生命的主要特色——代谢网络.ppt

目目 录录垄蛆梭曾型冶户毋涅径僵椰跌椽岭慌婆签窄其且鸥岛搬齐别居茨堤需雾盲生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络909清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v什么是网络什么是网络(network)?(network)?指把所有相关的事物连接起来形成的指把所有相关的事物连接起来形成的一个巨大的系统一个巨大的系统,常作为一个整体看待的、常作为一个整体看待的、由相互连接的元件所构成的集。由相互连接的元件所构成的集。概概 述述 目目 录录吠若逻文巨伸欺醉陨呸蜕保坏瘴柬珠毙侧尸铬边勉咏醒铭芽伙婚磷歉毯舱生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络910清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v近十几年来的网络化时代都带来了什么变化近十几年来的网络化时代都带来了什么变化？（网络电视、网络游戏、网络营销？（网络电视、网络游戏、网络营销）联系密切（世界范围）；联系密切（世界范围）；资源共享（世界范围）；资源共享（世界范围）；集团优势的充分体现集团优势的充分体现v几亿年前生物小小的细胞内就已经进化出了几亿年前生物小小的细胞内就已经进化出了网络化行为网络化行为代谢网络。代谢网络。目目 录录溜拢极赁妙萨酿注芦撒刁镍靳升赞窜误概碗辛恫猩草朴骑漾寐粗加嗣绿皖生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络911清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v什么是代谢网络什么是代谢网络(metabolic network)?(metabolic network)?由生物体内所有的代谢反应或途径，由生物体内所有的代谢反应或途径，以及相关的调节过程所构成的复杂网络以及相关的调节过程所构成的复杂网络系统。系统。通过代谢途径交叉点上的关键中间产通过代谢途径交叉点上的关键中间产物实现各代谢途径间的联系与转化。物实现各代谢途径间的联系与转化。目目 录录烃盾少贿蓟旺波意揩括携登陷渤词逾窿抬螟欲票实券姆漱卓策爸溢隐农岂生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络912清华版教材医学生物化学与分子生物学课件By B.Alberts目目 录录妇望秀呢咬撑艳癸说桃雇盔傈淌庞可陵织鹤滞奠点伙耙椒伍洪惧侦硼拽部生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络913清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 代谢网络有什么益处？代谢网络有什么益处？v资源共享资源共享途径。途径。v在满足需要的前提下，互通有无，最大限在满足需要的前提下，互通有无，最大限度的减少酶、代谢途径及中间产物的数量。度的减少酶、代谢途径及中间产物的数量。目目 录录捅洽呐嗽蛀蒸峡芜绢太姬叛塌彭询般嘘簇亩赃勇浪缕畅铀超罚逻扫颊殷天生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络914清华版教材医学生物化学与分子生物学课件11.1 11.1 代谢网络的特点代谢网络的特点11.2 11.2 细胞水平的代谢网络细胞水平的代谢网络11.3 11.3 器官水平的代谢网络器官水平的代谢网络11.4 11.4 整体水平的代谢网络整体水平的代谢网络11.5 11.5 代谢组学与相关组学代谢组学与相关组学 本章主要内容：本章主要内容：目目 录录诉枝帅谦憾可监勺殖郴钨愤蓝固鲍忙皖败御押兽模岿栏饵译祖屁眉商熏朝生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络915清华版教材医学生物化学与分子生物学课件11.1 11.1 代谢网络的特点代谢网络的特点v复杂代谢网络的特点是大量的要素和复杂代谢网络的特点是大量的要素和许多规章制度的循环。许多规章制度的循环。1.1.代谢网络具有整体性。代谢网络具有整体性。2.2.代谢网络具有复杂性。代谢网络具有复杂性。3.3.代谢网络具有可调性。代谢网络具有可调性。4.4.代谢网络具有特异性。代谢网络具有特异性。5.5.代谢网络具有无尺度性。代谢网络具有无尺度性。目目 录录骏摩眷杆杆泡明雄淀默掠砷桩告初撂入兄伤因嫌促的产侄忆粕礼跨车韧究生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络916清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)(1)组成和结构的整体性。组成和结构的整体性。(2)(2)代谢活动和调节的整体性。代谢活动和调节的整体性。(3)(3)代谢物来源的整体性。代谢物来源的整体性。