能轉變為氨基酸/蛋白質蛋白質n蛋白質可轉變為脂肪。蛋白質可轉變為脂肪。 目目 錄錄絲氨酸絲氨酸磷脂酰絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺膽胺腦磷脂腦磷脂膽堿膽堿卵磷脂卵磷脂n氨基酸也可作為合成磷脂的原料氨基酸也可作為合成磷脂的原料 。目目 錄錄脂肪脂肪甘油甘油磷酸甘

11、油醛磷酸甘油醛糖酵解途徑糖酵解途徑丙酮酸丙酮酸 其他其他-酮酸酮酸某些非必需氨基酸某些非必需氨基酸n脂肪的甘油部分可轉變為非必需氨基酸。脂肪的甘油部分可轉變為非必需氨基酸。目目 錄錄甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳單位一碳單位合成嘌呤合成嘌呤合成嘧啶合成嘧啶四氨基酸是合成核酸的重要原料四氨基酸是合成核酸的重要原料 合成核苷酸所需的磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供。合成核苷酸所需的磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供。琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸檸檬酸檸檬酸乙酰乙酰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

12、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絲氨酸絲氨酸蘇氨酸蘇氨酸色氨酸色氨酸異亮氨酸異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異亮氨酸異亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸絲氨酸絲氨酸 蘇氨酸蘇氨酸 纈氨酸纈氨酸酮體酮體亮氨酸亮氨酸 賴氨酸賴氨酸酪氨酸酪氨酸 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 谷氨酰胺谷氨酰胺組氨酸組氨酸 纈氨酸纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯絡氨基酸、糖及脂肪代謝的聯絡T A C目目 錄錄目目 錄錄組織、器官的代謝特點及聯絡組織、器官的代謝特點及聯絡Character

13、istics and Interrelationships of Metabolism of Special Tissues and Organs第三節第三節目目 錄錄一、肝是機體物質代謝的樞紐一、肝是機體物質代謝的樞紐n肝是人體的中心生化工廠肝是人體的中心生化工廠 。n肝在糖、脂、蛋白質、水、鹽及維生素代謝中肝在糖、脂、蛋白質、水、鹽及維生素代謝中均具有獨特而重要的作用。均具有獨特而重要的作用。n肝是體內能合成尿素、酮體的獨一器官，也是肝是體內能合成尿素、酮體的獨一器官，也是合成內源性類脂、膽固醇、蛋白質等最多、最合成內源性類脂、膽固醇、蛋白質等最多、最活潑的器官。活潑的器官。n雖然肝儲存糖

14、原、糖異生途徑活潑，可是肝能雖然肝儲存糖原、糖異生途徑活潑，可是肝能量供應通常以氧化脂酸為主。量供應通常以氧化脂酸為主。 目目 錄錄合成、儲存糖原合成、儲存糖原分解糖原生成葡萄糖，釋放入血分解糖原生成葡萄糖，釋放入血是糖異生的主要器官是糖異生的主要器官肝在糖代謝中的作用：肝在糖代謝中的作用：例：例：肝在維持血糖穩定中起重要作用。肝在維持血糖穩定中起重要作用。目目 錄錄酮體酮體乳酸乳酸 游離脂酸游離脂酸葡萄糖葡萄糖二、心優先利用酮體、脂酸并以有氧二、心優先利用酮體、脂酸并以有氧氧化為主氧化為主目目 錄錄 三、腦耗氧量大并以葡萄糖為供能物質三、腦耗氧量大并以葡萄糖為供能物質n腦是機體耗能大的主要器

15、官，耗腦是機體耗能大的主要器官，耗O2量占全身耗量占全身耗O2的的20%25%。n幾乎以葡萄糖為獨一供能物質。每幾乎以葡萄糖為獨一供能物質。每天耗用葡萄糖約天耗用葡萄糖約100g。由于腦組織。由于腦組織無糖原儲存，其耗用的葡萄糖主要無糖原儲存，其耗用的葡萄糖主要由血糖供應。由血糖供應。n血糖供應缺乏時，主要利用由肝生血糖供應缺乏時，主要利用由肝生成的酮體作為能源。成的酮體作為能源。 目目 錄錄四、肌肉通常以氧化脂酸為主且在四、肌肉通常以氧化脂酸為主且在猛烈運動時產生乳酸猛烈運動時產生乳酸n肌肉組織通常以氧化脂酸為主，在猛烈運動時那肌肉組織通常以氧化脂酸為主，在猛烈運動時那么以糖的無氧酵解產生乳

