沈阳药科大学生物化学课件12.ppt

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第十二章第十二章代谢和代谢调控总论代谢和代谢调控总论第一节第一节新陈代谢的概念和研究方法新陈代谢的概念和研究方法一、物质代谢的概念一、物质代谢的概念

（一）物质代谢的含义

（一）物质代谢的含义新陈代谢：

机体与外界环境不断进行物质交换的过新陈代谢：

机体与外界环境不断进行物质交换的过程程通过消化、吸收、中间代谢和排泄四个阶段来完成通过消化、吸收、中间代谢和排泄四个阶段来完成中间代谢：

中间代谢：

物质代谢：

经过消化、吸收的外界营养物质和体内原有物质代谢：

经过消化、吸收的外界营养物质和体内原有的物质，在全身一切组织和细胞中进行的多种多样的化的物质，在全身一切组织和细胞中进行的多种多样的化学变化的过程学变化的过程能量代谢：

物质在机体内进行化学变化的过程，伴随有能量代谢：

物质在机体内进行化学变化的过程，伴随有能量转移的过程能量转移的过程

（二）同化作用和异化作用二）同化作用和异化作用同化作用：

由外界环境摄取营养物质，通过消同化作用：

由外界环境摄取营养物质，通过消化、吸收在体内进行一系列复杂而有规律的化化、吸收在体内进行一系列复杂而有规律的化学变化，转化为机体自身物质。

学变化，转化为机体自身物质。

异化作用：

机体自身原有物质不断转化为代谢异化作用：

机体自身原有物质不断转化为代谢废物排出体外废物排出体外（三）合成代谢与分解代谢三）合成代谢与分解代谢合成代谢：

由简单的小分子物质合成复杂的大合成代谢：

由简单的小分子物质合成复杂的大分子物质的过程分子物质的过程分解代谢：

复杂的大分子物质分解为二氧化碳、分解代谢：

复杂的大分子物质分解为二氧化碳、水和氨水和氨二、能量代谢的概念二、能量代谢的概念

（一）代谢过程中能量的变化一）代谢过程中能量的变化机体从外界环境中摄取营养物质，这些物质进机体从外界环境中摄取营养物质，这些物质进行分解代谢时释放能量，储存于高能化合物，行分解代谢时释放能量，储存于高能化合物，供生命活动需要。

供生命活动需要。

合成代谢吸收能量合成代谢吸收能量

（二）食物的卡价和呼吸商二）食物的卡价和呼吸商食物的卡价（热价）：

食物在体内被氧化分解至食物的卡价（热价）：

食物在体内被氧化分解至最终产物所释放的能量最终产物所释放的能量每克糖、脂肪和蛋白质的卡价分别是每克糖、脂肪和蛋白质的卡价分别是17、38和和17千焦千焦呼吸商（呼吸商（RQ）：

）：

机体与外界环境在呼吸过程中机体与外界环境在呼吸过程中所交换的二氧化碳与氧的摩尔比所交换的二氧化碳与氧的摩尔比糖、脂肪和蛋白质的呼吸商分别是糖、脂肪和蛋白质的呼吸商分别是1.0、0.7和和0.8（三）基础代谢三）基础代谢基础代谢：

人体在清醒而安静状态中，没有食基础代谢：

人体在清醒而安静状态中，没有食物的消化与吸收作用的情况下，处于适宜温度，物的消化与吸收作用的情况下，处于适宜温度，所消耗的能量。

所消耗的能量。

用于维持体温及支持各种器官的基本运行，如用于维持体温及支持各种器官的基本运行，如呼吸、循环、分泌及排泄等。

呼吸、循环、分泌及排泄等。

第三节第三节代谢调控总论代谢调控总论细胞或酶水平的调节细胞或酶水平的调节：

代谢物通过影响细胞内：

代谢物通过影响细胞内酶活力和酶合成量的变化，改变合成或分解代酶活力和酶合成量的变化，改变合成或分解代谢过程的速度。

谢过程的速度。

激素水平的调节激素水平的调节：

内分泌腺所分泌的激素，通：

内分泌腺所分泌的激素，通过体液输送到组织，作用于靶细胞，改变酶活过体液输送到组织，作用于靶细胞，改变酶活性，调节代谢反应的方向和速度性，调节代谢反应的方向和速度神经系统调节神经系统调节：

中枢神经的控制下，通过神经：

中枢神经的控制下，通过神经递质对效应器发生直接影响，或者改变激素的递质对效应器发生直接影响，或者改变激素的分泌，再通过各种激素的互相协调，对整体的分泌，再通过各种激素的互相协调，对整体的代谢进行综合调节代谢进行综合调节一、细胞或酶水平的调节一、细胞或酶水平的调节两种方式：

两种方式：

酶活力的调节酶活力的调节酶合成量的调节酶合成量的调节

（一）酶活力的调节一）酶活力的调节1、反馈调节与别构酶、反馈调节与别构酶限速酶限速酶反馈抑制反馈抑制正反馈正反馈负反馈负反馈别构酶别构酶别构效应剂别构效应剂别构激活剂别构激活剂别构抑制剂别构抑制剂肝胆固醇生物合成的反馈调控肝胆固醇生物合成的反馈调控大肠杆菌大肠杆菌CTP生物合成的反馈调控生物合成的反馈调控氨基酸生氨基酸生物合成的反馈调控物合成的反馈调控协同反馈抑制与顺序反馈抑制协同反馈抑制与顺序反馈抑制协同反馈抑制：