11.1.1 11.1.1 代谢网络具有整体性代谢网络具有整体性目目 录录辱狐狭社喜圾毁箍鹅角渴菱舵挽务秋剩魂础缚诞法铸荧解裴毫勘秸啸阮著生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络917清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)(1)组成和结构的整体性组成和结构的整体性 网络的节点网络的节点代谢物代谢物 各节点间的连接各节点间的连接酶促反应、调节酶促反应、调节 反应和物质转运反应反应和物质转运反应目目 录录唉扳撤纵辙谨昆哨掣橡便圆葵遏巨壕鹅迁久忆共析次谅刺盗艘豢讹辑勃冀生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络918清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(2)(2)代谢活动和调节的整体性代谢活动和调节的整体性 食物中的混合营养成分经消化吸收到体食物中的混合营养成分经消化吸收到体内后的代谢是同时进行的，且各种物质代内后的代谢是同时进行的，且各种物质代谢之间和各条代谢途径之间彼此互相联系，谢之间和各条代谢途径之间彼此互相联系，或相互转变，或相互依存，或相互制约，或相互转变，或相互依存，或相互制约，从而构成统一的整体。从而构成统一的整体。目目 录录竣挖略轰困瑞政出捻析镊奢墓砸蹭僧油抹皖幼溉遮允堪团裙狡贤开炒孺梳生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络919清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(3)(3)代谢物来源的整体性代谢物来源的整体性 体内各种代谢物无论是从外界摄入的体内各种代谢物无论是从外界摄入的还是体内产生的，均混合在一起构成各自还是体内产生的，均混合在一起构成各自的代谢池，分布于全身各处进行代谢。的代谢池，分布于全身各处进行代谢。目目 录录撂炙隆垛粘泰症通溢线磁形衰溯袜滞喂匪鸣随个江蒜拿劲津筑皮释紊加指生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络920清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)(1)网络结构的复杂性。网络结构的复杂性。(2)(2)功能属性的复杂性。功能属性的复杂性。11.1.2 11.1.2 代谢网络具有复杂性代谢网络具有复杂性目目 录录苟姐鸦区播链侧玄趴轰僵拈水稀泛玲炸铀倦农狼婿琶坐书育焊辕陶搬秘侮生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络921清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)(1)网络结构的复杂性网络结构的复杂性 代谢网络由若干不同的代谢途径所构代谢网络由若干不同的代谢途径所构成。包括直线途径、分支途径、循环途径、成。包括直线途径、分支途径、循环途径、反馈途径、交叉途径等形式，从而使代谢反馈途径、交叉途径等形式，从而使代谢网络的结构具有复杂性。网络的结构具有复杂性。目目 录录翘焊妓腐取焊沽捅役搂谨凭涩琳矾叹逗孟疼畜媚哺朝正熊俘觉沁欲炔稗炙生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络922清华版教材医学生物化学与分子生物学课件糖原食物糖葡糖-6-磷酸酵解 中间物磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乙酰CoACO2乳酸CO2脂肪酸食物脂肪甘油储存脂肪NADPH2甘油氨基酸NH3CO2ATP尿素组织蛋白质食物蛋白质三羧酸循环乙醛酸循环磷酸戊糖途径NADPH2呼吸链磷酸戊糖ATPADPATP甲酸CO2NH3核酸H2O-酮戊二酸生糖生糖 甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺NADPH2磷脂Ser Met氨基酸酶酶基因基因糖异生糖异生酵解酵解目目 录录机滁曳路胸曲芽雇匪驼皱止暑辱佰茵累脂产底氟烽驾兄坍滓云谜邦迹赦共生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络923清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(2)(2)功能属性的复杂性功能属性的复杂性 物质代谢与能量代谢相偶联物质代谢与能量代谢相偶联 合成代谢与分解代谢相偶联合成代谢与分解代谢相偶联 代谢反应与调节反应相偶联代谢反应与调节反应相偶联 不同物质代谢途径之间相偶联不同物质代谢途径之间相偶联 使代谢网络表现出不同于单一代谢途使代谢网络表现出不同于单一代谢途径的新的功能属性。径的新的功能属性。目目 录录替诺精婪及浚撇眨哎瘪删闸登锤瑟瘴听沧促岗顽圭八组踊白拭破醒铲庄堑生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络924清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v自适应自适应(self-adaption(self-adaption）代谢网络可根据内外环境因素的改变，代谢网络可根据内外环境因素的改变，“自动地自动地”对代谢过程进行相应的调节、处对代谢过程进行相应的调节、处理和整合，以适应环境的变化，这一功能理和整合，以适应环境的变化，这一功能属性称为自适应。属性称为自适应。目目 录录杏挺黍讫瑞巴荣抽蒋帛亡哮舆脖坏闸筒楞蘸洲杏躇皋固衣瞪哄絮挽二夏似生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络925清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v由神经、体液、细胞内酶、细胞间隔等组由神经、体液、细胞内酶、细胞间隔等组成的一套调控系统，对代谢网络进行精细、成的一套调控系统，对代谢网络进行精细、完善而又复杂的调控。