物质代谢的联系与调节 Metabolic network and regulation 刘新文 北京大学医学部生物化学与分子生物学系
刘新文 北京大学医学部生物化学与分子生物学系
刘新文,代谢调节 动态平衡 新 新者 生则 陈陈 化化 恒陈 代乃 谢谢 即化生 化者生
刘新文,刘物新质文代，谢代的谢联调系与节调节 新 者 陈 , 陈 乃 谢 , 新 陈 恒 代 谢 生 则 化 , 化 者 生 , 生 化 即 化 生
刘新文,代谢调节 第一节物质代谢的特点 1、共有的代谢池 2、动态平衡,以防止中间产物的堆积和缺乏 3、代谢联系构成代谢网络 4、代谢调节与协调 5、组织、器官的代谢各有特色,相互配合形成整体 6、ATP是机体能量利用的共同形式 7、 NADPH是合成代谢所需的还原当量 8、以糖和脂肪为主要供能物质,节约蛋白质 9、存在两用代谢途径,简化机构
刘新文,刘物新质文代，谢代的谢联调系与节调节 第一节 物质代谢的特点 2、动态平衡，以防止中间产物的堆积和缺乏 4、代谢调节与协调 5、组织、器官的代谢各有特色，相互配合形成整体 6、ATP是机体能量利用的共同形式 7、NADPH是合成代谢所需的还原当量 3、代谢联系构成代谢网络 1 、共有的代谢池 8 、以糖和脂肪为主要供能物质，节约蛋白质 9 、存在两用代谢途径，简化机构
刘新文,代谢调节 第二节代谢途径间的相互联系 枢纽性中间产物可以沟通不同的代谢通路 糖酵解、异生、有氧氧化、磷酸戊糖途径及糖原 代谢的交汇点:6磷酸葡萄糖(6C水平) 2、糖、核苷酸代谢的交汇点:5磷酸核糖(5C) 3、糖、甘油代谢的交汇点:磷酸二羟丙酮(3C) 4、糖、脂、氨基酸分解代谢的交汇点:乙酰辅酶A (2C 5、氨基酸、核苷酸代谢的交汇点:一碳单位(1C) 6、3个重要氨基酸与糖代谢的交汇点:Asp-草酰乙 酸(4C);Glu-酮戊二酸(5C;Aa-丙酮酸(3C
刘新文,刘物新质文代，谢代的谢联调系与节调节 第二节 代谢途径间的相互联系 一、枢纽性中间产物可以沟通不同的代谢通路 2、糖、核苷酸代谢的交汇点：5磷酸核糖（5C） 3、糖、甘油代谢的交汇点：磷酸二羟丙酮（3C） 4、糖、脂、氨基酸分解代谢的交汇点：乙酰辅酶A （2C） 5、氨基酸、核苷酸代谢的交汇点：一碳单位（1C） 1、糖酵解、异生、有氧氧化、磷酸戊糖途径及糖原 代谢的交汇点：6磷酸葡萄糖（6C水平） 6、3个重要氨基酸与糖代谢的交汇点： Asp-草酰乙 酸（4C）；Glu-酮戊二酸(5C)；Ala-丙酮酸(3C)
刘新文,代谢调节 7、奇数碳原子脂肪酸代谢与糖代谢的交汇点:琥珀 酰辅酶A(4C)、乙酰辅酶A(2C) 不同物质之间的代谢转变 1、糖是良好的碳源,可转变为:脂肪、氨基酸、 胆固醇等但一般不能转变为酮体 2、偶数碳原子的脂肪酸不能转变为葡萄糖 3、生糖、生酮、生糖兼生酮的氨基酸 4、磷酸戊糖途径可实现3、4、5、6、7C的转变 5、两用代谢途径在物质转变中具有重要意义 6、3个重要氨基酸的代谢转变:Asp;Glu;Aa
刘新文,刘物新质文代，谢代的谢联调系与节调节 1、糖是良好的碳源，可转变为：脂肪、氨基酸、 胆固醇等. 但一般不能转变为酮体 2、偶数碳原子的脂肪酸不能转变为葡萄糖 3、生糖、生酮、生糖兼生酮的氨基酸 5、两用代谢途径在物质转变中具有重要意义 7、奇数碳原子脂肪酸代谢与糖代谢的交汇点：琥珀 酰辅酶A(4C)、乙酰辅酶A(2C) 6、3个重要氨基酸的代谢转变： Asp；Glu；Ala 二、不同物质之间的代谢转变 4、磷酸戊糖途径可实现3、4、5、6、7C的转变