协同反馈抑制：

两个或以上的反馈抑制作用，其作用点是一两个或以上的反馈抑制作用，其作用点是一个酶，反馈作用的强度大于两者作用之和。

个酶，反馈作用的强度大于两者作用之和。

顺序反馈抑制：

顺序反馈抑制：

串联反应中每一步的中间代谢产物都能反馈串联反应中每一步的中间代谢产物都能反馈抑制合成其本身的酶，从而造成终产物的反馈抑制合成其本身的酶，从而造成终产物的反馈抑制作用逆向于串联反应的传递。

抑制作用逆向于串联反应的传递。

2、ATP、ADP和和AMP的调节的调节磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶1糖原合成酶糖原合成酶糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶3、酶的共价修饰调节、酶的共价修饰调节酶分子多肽链上的某些基团，在另一些酶的催酶分子多肽链上的某些基团，在另一些酶的催化下可与变构剂进行可逆共价结合，结合后引化下可与变构剂进行可逆共价结合，结合后引起分子变构，使酶的活力发生变化（激活或抑起分子变构，使酶的活力发生变化（激活或抑制），而达到调节作用。

制），而达到调节作用。

图图8-17糖原合成、分解的糖原合成、分解的共价修饰调节共价修饰调节

（二）酶量的调节二）酶量的调节1.酶蛋白合成和诱导的阻遏酶蛋白合成和诱导的阻遏酶的诱导剂：

加速酶合成的化合物酶的诱导剂：

加速酶合成的化合物酶的阻遏剂：

减少酶合成的化合物酶的阻遏剂：

减少酶合成的化合物

（1）底物底物对酶合成的诱导对酶合成的诱导例如：

尿素循环中精氨酸酶受食物蛋白质诱导例如：

尿素循环中精氨酸酶受食物蛋白质诱导

（2）产物产物对酶合成的对酶合成的阻遏阻遏例如：

肝脏中例如：

肝脏中HMGCoA合成酶受胆固醇阻遏合成酶受胆固醇阻遏（3）激素激素对酶合成的诱导对酶合成的诱导例如：

胰岛素诱导糖酵解中关键酶的合成例如：

胰岛素诱导糖酵解中关键酶的合成（4）药物药物对酶合成的诱导对酶合成的诱导例如：

苯巴比妥例如：

苯巴比妥2、酶蛋白降解、酶蛋白降解改变酶蛋白分子降解的速度也能调节细胞内酶改变酶蛋白分子降解的速度也能调节细胞内酶的含量。

的含量。

（三）细胞代谢调控在生产实践中的作用三）细胞代谢调控在生产实践中的作用1、降低代谢产物的浓度、降低代谢产物的浓度

（1）赖氨酸的发酵生产）赖氨酸的发酵生产

（2）肌苷和肌苷酸的发酵生产）肌苷和肌苷酸的发酵生产2、添加诱导物类似物、添加诱导物类似物

（1）赖氨酸的发酵生产）赖氨酸的发酵生产

（2）肌苷和肌苷酸的发酵生产）肌苷和肌苷酸的发酵生产二、激素和神经系统的调节二、激素和神经系统的调节1、激素和神经系统调节的概念、激素和神经系统调节的概念激素水平的调节：

激素水平的调节：

内分泌腺所分泌的激素通过体液运送到靶细内分泌腺所分泌的激素通过体液运送到靶细胞而对代谢的调节胞而对代谢的调节神经神经-体液性调节体液性调节在中枢神经系统的直接控制下或间接通过激在中枢神经系统的直接控制下或间接通过激素对机体进行综合性调节素对机体进行综合性调节2、激素和神经系统对代谢调节的上下级关系、激素和神经系统对代谢调节的上下级关系上级内分泌腺对下级内分泌腺的调节控制上级内分泌腺对下级内分泌腺的调节控制3、负反馈作用、负反馈作用第四节第四节代谢抑制剂和抗代谢物代谢抑制剂和抗代谢物一、代谢抑制剂一、代谢抑制剂

（一）代谢抑制剂的概念和意义：

（一）代谢抑制剂的概念和意义：

指能够抑制机体代谢某一反应或某一过程的指能够抑制机体代谢某一反应或某一过程的物质。

物质。

（二）代谢（或酶）抑制剂的种类二）代谢（或酶）抑制剂的种类1、作用于细胞壁或细胞膜的抑制剂、作用于细胞壁或细胞膜的抑制剂2、核酸代谢和蛋白质生物合成抑制剂、核酸代谢和蛋白质生物合成抑制剂3、蛋白质水解和氨基酸代谢的抑制剂、蛋白质水解和氨基酸代谢的抑制剂4、糖代谢的抑制剂、糖代谢的抑制剂5、脂类代谢的抑制剂、脂类代谢的抑制剂6、电子传递体和氧化磷酸化抑制剂、电子传递体和氧化磷酸化抑制剂二、抗代谢物二、抗代谢物

（一）抗代谢物的概念：

一）抗代谢物的概念：

在化学结构上与天然代谢物类似，这些物质在化学结构上与天然代谢物类似，这些物质进入体内可与正常代谢物相拮抗，从而影响代谢进入体内可与正常代谢物相拮抗，从而影响代谢的进行。

的进行。

（二）抗代谢物的种类二）抗代谢物的种类1、维生素类似物、维生素类似物2、氨基酸类似物、氨基酸类似物3、嘌呤和嘧啶类似物、嘌呤和嘧啶类似物4、糖代谢物类似物、糖代谢物类似物（三）抗代谢物的重要意义三）抗代谢物的重要意义1、抗代谢物与药物作用机制的研究、抗代谢物与药物作用机制的研究2、抗代谢物与新药的设计、抗代谢物与新药的设计