完善而又复杂的调控。11.1.3 11.1.3 代谢网络具有可调性代谢网络具有可调性目目 录录隔贾德郧焉呆巢走澜久陈蚜赁县藕茸叮怒瞪艘沮投惯桔哪拟隙雕阐低抢诱生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络926清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)(1)组织细胞特异性。组织细胞特异性。(2)(2)发育阶段特异性。发育阶段特异性。11.1.4 11.1.4 代谢网络具有特异性代谢网络具有特异性目目 录录轧腿放薛非酱叙谭蕾践惭汀垦脂袋沂意钡灶煌末跪抠初橱瞥叉侥规边龄盏生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络927清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v无尺度性无尺度性(free scale)(free scale)指在代谢网络中，指在代谢网络中，个别代谢物比其他代谢物参与了更多的化个别代谢物比其他代谢物参与了更多的化学反应，它们在网络中处于更为重要的地学反应，它们在网络中处于更为重要的地位。位。v如如ATPATP、NADNAD+、NADPHNADPH、乙酰、乙酰CoACoA、6-6-磷酸磷酸葡萄糖等。葡萄糖等。11.1.5 11.1.5 代谢网络具有无尺度性代谢网络具有无尺度性目目 录录契经邢钾拣咙惑乳力辈窟揩具直馅膘盯枷郭池驱业悸疵春姑绥恤母萎女秀生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络928清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)ATP(1)ATP是生物体能量储存与利用的共同形式；是生物体能量储存与利用的共同形式；(2)NAD(2)NAD+是大部分不需氧脱氢反应共同的受氢体；是大部分不需氧脱氢反应共同的受氢体；(3)NADPH(3)NADPH为大多数代谢物的合成提供还原力；为大多数代谢物的合成提供还原力；(4)(4)乙酰乙酰CoACoA是糖、脂、蛋白质三大物质代谢共同的是糖、脂、蛋白质三大物质代谢共同的枢纽点；枢纽点；(5)6-(5)6-磷酸葡萄糖是各条糖代谢途径的中间转换点。磷酸葡萄糖是各条糖代谢途径的中间转换点。目目 录录宪泄片盼质侨席稀瀑残酷雌干座氟菜侗玲棚玄玩蓝镀陈妈区辰极娜伯翟肌生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络929清华版教材医学生物化学与分子生物学课件1.1.细胞水平代谢网络与物质互变。细胞水平代谢网络与物质互变。2.2.细胞水平代谢网络与能量代谢。细胞水平代谢网络与能量代谢。3.3.细胞水平代谢网络的调节。细胞水平代谢网络的调节。11.2 11.2 细胞水平的代谢网络细胞水平的代谢网络目目 录录凯观酮落夕屋霍轨节湃凯掘铱番限也疗遥低陕获担培眼犯幸棒筛闻吻粤债生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络930清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v细胞水平的代谢网络：由细胞内所有的代细胞水平的代谢网络：由细胞内所有的代谢物及其相关的代谢反应和代谢途径、调谢物及其相关的代谢反应和代谢途径、调节反应和物质转运反应所构成。节反应和物质转运反应所构成。v通过细胞水平的代谢网络，糖、脂肪、氨通过细胞水平的代谢网络，糖、脂肪、氨基酸和核苷酸四大类物质之间可以在一定基酸和核苷酸四大类物质之间可以在一定程度上实现相互转变。程度上实现相互转变。11.2.1 11.2.1 细胞水平代谢网络与物质互变细胞水平代谢网络与物质互变目目 录录缸阁贝蜀庄囱袄奖谜沼芽队钨鸿痰六札漾鸣屈曲硼潍股藏悦狼惑肋瓷拄佃生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络931清华版教材医学生物化学与分子生物学课件糖、脂类、蛋白质、核酸代谢之间的联系糖、脂类、蛋白质、核酸代谢之间的联系目目 录录仪新挑上固逮扣张包忍狙女啮决输喊盲民疲武带牡饥疑捌苛揍吕疫央佩蜒生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络932清华版教材医学生物化学与分子生物学课件脂肪脂肪甘油甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮糖代谢糖代谢脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoACoA琥珀酸琥珀酸糖糖(植物植物)乙醛酸循环乙醛酸循环-氧化氧化糖异生糖异生TCA糖糖乙酰乙酰CoACoA、NADPHNADPH脂肪酸脂肪酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮-磷酸甘油磷酸甘油脂肪脂肪有有氧氧化氧氧化酵解酵解从头合成从头合成(1)(1)糖代谢与脂类代谢的相互联系糖代谢与脂类代谢的相互联系目目 录录跟穆胆悬铬缴捉严谗痈仅堕钱遵符放础奥南基侨旦荆接蚜挖炎芳湘晓橱瞎生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络933清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(2)(2)糖代谢与蛋白质代谢的相互联系糖代谢与蛋白质代谢的相互联系糖糖-酮酸酮酸 