16、酸為主。么以糖的無氧酵解產生乳酸為主。n由于肌肉缺乏葡萄糖由于肌肉缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，因此肌糖原不能磷酸酶，因此肌糖原不能直接分解成葡萄糖提供血糖。直接分解成葡萄糖提供血糖。目目 錄錄五、紅細胞代謝以糖酵解為主五、紅細胞代謝以糖酵解為主 n紅細胞能量主要來自葡萄糖的酵解途徑，磷酸戊紅細胞能量主要來自葡萄糖的酵解途徑，磷酸戊糖途徑和糖醛酸循環比較旺盛。糖途徑和糖醛酸循環比較旺盛。n由于紅細胞沒有線粒體，因此不能進展糖的有氧由于紅細胞沒有線粒體，因此不能進展糖的有氧氧化，也不能利用脂酸及其它非糖物質，氧化，也不能利用脂酸及其它非糖物質， 目目 錄錄 六、脂肪組織是合成及儲存脂肪的六、脂肪組織是

17、合成及儲存脂肪的重要組織重要組織n脂肪組織是合成及儲存脂肪的重要組織。脂肪組織是合成及儲存脂肪的重要組織。n脂肪細胞還含有發動脂肪的激素敏感甘油三酯脂脂肪細胞還含有發動脂肪的激素敏感甘油三酯脂肪酶，能使儲存的脂肪分解成脂酸和甘油釋入血肪酶，能使儲存的脂肪分解成脂酸和甘油釋入血循環以供機體其它組織能源的需求。循環以供機體其它組織能源的需求。目目 錄錄七、腎也可進展糖異生和生成酮體七、腎也可進展糖異生和生成酮體n腎可進展糖異生、生成酮體，腎可進展糖異生、生成酮體，它是除肝外獨一可進展此兩種它是除肝外獨一可進展此兩種代謝的器官。代謝的器官。 n腎髓質因無線粒體，主要由糖腎髓質因無線粒體，主要由糖酵解

18、供能，而腎皮質那么主要酵解供能，而腎皮質那么主要由脂酸及酮體的有氧氧化供能。由脂酸及酮體的有氧氧化供能。 目目 錄錄重要器官及組織氧化供能的特點重要器官及組織氧化供能的特點 目目 錄錄目目 錄錄代謝調理代謝調理Regulations of Regulations of MetabolismMetabolism第四節第四節目目 錄錄主要經過細胞內代謝物濃度的變化，對酶主要經過細胞內代謝物濃度的變化，對酶的活性及含量進展調理，這種調理稱為原始調的活性及含量進展調理，這種調理稱為原始調理或細胞程度代謝調理。理或細胞程度代謝調理。單細胞生物單細胞生物一、代謝調理分為三級程度調理一、代謝調理分為三級程度

19、調理n代謝調理普遍存在于生物界，是生物進化過程代謝調理普遍存在于生物界，是生物進化過程中逐漸構成的反響和順應。中逐漸構成的反響和順應。n進化程度愈高的生物其代謝途徑越復雜，代謝進化程度愈高的生物其代謝途徑越復雜，代謝調理方式亦愈復雜。調理方式亦愈復雜。目目 錄錄高等生物高等生物 三級程度代謝調理三級程度代謝調理細胞程度代謝調理細胞程度代謝調理激素程度代謝調理激素程度代謝調理高等生物在進化過程中，出現了專司調理功能高等生物在進化過程中，出現了專司調理功能的內分泌細胞及內分泌器官，其分泌的激素可對其它的內分泌細胞及內分泌器官，其分泌的激素可對其它細胞發揚代謝調理作用。細胞發揚代謝調理作用。整體程度

20、代謝調理整體程度代謝調理在中樞神經系統的控制下，或經過神經纖維及在中樞神經系統的控制下，或經過神經纖維及神經遞質對靶細胞直接發生影響，或經過某些激素的神經遞質對靶細胞直接發生影響，或經過某些激素的分泌來調理某些細胞的代謝及功能，并經過各種激素分泌來調理某些細胞的代謝及功能，并經過各種激素的相互協調而對機體代謝進展綜合調理。的相互協調而對機體代謝進展綜合調理。目目 錄錄n細胞程度代謝調理、激素程度代謝調理及整體細胞程度代謝調理、激素程度代謝調理及整體程度代謝的調理統稱為三級程度代謝調理。程度代謝的調理統稱為三級程度代謝調理。n在代謝調理的三級程度中，細胞程度代謝調理在代謝調理的三級程度中，細胞程