刘新文,代谢调节 三、能量代谢的共性 1、糖类、脂类是人体的主要供能物质 2、糖类在动物供能中的优势 3、脂肪是良好的能量储存形式,相同碳原子的脂肪 酸氧化分解时提供的ATP最多 4、ATP在能量代谢中的中心作用 四、细胞内、间的代谢联系 1、细胞器之间的代谢分工及合作 2、器官之间的代谢分工及合作
刘新文,刘物新质文代，谢代的谢联调系与节调节 1、糖类、脂类是人体的主要供能物质 2、糖类在动物供能中的优势 3、脂肪是良好的能量储存形式，相同碳原子的脂肪 酸氧化分解时提供的ATP最多 三、能量代谢的共性 4、ATP在能量代谢中的中心作用 四、细胞内、间的代谢联系 1、细胞器之间的代谢分工及合作 2、器官之间的代谢分工及合作
刘新文,代谢调节 第三节物质代谢的调节网络 细胞水平的调节酶调节:酶结构、数量、位置 1、酶活性调节:别构调节、化学修饰调节、同工酶 ■关键酶( key enzyme)与限速酶rate- limiting enzyme) 反馈调节( feedback regulation) 1.1别构调节( allosteric regulation)与别构酶 ■某些小分子可与酶蛋白特殊部位结合,引起酶分子 构象变化,由此改变酶活性 1.2化学修饰调节( chemical modification)/共价修 饰调节( covalent modification) ■磷酸化/去磷酸化是主要的修饰调节方式
刘新文,刘物新质文代，谢代的谢联调系与节调节 第三节 物质代谢的调节网络 一、细胞水平的调节/酶调节：酶结构、数量、位置 n关键酶(key enzyme)与限速酶(rate-limiting enzyme) 1、酶活性调节：别构调节、化学修饰调节、同工酶 n反馈调节(feedback regulation) 1.1 别构调节（allosteric regulation ）与别构酶 1.2 化学修饰调节（chemical modification）/ 共价修 饰调节(covalent modification ) n磷酸化/去磷酸化是主要的修饰调节方式 n某些小分子可与酶蛋白特殊部位结合，引起酶分子 构象变化，由此改变酶活性
刘新文,代谢调节 ■别构调节与化学修饰调节的异同点 别构调节共价调节 共同点 具有两种活性形式相互转变 构象改变 不同点共价键的改变无 其它酶的参与不需要 需要 级联放大 无无 有需有有 构型改变 能量 不一定 需要 意义 调节代谢方向信号转导
刘新文,刘物新质文代，谢代的谢联调系与节调节 别构调节 共价调节 共同点 具有两种活性形式相互转变 构象改变 不同点 共价键的改变 无 有 其它酶的参与 不需要 需要 级联放大 无 有 构型改变 无 有 能量 不一定 需要 意义 调节代谢方向 信号转导 n
刘新文,代谢调节 谢萄糖 :., 6磷酿薊寄辖 甘油 确酸二羟丙爾 .3-磷酸甘油膣 :2 x确散烯醇式芮酶鞭 丙酸、色氦酸、丝氨 甘氯酸苏氨酸、半胱氨酸 : 乙默辅A一酬体 亮氨酸、聩氨酸 血红露 冬氨一[草酰乙酸 :…柠檬酸::}“:,,::: f;::∴ 狐跳胺 啶 精氨酸 酪氮酸 解戊示酸一[谷氨 组氨酸 x《苯丙氨酸 酝胡 脯氨酸 CO2.: 虎珀匙 血 缬 ,…::“““苏 黑氨酸
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