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质 NH3蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸 糖糖 （生糖氨基酸生糖氨基酸）目目 录录帖浸继子声述熄吭刑拆缸乓袖情碳疫沈壳肆鼓颈遵曰你椒粉淫碑漓焚哟依生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络934清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(3)(3)脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系脂肪脂肪甘油甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoACoA氨基酸碳架氨基酸碳架氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸脂肪脂肪蛋白质蛋白质酮酸或乙酰酮酸或乙酰CoACoA脂肪酸脂肪酸（生酮氨基酸）（生酮氨基酸）氨基酸氨基酸目目 录录场忽听姨贯楼禽纫夫镣捶锈逊尊盾冒驾婿百懊垮堪漫抨份竣吓桂分程做毁生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络935清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)(1)糖可以转变成脂类，但脂类中仅甘油和丙酰糖可以转变成脂类，但脂类中仅甘油和丙酰CoACoA部分可以转变成糖；部分可以转变成糖；(2)(2)糖能转变成非必需氨基酸，但大多数氨基酸可糖能转变成非必需氨基酸，但大多数氨基酸可以转变成糖以转变成糖；(3)(3)脂类仅甘油部脂类仅甘油部分分可以转变成氨基酸，但氨基酸可以转变成氨基酸，但氨基酸可以转变成脂类可以转变成脂类；(4)(4)氨基酸和糖均可以转变成核苷酸，但脂类仅甘氨基酸和糖均可以转变成核苷酸，但脂类仅甘油部份可以转变成核苷酸油部份可以转变成核苷酸。目目 录录辗场副淡豫跟失苯咽耘初抨教丈月孝韶亩吉愉践脯行自雹糖挚亭探舒广冈生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络936清华版教材医学生物化学与分子生物学课件糖原糖原 三酰甘油三酰甘油 蛋白质蛋白质 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙酰乙酰CoA TAC TAC 2H2H 呼吸链呼吸链 H H2 2O O ADP+Pi ATP COCO2 2 11.2.2 11.2.2 细胞水平代谢网络与能量代谢细胞水平代谢网络与能量代谢目目 录录钩姬祈足懦抄似诸旅吏善簿椅摹廉秘锑于拂暗丙诣关窘金获祭语叠抚稽计生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络937清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v糖糖机体的机体的“燃烧材料燃烧材料”。v脂肪脂肪机体的机体的“储能材料储能材料”。v蛋白质蛋白质机体的机体的“建筑材料建筑材料”。目目 录录滔馈牧捎静亦偶澈档首役慌违麓贴驭商辨妨淆告沫玫捡曾炸兼农涪固由星生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络938清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v代谢调节机制：代谢调节机制：细胞水平代谢网络调节细胞水平代谢网络调节 器官水平代谢网络调节器官水平代谢网络调节 整体水平代谢网络调节整体水平代谢网络调节 统称为三级水平代谢网络调节。统称为三级水平代谢网络调节。11.2.3 11.2.3 细胞水平代谢网络的调节细胞水平代谢网络的调节目目 录录红抱估酬泪粳串哉挖浑嘴熙怔陌纯搓摘亦范戎寻售厩拽瘁秃担狼杯导绪霜生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络939清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v细胞水平代谢网络调节机制：细胞水平代谢网络调节机制：(1)(1)代谢区室的调节代谢区室的调节 (2)(2)变构调节变构调节 (3)(3)共价修饰调节共价修饰调节 (4)(4)酶含量调节酶含量调节目目 录录秦发环拘奏诊翻叛兹踩穷甚颂丧晨硒谜标耕向嫉蝗持各溶济夜苗旨碱瓤类生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络940清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)(1)细胞内酶体系的代谢区室调节：细胞内酶体系的代谢区室调节：代谢区室代谢区室(metabolon)(metabolon)：细胞内每条：细胞内每条代谢途径的酶体系在细胞内都有一定区代谢途径的酶体系在细胞内都有一定区域或亚细胞分布。域或亚细胞分布。目目 录录帧拒崇饥什茨诺鞋广撂芭扯布痒牲糊馅篓肛疡郊踢但稿么囚欲手窄齐阅苦生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络941清华版教材医学生物化学与分子生物学课件细胞有精细的亚细胞细胞有精细的亚细胞结构。结构。细胞内不同区域代细胞内不同区域代谢物的浓度不一致。谢物的浓度不一致。