21、度代謝調理是根底，激素及神經對代謝的調理都是經過細是根底，激素及神經對代謝的調理都是經過細胞程度的代謝調理實現的。胞程度的代謝調理實現的。 目目 錄錄 二、細胞程度的調理主要是對酶活性的調理二、細胞程度的調理主要是對酶活性的調理一細胞酶系在細胞和亞細胞區域分布一細胞酶系在細胞和亞細胞區域分布有利于酶活性調理有利于酶活性調理n細胞是組成組織及器官的最根本功能單位。細胞是組成組織及器官的最根本功能單位。n代謝途徑有關酶類經常組成酶體系，分布于代謝途徑有關酶類經常組成酶體系，分布于細胞的某一區域或亞細胞構造中。細胞的某一區域或亞細胞構造中。目目 錄錄主要代謝途徑多酶體系在細胞內的分布主要代謝途徑多酶

22、體系在細胞內的分布目目 錄錄n酶在不同組織細胞和細胞內不同細胞器的區域化分布使酶在不同組織細胞和細胞內不同細胞器的區域化分布使各組織細胞和各亞細胞構造具有各自的代謝酶譜。各組織細胞和各亞細胞構造具有各自的代謝酶譜。n同工酶譜的差別也使各組織細胞具有各自的代謝特點，同工酶譜的差別也使各組織細胞具有各自的代謝特點，各種代謝途徑互不干擾而又便于彼此協調。各種代謝途徑互不干擾而又便于彼此協調。n多酶體系、多功能酶、以及同一代謝途徑中各種酶的區多酶體系、多功能酶、以及同一代謝途徑中各種酶的區域化分布使一系列酶反響延續進展，有利于提高反響速域化分布使一系列酶反響延續進展，有利于提高反響速率和調控。率和調控

23、。n代謝物本身也會在細胞內的不同亞細胞器或區間隔離分代謝物本身也會在細胞內的不同亞細胞器或區間隔離分布，直接影響相關代謝的反響速率；同時更便于酶對代布，直接影響相關代謝的反響速率；同時更便于酶對代謝途徑的調理。謝途徑的調理。目目 錄錄n代謝途徑本質上是一系列酶催化的化學反響，其代謝途徑本質上是一系列酶催化的化學反響，其速度和方向不是由這條途徑中每一個酶而是其中速度和方向不是由這條途徑中每一個酶而是其中一個或幾個具有調理作用的關鍵酶的活性所決議一個或幾個具有調理作用的關鍵酶的活性所決議的。這些調理代謝的酶稱為調理酶的。這些調理代謝的酶稱為調理酶(regulatory enzymes)和和/或關鍵

24、酶或關鍵酶(key enzymes)。n調理某些關鍵酶或調理酶的活性是細胞代謝調理調理某些關鍵酶或調理酶的活性是細胞代謝調理的一種重要方式。的一種重要方式。 目目 錄錄 它催化的反響速度最慢，因此稱為限速酶它催化的反響速度最慢，因此稱為限速酶(limiting velocity enzymes)，它的活性決議，它的活性決議整個代謝途徑的速度；整個代謝途徑的速度； 這類酶催化單向反響，或非平衡反響，因這類酶催化單向反響，或非平衡反響，因此它的活性決議整個代謝途徑的方向；此它的活性決議整個代謝途徑的方向； 這類酶活性除受底物控制外，還受多種代這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應劑的調理。

25、謝物或效應劑的調理。 調理酶或關鍵酶所催化的反響具有下述特點：調理酶或關鍵酶所催化的反響具有下述特點： 目目 錄錄某些重要代謝途徑的關鍵酶某些重要代謝途徑的關鍵酶糖原合酶糖原合酶目目 錄錄 快速代謝快速代謝 緩慢代謝緩慢代謝 在數秒、數分鐘內發生；在數秒、數分鐘內發生； 經過改動酶的分子構造，從而改動其活性；經過改動酶的分子構造，從而改動其活性； 分為別構調理及化學修飾調理兩種。分為別構調理及化學修飾調理兩種。n代謝調理主要是經過對關鍵酶活性的調理實現的。代謝調理主要是經過對關鍵酶活性的調理實現的。 普通需數小時或數天才干實現；普通需數小時或數天才干實現； 經過對酶蛋白分子的合成或降解以改動細

26、胞內經過對酶蛋白分子的合成或降解以改動細胞內酶的含量調理。酶的含量調理。 目目 錄錄二小分子代謝物經過改動關鍵酶的構象二小分子代謝物經過改動關鍵酶的構象別構調理酶活性別構調理酶活性n別構酶別構酶allosteric enzymeallosteric enzymen別構調理別構調理allosteric regulationallosteric regulationn別構效應劑別構效應劑allosteric effectorallosteric effector 1 1、代謝途徑中的關鍵酶大多是別位酶、代謝途徑中的關鍵酶大多是別位酶 目目 錄錄小分子化合物與酶分子活性中心以外的小分子化合物與酶分子

27、活性中心以外的某一部位特異結合，引起酶蛋白分子構象變某一部位特異結合，引起酶蛋白分子構象變化，從而改動酶的活性，這種調理稱為酶的化，從而改動酶的活性，這種調理稱為酶的別構調理。別構調理。酶的別構調理酶的別構調理被調理的酶稱為別構酶。被調理的酶稱為別構酶。使酶發生變構效應的物質，稱為別構效應劑。使酶發生變構效應的物質，稱為別構效應劑。目目 錄錄目目 錄錄n別構效應劑可以是酶的底物，也可是酶體系的終別構效應劑可以是酶的底物，也可是酶體系的終產物，或其它小分子代謝物。產物，或其它小分子代謝物。n它們在細胞內濃度的改動能靈敏地反映代謝途徑它們在細胞內濃度的改動能靈敏地反映代謝途徑的強度和能量供求情況，

28、并使關鍵酶構象改動影的強度和能量供求情況，并使關鍵酶構象改動影響酶活性，從而調理代謝的強度、方向以及細胞響酶活性，從而調理代謝的強度、方向以及細胞能量的供需平衡。能量的供需平衡。目目 錄錄別構效應劑別構效應劑 + + 酶的調理亞基酶的調理亞基酶的構象改動酶的構象改動酶的活性改動酶的活性改動激活或抑制激活或抑制 疏松疏松亞基聚合亞基聚合嚴密嚴密亞基解聚亞基解聚酶分子多聚化酶分子多聚化目目 錄錄2 2代謝途徑的起始物或產物經過別構調理使代謝途徑的起始物或產物經過別構調理使代謝途徑合理進展代謝途徑合理進展 n代謝途徑終產物常可使催化該途徑起始反代謝途徑終產物常可使催化該途徑起始反響的酶遭到抑制，即反

29、響抑制響的酶遭到抑制，即反響抑制(feedback inhibition)。這類抑制多為別構抑制，這樣。這類抑制多為別構抑制，這樣可使代謝物的生成不致過多。可使代謝物的生成不致過多。目目 錄錄乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶丙二酰丙二酰CoA長鏈脂酰長鏈脂酰CoA例如：例如：目目 錄錄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進糖的儲存促進糖的儲存n別構調理還可使能量得以有效利用，不致浪費。別構調理還可使能量得以有效利用，不致浪費。目目 錄錄檸檬酸檸檬酸+ +6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化抑制糖的氧化 乙酰輔酶乙酰輔酶A 羧化酶羧

30、化酶 促進脂酸的合成促進脂酸的合成n別構調理還可使不同代謝途徑相互協調。別構調理還可使不同代謝途徑相互協調。目目 錄錄三酶促化學修飾調理關鍵酶的活性三酶促化學修飾調理關鍵酶的活性n酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發生可逆的酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發生可逆的共價修飾共價修飾(covalent modification)，從而引起酶活，從而引起酶活性改動，這種調理稱為酶的化學修飾性改動，這種調理稱為酶的化學修飾chemical modification調理調理 。1 1很多代謝途徑的調理酶經過化學修飾調理酶活性很多代謝途徑的調理酶經過化學修飾調理酶活性目目 錄錄磷酸化磷酸化 - - - -

31、 - - 去磷酸去磷酸乙酰化乙酰化 - - - - - - 脫乙酰脫乙酰甲基化甲基化 - - - - - - 去甲基去甲基腺苷化腺苷化 - - - - - - 脫腺苷脫腺苷 SH 與與 S S 互變互變n酶的化學修飾主要有：酶的化學修飾主要有：目目 錄錄n有很多調理酶經過磷酸化和有很多調理酶經過磷酸化和/或脫磷酸化調理相關或脫磷酸化調理相關代謝途徑。代謝途徑。目目 錄錄n酶蛋白分子中絲氨酸、蘇氨酸及酪氨酸的酶蛋白分子中絲氨酸、蘇氨酸及酪氨酸的羥基是磷酸化修飾的位點。羥基是磷酸化修飾的位點。 n酶的磷酸化與脫磷酸反響是不可逆的，分酶的磷酸化與脫磷酸反響是不可逆的，分別由蛋白激酶別由蛋白激酶pro