目目 录录蘑吩乡遗拳赡域恍樟滨使执闻练鸽欢埔肚宜粗线依耗刻如凌松案阐吓稼奉生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络942清华版教材医学生物化学与分子生物学课件糖糖有氧氧化有氧氧化脂肪酸脂肪酸氧化氧化三羧酸循环三羧酸循环呼吸链呼吸链DNADNA、RNARNA合成合成糖糖合成合成脂肪脂肪合成合成蛋白质蛋白质合成合成核酸核酸降解降解生物膜控制生物膜控制底物浓度底物浓度目目 录录噪无豪倍憎钉脖匹榜饯闽鞍拘填棉故翅丹氧暇私封滑倪跑哇包铡腺荤傻凸生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络943清华版教材医学生物化学与分子生物学课件表表11-1 11-1 细胞水平代谢网络中不同酶体系的代谢区室细胞水平代谢网络中不同酶体系的代谢区室代谢途径代谢途径酶体系分布酶体系分布代谢途径代谢途径酶体系分布酶体系分布糖无氧氧化糖无氧氧化胞液胞液脂肪酸脂肪酸-氧化氧化胞液和线粒体胞液和线粒体糖有氧氧化糖有氧氧化胞液和线粒体胞液和线粒体酮体生成与利用酮体生成与利用线粒体线粒体磷酸戊糖磷酸戊糖胞液胞液胆固醇合成胆固醇合成胞液和内质网胞液和内质网糖原合成糖原合成胞液胞液磷脂合成磷脂合成内质网内质网糖原分解糖原分解胞液胞液尿素合成尿素合成线粒体和胞液线粒体和胞液糖异生糖异生线粒体和（或）线粒体和（或）胞液胞液三羧酸循环和三羧酸循环和氧化磷酸化氧化磷酸化线粒体线粒体目目 录录蓑桅墙冯港权湛谍廊懊舟么富龚劈烽洒埃喷毡亭崔复鞋纶呀横千空鸭铂悍生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络944清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v细胞内代谢区室隔离的意义：细胞内代谢区室隔离的意义：可避免代谢途径之间相互干扰。可避免代谢途径之间相互干扰。有利于不同调节因素对不同代谢途径的特异调节。有利于不同调节因素对不同代谢途径的特异调节。区域分布使代谢物浓度对代谢速度产生重要影响。区域分布使代谢物浓度对代谢速度产生重要影响。目目 录录随彰币脯玻讲途痈祝或咱垃铜憾趣送泅霸懂散累掐如煌蹋钨镇晶碱撒糊盲生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络945清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(2)(2)关键酶的变构调节：关键酶的变构调节：最原始和最基本的细胞水平代谢最原始和最基本的细胞水平代谢网络调节方式。网络调节方式。目目 录录原蛆捂暂迂靛是躇唱辽磕筹拄旦哎争预廷殴宙基敖养右臂祟争辉辫最琼蕊生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络946清华版教材医学生物化学与分子生物学课件表表11-2 11-2 细胞水平代谢网络中常见关键酶的变构调节细胞水平代谢网络中常见关键酶的变构调节妻挡得藻桅肺篱而版熬赴酞拴鹿磕诱监十她撑碑镐薄度塌铝筛衅证摩赞脚生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络947清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v通过对关键酶的变构调节：通过对关键酶的变构调节：避免原材料的不必要浪费；避免原材料的不必要浪费；有效储存所需能量；有效储存所需能量；维持代谢物的动态平衡；维持代谢物的动态平衡；使不同代谢途径之间实现相互联系、相使不同代谢途径之间实现相互联系、相互协调。互协调。目目 录录什熊失里点邓倦埃棕逼姜胞纬族邯滴急奢垂引蛤谭酗贩嘻育系谜否油齿疲生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络948清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(3)(3)酶的共价修饰调节：酶的共价修饰调节：通常与细胞外的调节因素相偶联。通常与细胞外的调节因素相偶联。即将细胞水平代谢网络的调节与器官即将细胞水平代谢网络的调节与器官水平及整体水平的代谢网络调节偶联起来，水平及整体水平的代谢网络调节偶联起来，最终实现生物体的整体调节以适应内外环境最终实现生物体的整体调节以适应内外环境的变化。的变化。目目 录录盾峰尝梗售酣正侧栅粕赵咋液愤茫闷酗婆焉坚倘恕揍曼诸刁出纶态翌姓跑生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络949清华版教材医学生物化学与分子生物学课件-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-O-PO32-ThrSerTyr酶蛋白酶蛋白酶蛋白的磷酸化与脱磷酸化修饰酶蛋白的磷酸化与脱磷酸化修饰 目目 录录凋猾玲研挑绦吟伯写剔于剪岿算窍野应椰亮坪棕冻跟碗层摆音鸵婆臀碍源生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络950清华版教材医学生物化学与分子生物学课件激素激素激素受体激素受体ATPcAMP+PPi酶酶A(无活性）无活性）酶酶A(有活性）有活性）酶酶B(无活性）无活性）酶酶B(有活性）有活性）酶酶C(无活性）无活性）酶酶C(有活性）有活性）酶酶D(无活性）无活性）酶酶D(活性极大）活性极大）代谢反应代谢反应环化酶环化酶激活激活1010010001041（浓度）（浓度）目目 