32、tein kinase及磷蛋白及磷蛋白磷酸酶磷酸酶(protein phosphatase) 催化完成。催化完成。目目 錄錄酶的磷酸化與脫磷酸化酶的磷酸化與脫磷酸化-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目目 錄錄 絕大多數屬于這類調理方式的酶都具無活性或低絕大多數屬于這類調理方式的酶都具無活性或低活性和有活性或高活性兩種方式。它們之間活性和有活性或高活性兩種方式。它們之間在兩種不同酶的催化下發生共價修飾，可以相互轉在兩種不同酶的催化下發生共價修飾，可以相互轉變。催化互變反

33、響的酶在體內受調理要素如激素的變。催化互變反響的酶在體內受調理要素如激素的控制。控制。 與別構調理不同，化學修飾是由酶催化引起的共價與別構調理不同，化學修飾是由酶催化引起的共價鍵的變化，且因其是酶促反響，故有放大效應。催鍵的變化，且因其是酶促反響，故有放大效應。催化效率常較別構調理高。化效率常較別構調理高。2 2酶促化學修飾調理有幾個特點酶促化學修飾調理有幾個特點目目 錄錄 磷酸化與脫磷酸是最常見的酶促化學修飾反響。磷酸化與脫磷酸是最常見的酶促化學修飾反響。 化學修飾調理往往由一組級聯反響組成，并與別構化學修飾調理往往由一組級聯反響組成，并與別構調理組合，因此作用迅速，又有放大效應。因此，調理

34、組合，因此作用迅速，又有放大效應。因此，是體內調理酶活性經濟而有效的方式。是體內調理酶活性經濟而有效的方式。 目目 錄錄3 3別構調理與化學修飾調理協同別構調理與化學修飾調理協同n別構調理與化學修飾調理只是調理酶活性的兩別構調理與化學修飾調理只是調理酶活性的兩種不同方式，而對某一詳細酶而言，它可同時種不同方式，而對某一詳細酶而言，它可同時受這兩種方式的調理，二者相輔相成，對細胞受這兩種方式的調理，二者相輔相成，對細胞程度代謝調理的順利進展及內環境的穩定具有程度代謝調理的順利進展及內環境的穩定具有重要意義。重要意義。 目目 錄錄1 1誘導或阻遏酶蛋白基因表達可改動酶含量誘導或阻遏酶蛋白基因表達可

35、改動酶含量加速酶合成的化合物稱為誘導劑加速酶合成的化合物稱為誘導劑(inducer)減少酶合成的化合物稱為阻遏劑減少酶合成的化合物稱為阻遏劑(repressor)四調理細胞內酶的含量改動酶的活性四調理細胞內酶的含量改動酶的活性n酶的底物、產物、激素或藥物均可影響酶的合成。酶的底物、產物、激素或藥物均可影響酶的合成。 n誘導劑或阻遏劑是在酶蛋白生物合成的轉錄或翻譯誘導劑或阻遏劑是在酶蛋白生物合成的轉錄或翻譯過程中發揚作用，但影響轉錄較常見。過程中發揚作用，但影響轉錄較常見。 目目 錄錄 常見的誘導或阻遏方式：常見的誘導或阻遏方式： 底物對酶合成的誘導和阻遏作用普遍存在于生底物對酶合成的誘導和阻遏

36、作用普遍存在于生物界；物界； 代謝反響的產物不僅可別構抑制或反響抑制關代謝反響的產物不僅可別構抑制或反響抑制關鍵酶或催化起始反響酶的活性，而且還可阻遏鍵酶或催化起始反響酶的活性，而且還可阻遏這些酶的基因表達；這些酶的基因表達； 激素對酶表達的誘導很常見；激素對酶表達的誘導很常見； 很多藥物和毒物對酶表達的影響；很多藥物和毒物對酶表達的影響；目目 錄錄2 2改動酶蛋白分子降解速度也能調理細胞酶含量改動酶蛋白分子降解速度也能調理細胞酶含量n細胞內蛋白質的降解有兩條主要途徑：細胞內蛋白質的降解有兩條主要途徑： 存在于溶酶體存在于溶酶體lysosome的的ATP-非依賴途徑；非依賴途徑； 存在于蛋白酶

37、體存在于蛋白酶體proteosome的依賴的依賴ATP的泛素途徑的泛素途徑n凡能改動或影響這兩種蛋白質降解機制的要素，凡能改動或影響這兩種蛋白質降解機制的要素，都可間接影響酶蛋白的降解速度，進而影響代謝都可間接影響酶蛋白的降解速度，進而影響代謝途徑。途徑。 目目 錄錄三、激素經過特異受體和信號通路調理代謝三、激素經過特異受體和信號通路調理代謝n經過激素來調控物質代謝是高等動物體內代謝調經過激素來調控物質代謝是高等動物體內代謝調理的重要方式。理的重要方式。n不同激素作用于不同組織產生不同的生物效應，不同激素作用于不同組織產生不同的生物效應，表現較高的組織特異性和效應特異性。這是激素表現較高的組織

38、特異性和效應特異性。這是激素作用的一個重要特點。作用的一個重要特點。n激素之所以能對特定的組織或細胞即靶組織或激素之所以能對特定的組織或細胞即靶組織或靶細胞發揚作用，是由于該組織或細胞存在有靶細胞發揚作用，是由于該組織或細胞存在有能特異識別和結合相應激素的受體能特異識別和結合相應激素的受體receptor。 目目 錄錄膜受體激素膜受體激素胞內受體激素胞內受體激素n按激素受體在細胞的部位不同，可將激素按激素受體在細胞的部位不同，可將激素分為兩大類分為兩大類: :目目 錄錄一膜受體激素經過跨膜傳送將信息傳送一膜受體激素經過跨膜傳送將信息傳送到細胞內調理代謝到細胞內調理代謝n膜受體是存在于細胞外表質

39、膜上的跨膜糖蛋白。膜受體是存在于細胞外表質膜上的跨膜糖蛋白。n這類激素包括胰島素、生長激素，促性腺激素，這類激素包括胰島素、生長激素，促性腺激素，促甲狀腺激素，甲狀旁腺素等蛋白質類激素，生促甲狀腺激素，甲狀旁腺素等蛋白質類激素，生長因子等肽類及腎上腺素等兒茶酚胺類激素。長因子等肽類及腎上腺素等兒茶酚胺類激素。n這類激素作為第一信使分子與相應的靶細胞膜受這類激素作為第一信使分子與相應的靶細胞膜受體結合后，經過跨膜傳送將所攜帶的信息傳送到體結合后，經過跨膜傳送將所攜帶的信息傳送到細胞內。然后經過第二信使將信號逐級放大，產細胞內。然后經過第二信使將信號逐級放大，產生顯著代謝效應。生顯著代謝效應。目目

40、 錄錄目目 錄錄二激素二激素-胞內受體復合物經過基因轉錄胞內受體復合物經過基因轉錄調理細胞內酶含量調理細胞內酶含量n這類激素包括類固醇激素、甲狀腺素、這類激素包括類固醇激素、甲狀腺素、1,25(OH)2維生素維生素D3及視黃酸等疏水性激素。及視黃酸等疏水性激素。 n受體位于胞液或細胞核內。受體位于胞液或細胞核內。n激素與受體結合，引起受體構象改動。然后由兩激素與受體結合，引起受體構象改動。然后由兩個激素受體復合物構成二聚體，與個激素受體復合物構成二聚體，與DNA的特定序的特定序列即激素應對元件列即激素應對元件hormone response element, HRE結合，促進或抑制相鄰的基因轉

41、錄，結合，促進或抑制相鄰的基因轉錄，進而促進或阻遏蛋白質或酶的合成，調理細進而促進或阻遏蛋白質或酶的合成，調理細胞內酶的含量。胞內酶的含量。目目 錄錄目目 錄錄四、機體經過神經系統及神經四、機體經過神經系統及神經-體液途體液途徑對物質代謝進展整體調理徑對物質代謝進展整體調理n在神經系統主導下，機體經過神經在神經系統主導下，機體經過神經-體液途徑體液途徑將不同組織、器官進展的，細胞程度、激素程將不同組織、器官進展的，細胞程度、激素程度直接調控的各種物質代謝途徑協調起來，以度直接調控的各種物質代謝途徑協調起來，以順應環境變化，維持內環境相對恒定。順應環境變化，維持內環境相對恒定。 目目 錄錄1 1

42、短期饑餓糖利用減少而脂發動加強短期饑餓糖利用減少而脂發動加強一不同饑餓形狀糖、脂和蛋白質代謝一不同饑餓形狀糖、脂和蛋白質代謝變化不同變化不同饑餓饑餓1 13 3天天糖原耗費，血糖趨于降低糖原耗費，血糖趨于降低胰島素分泌減少，胰高血糖素分泌添加胰島素分泌減少，胰高血糖素分泌添加目目 錄錄1 1各種組織對葡萄糖的利用普遍降低各種組織對葡萄糖的利用普遍降低 2 2糖異生作用加強糖異生作用加強 速度：肝臟糖異生速度約為速度：肝臟糖異生速度約為150克葡萄糖克葡萄糖/天；天；原料：原料：30%來自乳酸，來自乳酸，10%來自甘油，其他來自甘油，其他40%來自氨基酸。來自氨基酸。場所：肝臟是饑餓初期糖異生的