录录津软祭绸拦良采宁谊呢花陪迄孤配蜕囱设堤赌瞩膏昆棒架参脉喂锦好翠洁生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络951清华版教材医学生物化学与分子生物学课件表表11-3 11-3 细胞水平代谢网络中常见关键酶的共价修饰调节细胞水平代谢网络中常见关键酶的共价修饰调节代谢途径代谢途径关键酶关键酶磷酸化磷酸化(激活激活)/)/脱磷酸化脱磷酸化(抑制抑制)磷酸化磷酸化(抑制抑制)/)/脱磷酸化脱磷酸化(激活激活)糖原合成与分解糖原合成与分解糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原合酶糖原合酶糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶b b激酶激酶糖无氧氧化糖无氧氧化磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-2-2糖有氧氧化糖有氧氧化丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体糖异生糖异生果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-2-2脂肪合成与分解脂肪合成与分解激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶胆固醇合成胆固醇合成HMG-CoAHMG-CoA还原酶激酶还原酶激酶HMG-CoAHMG-CoA还原酶还原酶目目 录录痹身柄烫噬撕联巳肤鼠酶箭搅痞颧吼铁忿鉴酮霸秩柑乘叹猾楼完馆免枯邑生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络952清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(4)(4)酶含量调节：酶含量调节：主要涉及酶蛋白合成的诱导与阻遏。主要涉及酶蛋白合成的诱导与阻遏。目目 录录额葡眨垂墩银霍向邯炯习巨蛊类沥搪嗣耗迂培福主峨寐役良恢玄脉河热蝎生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络953清华版教材医学生物化学与分子生物学课件表表11-4 11-4 细胞水平代谢网络中酶含量的调节细胞水平代谢网络中酶含量的调节蜒锅绕粥凄崇杆蒙豫蓄热铂乒轧件碴葛厕圃吞疏腾忙稀里戎三纳莲柯谬咀生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络954清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v指利用体液指利用体液(主要是血液主要是血液)的物质转运过程相互的物质转运过程相互偶联，并通过体液因素偶联，并通过体液因素(主要是激素主要是激素)进行调节，进行调节，在不同组织器官之间形成了复杂的代谢网络。在不同组织器官之间形成了复杂的代谢网络。器官水平代谢网络实现的作用：器官水平代谢网络实现的作用：(1)(1)维持生物体内葡萄糖代谢的平衡，以便为脑维持生物体内葡萄糖代谢的平衡，以便为脑和红细胞提供稳定的葡萄糖供应。和红细胞提供稳定的葡萄糖供应。(2)(2)使能源物质在充足时能够被储存；而在短缺使能源物质在充足时能够被储存；而在短缺或需求过多时能够被有效地动员或补充。或需求过多时能够被有效地动员或补充。11.3 11.3 器官水平的代谢网络器官水平的代谢网络目目 录录山怕款用悸佛颂上瞒莆课范杰干赌总拉装纳蓉指焊羞妄卖诱荔府稻扮人给生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络955清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v器官水平代谢网络：器官水平代谢网络：(1)(1)不同组织器官中物质代谢的特点。不同组织器官中物质代谢的特点。(2)(2)饥饿状态时器官水平的代谢网络。饥饿状态时器官水平的代谢网络。(3)(3)饱食状态时器官水平的代谢网络。饱食状态时器官水平的代谢网络。(4)(4)适度运动时器官水平的代谢网络。适度运动时器官水平的代谢网络。(5)(5)器官水平代谢网络的调节。器官水平代谢网络的调节。目目 录录拘琳猛驻箭怒锅类缘趾蒙阂诊泊荔中笨咏副宁燥股建猿勇哑螟六棍奢篱缮生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络956清华版教材医学生物化学与分子生物学课件11.3.1 11.3.1 不同组织器官中物质代谢的特点不同组织器官中物质代谢的特点埃出搏铃帖巨凤否择鸡弊矮御步膨钱疙谰住店袁搜脐吻烷陶仑郎包鲍碑佛生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络957清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)(1)短期饥饿状态：禁食过夜期间。短期饥饿状态：禁食过夜期间。(2)(2)长期饥饿状态：饥饿持续数周。长期饥饿状态：饥饿持续数周。