43、主要場所，約場所：肝臟是饑餓初期糖異生的主要場所，約占占80%，小部份約，小部份約20%那么在腎皮那么在腎皮質中進展。質中進展。 目目 錄錄3 3脂肪發動加強且酮體生成增多脂肪發動加強且酮體生成增多 血漿甘油和游離脂酸含量升高，脂肪組織血漿甘油和游離脂酸含量升高，脂肪組織發動出的脂酸約發動出的脂酸約25%在肝臟生成酮體。在肝臟生成酮體。 脂酸和酮體成為心肌、骨骼肌和腎皮質的脂酸和酮體成為心肌、骨骼肌和腎皮質的重要燃料，一部分酮體可被大腦利用。重要燃料，一部分酮體可被大腦利用。 目目 錄錄4 4肌肉蛋白質分解加強：肌肉蛋白質分解加強： 蛋白質分解加強出現略遲。蛋白質分解加強出現略遲。 蛋白質分解

44、加強時，釋放入血的氨基酸蛋白質分解加強時，釋放入血的氨基酸量添加。量添加。 肌肉蛋白質分解的氨基酸大部份轉變為肌肉蛋白質分解的氨基酸大部份轉變為丙氨酸和谷氨酰胺釋放入血循環。丙氨酸和谷氨酰胺釋放入血循環。 目目 錄錄2 2長期饑餓時代謝改動與短期饑餓不同長期饑餓時代謝改動與短期饑餓不同n脂肪發動進一步加強，肝臟生成大量酮體，腦組織脂肪發動進一步加強，肝臟生成大量酮體，腦組織利用酮體添加，超越葡萄糖，占總耗氧量的利用酮體添加，超越葡萄糖，占總耗氧量的60%。n肌肉以脂酸為主要能源，以保證酮體優先供應腦組肌肉以脂酸為主要能源，以保證酮體優先供應腦組織；肌肉蛋白質分解減少，肌肉釋出氨基酸減少，織；肌

45、肉蛋白質分解減少，肌肉釋出氨基酸減少，負氮平衡有所改善。負氮平衡有所改善。n乳酸和丙酮酸成為肝糖異生的主要來源。腎臟糖異乳酸和丙酮酸成為肝糖異生的主要來源。腎臟糖異生作用明顯加強。生作用明顯加強。 目目 錄錄二應激時血糖、脂和蛋白質分解加強二應激時血糖、脂和蛋白質分解加強n應激應激(stress)指人體遭到一些異乎尋常的刺激，如指人體遭到一些異乎尋常的刺激，如創傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及猛烈心創傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及猛烈心情動搖等所作出一系列反響的情動搖等所作出一系列反響的“ 緊張形狀緊張形狀 。n應激形狀時，交感神經興奮，腎上腺髓質及皮質應激形狀時，交感神經興奮，腎上腺髓

46、質及皮質激素分泌增多，血漿胰高血糖素及生長激素程度激素分泌增多，血漿胰高血糖素及生長激素程度添加，而胰島素分泌減少。添加，而胰島素分泌減少。 目目 錄錄1 1血糖升高血糖升高 n腎上腺素及胰高血糖素分泌添加均可激活腎上腺素及胰高血糖素分泌添加均可激活磷酸化酶促進肝糖原分解；磷酸化酶促進肝糖原分解；n腎上腺皮質激素及胰高血糖素使糖異生加腎上腺皮質激素及胰高血糖素使糖異生加強，不斷補充血糖；強，不斷補充血糖；n腎上腺皮質激素及生長素使周圍組織對糖腎上腺皮質激素及生長素使周圍組織對糖的利用降低。的利用降低。目目 錄錄2 2脂肪發動加強脂肪發動加強 n血漿游離脂酸升高，成為心肌，骨骼肌血漿游離脂酸升高