11.3.2 11.3.2 饥饿状态时器官水平的代谢网络饥饿状态时器官水平的代谢网络目目 录录康旅莉吟桃饿有弄忿崎盯粟俐饥祝丸诊德脚膀造银料判流掌破嗣硼涨岂锗生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络958清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)(1)短期饥饿状态：短期饥饿状态：脑脑能量能量葡萄糖葡萄糖肝肝 糖原糖原糖异生糖异生-氧化氧化能量能量脂肪酸脂肪酸酮体酮体脂肪组织脂肪组织 三酰三酰甘油甘油甘油甘油骨骼肌骨骼肌 丙酮酸丙酮酸支链氨基酸支链氨基酸蛋白质蛋白质丙氨酸丙氨酸/谷氨酰胺谷氨酰胺能量能量红细胞红细胞 能量能量乳酸乳酸目目 录录吓枝静想摄衣舵辐马铅蠢酚堕形霖讥冶丹奈蹈淡万爬缝盛昼后翘干再考溅生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络959清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)(1)长期饥饿状态：长期饥饿状态：脑脑能量能量葡萄糖葡萄糖肝和肾肝和肾糖异生糖异生-氧化氧化能量能量脂肪酸脂肪酸酮体酮体脂肪组织脂肪组织 三酰三酰甘油甘油甘油甘油骨骼肌骨骼肌 丙酮酸丙酮酸支链氨基酸支链氨基酸蛋白质蛋白质能量能量红细胞红细胞能量能量乳酸乳酸丙氨酸丙氨酸/谷氨酰胺谷氨酰胺目目 录录款摸犬例死喳强绊洽腥芍淆青雪埔荫镶裸殉费赛铲鬃芋扩懊馒李毙励季喇生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络960清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 11.3.3 11.3.3 饱食状态时器官水平的代谢网络饱食状态时器官水平的代谢网络肝肝脑脑能量能量葡萄糖葡萄糖能量能量脂肪酸脂肪酸脂肪组织脂肪组织 三酰甘油三酰甘油VLDLVLDL骨骼肌骨骼肌 蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸乳糜微粒乳糜微粒小肠小肠消化消化淀粉淀粉三酰三酰甘油甘油蛋白质蛋白质三酰甘油三酰甘油合成合成肝糖原肝糖原能量能量氧化分解氧化分解脂肪酸合成脂肪酸合成肌糖原肌糖原目目 录录楼肤医峙薪朽蔑褒宣饰男狂惠世虾附器馒笼矮窜虐存酱那道慎甥示却绍窃生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络961清华版教材医学生物化学与分子生物学课件11.3.4 11.3.4 适度运动时器官水平的代谢网络适度运动时器官水平的代谢网络乳酸乳酸乳酸乳酸脑脑能量能量葡萄糖葡萄糖肝肝 肝糖原肝糖原能量能量脂肪酸脂肪酸脂肪组织脂肪组织 三酰甘油三酰甘油甘油甘油骨骼肌骨骼肌 糖无氧氧化糖无氧氧化肌糖原肌糖原能量能量红细胞红细胞能量能量糖异生糖异生-氧化氧化目目 录录承醋鲸祈赵倔侄陀妓涯掉瘦恍韩绢孪炳弛社焉揖咯畦吧千映系莱彝获惺连生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络962清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v调节器官水平代谢网络的主要因素调节器官水平代谢网络的主要因素激素。激素。(1)(1)作用于膜受体的激素调节。作用于膜受体的激素调节。(2)(2)作用于胞内受体的激素调节。作用于胞内受体的激素调节。11.3.5 11.3.5 器官水平代谢网络的调节器官水平代谢网络的调节目目 录录瞅漾淡灾惹娘谜逞蔑沤栈祟囚伟慢惹一搬咋凰毒桥酥碳块钧原缝贰靖剧篡生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络963清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(1)(1)作用于膜受体的激素调节：作用于膜受体的激素调节：作用规律是：激素作用规律是：激素+相应的膜受体相应的膜受体激激素素-受体复合物受体复合物影响存在于膜内侧的信影响存在于膜内侧的信号转导蛋白或酶的催化活性号转导蛋白或酶的催化活性改变胞内改变胞内第二信使的浓度第二信使的浓度调节某种蛋白激酶的调节某种蛋白激酶的活性活性最终产生一系列的代谢及生理效最终产生一系列的代谢及生理效应。应。目目 录录汐殖牌巧农帝司耽短梧冗缅车镊摔睬符戎妊牺幅李滓打伊出兹艾榷蠢余托生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络964清华版教材医学生物化学与分子生物学课件(2)(2)作用于胞内受体的激素调节：作用于胞内受体的激素调节：v可透过细胞膜进入胞内可透过细胞膜进入胞内与胞液中的特异受体与胞液中的特异受体结合形成激素结合形成激素-受体复合物受体复合物然后再进入核内。然后再进入核内。目目 录录版铃讨擂剃眠惯陀摧甭职羚治帜廊葱个懈的督丈赋至愈谜阜擅起坚味趣够生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络965清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v激素直接进入细胞核激素直接进入细胞核激素激素-受体复合物受体复合物二聚化二聚化与与DNADNA分子上的激素反应元件结分子上的激素反应元件结合合促进促进(或抑制或抑制)相应结构基因的表达相应结构基因的表达以调节细胞内蛋白质或酶的含量以调节细胞内蛋白质或酶的含量从而从而实现激素对物质代谢的调节。实现激素对物质代谢的调节。目目 录录屠讼漱摔绢痊朝煌悬户贯锄葫敦荒劣坡互棍缺伙怜渡拙鞍蜀癣豫烘广血妄生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络966清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v指由神经系统、内分泌系统和全身各器指由神经系统、内分泌系统和全身各器官、组织和细胞参与构成的物质代谢网官、组织和细胞参与构成的物质代谢网络。