47、，成為心肌，骨骼肌及腎臟等組織主要能量來源。及腎臟等組織主要能量來源。 3 3蛋白質分解加強蛋白質分解加強 n肌肉釋出丙氨酸等氨基酸添加，同時尿肌肉釋出丙氨酸等氨基酸添加，同時尿素生成及尿氮排出添加，呈負氮平衡素生成及尿氮排出添加，呈負氮平衡 。目目 錄錄 應激時機體的代謝改動應激時機體的代謝改動目目 錄錄n肥胖是一種由食欲和能量調理紊亂引起肥胖是一種由食欲和能量調理紊亂引起的疾病，與遺傳、環境、膳食構造及膂的疾病，與遺傳、環境、膳食構造及膂力活動等多種要素有關，其發病過程復力活動等多種要素有關，其發病過程復雜，與糖尿病、高血壓、心腦血管疾病雜，與糖尿病、高血壓、心腦血管疾病親密相關，危害嚴重

48、。親密相關，危害嚴重。三肥胖是由多要素引起的食欲和能量三肥胖是由多要素引起的食欲和能量代謝調理紊亂代謝調理紊亂目目 錄錄1 1幾種激素參與正常食欲、進食的調理幾種激素參與正常食欲、進食的調理1 1某些激素引起飽感而終止進食某些激素引起飽感而終止進食 食物消化后的分解產物如葡萄糖、肽、氨基酸、食物消化后的分解產物如葡萄糖、肽、氨基酸、脂酸等可經過肝及消化道的化感受器的刺激產生脂酸等可經過肝及消化道的化感受器的刺激產生某些激素，影響機體的食欲。某些激素，影響機體的食欲。 目目 錄錄2 2機體儲存脂肪量經過激素作用于腦調理進食機體儲存脂肪量經過激素作用于腦調理進食 l胰島素可作用于腦、抑制進食；胰島

49、素可作用于腦、抑制進食；l由脂肪細胞合成分泌的瘦蛋白也可經過腦而抑制由脂肪細胞合成分泌的瘦蛋白也可經過腦而抑制進食。進食。 這兩種激素是反映體內脂肪儲存量的主要這兩種激素是反映體內脂肪儲存量的主要信息分子。信息分子。 目目 錄錄瘦蛋白瘦蛋白leptin n合成：脂肪細胞合成：脂肪細胞n靶組織：下丘腦弓狀核靶組織：下丘腦弓狀核n作用方式：與瘦蛋白受體作用方式：與瘦蛋白受體(leptin receptor)結合而激活結合而激活PKA途徑調控多種物質代謝。途徑調控多種物質代謝。n合成調理：脂肪組織體積添加時合成添加，儲脂減少，合成調理：脂肪組織體積添加時合成添加，儲脂減少， 合成降低。合成降低。目目

50、 錄錄n生物學效應：生物學效應： 抑制食欲；抑制食欲； 抑制脂肪的合成，刺激脂酸的抑制脂肪的合成，刺激脂酸的-氧化，添加能量耗費，氧化，添加能量耗費，以減少儲脂，使體重下降；以減少儲脂，使體重下降； 瘦蛋白還能添加線粒體解偶聯蛋白瘦蛋白還能添加線粒體解偶聯蛋白(UCP)表達，使氧化表達，使氧化磷酸化解偶聯而添加熱能的釋放，最終使體重下降；磷酸化解偶聯而添加熱能的釋放，最終使體重下降； 降低降低T3的生成，降低根底代謝；的生成，降低根底代謝； 降低性激素的生成減少性器官生長發育及生殖；降低性激素的生成減少性器官生長發育及生殖； 添加糖皮質激素的生成，減少脂肪的發動。添加糖皮質激素的生成，減少脂肪

51、的發動。 有利于動物在嚴重營養缺乏時的體重的堅持及有利于動物在嚴重營養缺乏時的體重的堅持及維持存活。維持存活。 目目 錄錄胰島素胰島素insulin n合成：胰腺合成：胰腺 細胞細胞n靶組織：下丘腦弓狀核神經元靶組織：下丘腦弓狀核神經元n作用方式：作用于弓狀核胰島素受體而產生效應作用方式：作用于弓狀核胰島素受體而產生效應目目 錄錄n生物學效應：生物學效應： 一方面使弓狀核增食欲神經元抑制一方面使弓狀核增食欲神經元抑制NPY的分泌；的分泌； 另一方面又使抑制食欲神經元分泌另一方面又使抑制食欲神經元分泌-MSH， 抑制食欲，減少進食，添加熱量的耗費，抑制食欲，減少進食，添加熱量的耗費，維持體重及熱量平衡維持體重及熱量平衡 。 目目 錄錄脂聯蛋白脂聯蛋白adiponectin n合成：脂肪細胞合成：脂肪細胞n作用方式：經過受體激活靶細胞作用方式：經過受體激活靶細胞cAMP/PKA途徑而途徑而產生效應產生效應n生物學效應：生物學效應： 添加肌細