络。(1)(1)应激状态时整体水平的代谢网络；应激状态时整体水平的代谢网络；(2)(2)肥胖时整体水平的代谢网络。肥胖时整体水平的代谢网络。11.4 11.4 整体水平的代谢网络整体水平的代谢网络目目 录录数晾椅厘苗酪侄馅恰玉夫羽钧炙萨缩拂披釉场断误眨缨盈哨蹬踌促拄披凑生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络967清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v应激应激(stress)(stress)状态指在一些异乎寻常的状态指在一些异乎寻常的刺激刺激(如创伤、剧痛、冻伤、缺氧、中毒、如创伤、剧痛、冻伤、缺氧、中毒、感染以及剧烈情绪激动等感染以及剧烈情绪激动等)作用于机体后作用于机体后所作出的一系列反应。所作出的一系列反应。11.4.1 11.4.1 应激状态时整体水平的代谢网络应激状态时整体水平的代谢网络目目 录录惨饯田胎贼蒜础永搀扑姬戊彦壹谴鲁看腥蓑茎磷坦伺双誊修窟糊我庚浊骡生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络968清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v应激状态时，交感神经兴奋引起肾上腺髓质和皮质激素分应激状态时，交感神经兴奋引起肾上腺髓质和皮质激素分泌增多：泌增多：肾上腺素、去甲肾上腺素及胰高血糖素肾上腺素、去甲肾上腺素及胰高血糖素肝糖原分解肝糖原分解，糖原合成糖原合成 肾上腺皮质激素和胰高血糖素肾上腺皮质激素和胰高血糖素糖异生糖异生 胰岛素水平胰岛素水平 组织细胞摄取和利用葡萄糖减少，脂组织细胞摄取和利用葡萄糖减少，脂肪动员肪动员 结果：氧摄入增多，能源物质供应增加而储存受限。结果：氧摄入增多，能源物质供应增加而储存受限。目目 录录佬荐肺纱难变鞠词辩曲快袖诛砂逝猖础巡碴远棕刁捎然黎斩已价速致盐努生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络969清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v肥胖肥胖(obesity)(obesity)是体内脂肪组织积累过多是体内脂肪组织积累过多引起的一种疾病。引起的一种疾病。11.4.2 11.4.2 肥胖时整体水平的代谢网络肥胖时整体水平的代谢网络目目 录录沥嚷树痉新骤树橙该王溜地舜锰阎啃尝临展认裤老普珠挠低洼速印仕瘤栏生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络970清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v调节食欲和进食行为的激素：调节食欲和进食行为的激素：短期调节激素短期调节激素 生长激素释放肽：有刺激食欲的作用。生长激素释放肽：有刺激食欲的作用。胆囊收缩素胆囊收缩素：引起厌食和饱胀感而抑制进食。：引起厌食和饱胀感而抑制进食。长期调节激素长期调节激素 胰岛素和瘦蛋白：都有抑制进食并促进热量胰岛素和瘦蛋白：都有抑制进食并促进热量 消耗的作用。消耗的作用。目目 录录炙溯梦铭头腻赁杯轰占流紊金眺前餐话莫涌互辈滔碟斗衷枫撰啸烁架沃咀生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络971清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v概念：代谢组学、概念：代谢组学、代谢物组、代谢物组、代谢物组学。代谢物组学。v代谢组学代谢组学(metabonomics)(metabonomics)指通过定量检测生物指通过定量检测生物体在病理生理刺激或遗传变异情况下，动态的、体在病理生理刺激或遗传变异情况下，动态的、多参数的代谢应答改变，获得生物体特定的代多参数的代谢应答改变，获得生物体特定的代谢模式谢模式(metabolic profile)(metabolic profile)，从而实现对基因，从而实现对基因表达、物质代谢及代谢调节过程进行整体分析表达、物质代谢及代谢调节过程进行整体分析和理解的一门学科。和理解的一门学科。11.5 11.5 代谢组学及相关组学代谢组学及相关组学目目 录录叮凉跌壶栗狗腹荒释榨致谋教累斑和循姜啮长缓花易胰著旨染褥藕脏能澡生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络972清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v代谢物组代谢物组(metabolome)(metabolome)指存在于细胞、指存在于细胞、组织、器官或生物体中所有小分子代谢组织、器官或生物体中所有小分子代谢物物(metabolite)(metabolite)，其分子质量通常小于，其分子质量通常小于1 1 kDkD。v代谢物组学代谢物组学(metabolomics)(metabolomics)指通过对生指通过对生物样本中所有的小分子代谢物进行分析物样本中所有的小分子代谢物进行分析鉴定，以理解和描述复杂生物样本的一鉴定，以理解和描述复杂生物样本的一门学科。门学科。目目 录录乳捆詹诣况吴踩奸三狮她已难歉浊倪居陋峨瞄炒凿器瞳之灿诛曹贼徘融晰生命的主要特色代谢网络生命的主要特色代谢网络973清华版教材医学生物化学与分子生物学课件v意义：通过代谢组学分析获得的代谢物谱，意义：通过代谢组学分析获得的代谢物谱，更能迅速并准确地反映机体生命活动的变