Interrelationships & Regulations of Metabolism

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1 Interrelationships & Regulations of Metabolism
物质代谢的联系与调节 Interrelationships & Regulations of Metabolism 赵 晶 空军军医大学基础医学院 生物化学与分子生物学教研室

2 核苷酸代谢 1. 各代谢途径是否孤立?　　　　　　 2. 各代谢途径是否不变?　　　　　　 糖代谢 脂类代谢 氨基酸代谢 生物氧化

3 　学习内容与要求　 说出　 物质代谢的特点 细胞水平的代谢联系 组织水平的代谢联系 物质代谢的调节 阐述　 30 min 阐述　 运用　

4 核心双语词汇 Metabolic network（代谢网络） Metabolic pool（代谢池） Key enzyme （关键酶）
　核心双语词汇　 Metabolic network（代谢网络） Metabolic pool（代谢池） Key enzyme （关键酶） Allosteric regulation（别构调节） Chemical modification（化学修饰）

5 Characteristics of Metabolism
讲 授 提 纲　　　　　 第一节 物质代谢的特点 物质代谢的特点 细胞水平的代谢联系 组织水平的代谢联系 物质代谢的调节 Characteristics of Metabolism

6 1. 各组织器官代谢各具特色 代谢的酶系分布不同　　　

7 组织器官代谢是否保持不变？ 糖 代 谢 饱食 合成肝糖原 短期饥饿 分解肝糖原 长期饥饿 糖异生 糖代谢在变化——调节血糖

8 2. 物质代谢具有可调节性 饥饿　　 我 变 故 在　　　 高脂饮食　　 变 疾病　　 激素　　 药物　　 关键酶

9 无机盐 消化吸收 中间代谢 废物排泄 脂类 核酸 糖类 维生素 蛋白质 细胞　　

10 知识扩展：metabolic network
3. 整体性 知识扩展：metabolic network 　

11 4. 代谢物均具有各自的代谢池 血糖 (metabolic pool) 食物 肝糖原 非糖物质 CO2+H2O 肝、肌糖原
氧化分解 CO2+H2O　　 肝、肌糖原　　 其它糖　　 脂、氨基酸　　 合成 磷酸戊糖途径 转变 食物 肝糖原 非糖物质 糖异生 分解 消化吸收 血糖  mmol / L

12 Human Metabolome Database (HMDB)
人体代谢物数据库 Human Metabolome Database (HMDB) 收录 114,100 种代谢物 关联 5,702 种代谢相关蛋白 Homeostasis

13 5. 机体能量利用的共同形式 ATP ADP+Pi ATP 思考：Why not GTP / CTP / UTP ? 释放能量 直接供能
营养物 分解 ATP 思考：Why not GTP / CTP / UTP ?

14 本节知识点小结 网络 变化 局域 节点 能量 整 体 性 动 态 性 组 织 特 色 代 谢 池 ATP 货 币

15 讲 授 提 纲　　　　　 物质代谢的特点 细胞水平的代谢联系 组织水平的代谢联系 物质代谢的调节

16 ？ 第二节 细胞水平的代谢联系 糖 脂肪 蛋白质 能量代谢 物质转变
第二节 细胞水平的代谢联系　　 Interrelationships among Metabolic Pathways of Carbohydrates, Lipids and Proteins 糖 能量代谢 物质转变 ？ 脂肪 蛋白质

17 一、能量代谢的联系 三种能源是否同时利用？ 共同中间产物 共同最终代谢通路 营养物质 糖 TCA 循环 乙酰CoA 脂肪 蛋白质 ATP
2H TCA 循环 氧化磷酸化 乙酰CoA 脂肪 蛋白质 CO2 ATP 三种能源是否同时利用？　　　　　　

18 以一种物质氧化供能为主 饥饿 脂类能源 蛋白质(辅助能源) 饱食 糖类能源 脂肪酸 酮体 乙酰CoA 饥饿 脂类氧化供能 葡萄糖
TCA 循环 乙酰CoA 饥饿　脂类氧化供能 糖类能源 葡萄糖 　　　　蛋白质辅助供能 饱食　糖氧化供能 饱食

19 饥饿时蛋白质分解补充 TAC 中间物 TAC 乙酰CoA Asp 草酰乙酸 Arg His α- 酮戊二酸 Glu Pro Tyr Val
Ile Met Thr 延胡索酸 琥珀酸

20 二、物质转变的联系 1. 糖与脂肪 糖可转变为脂肪 脂肪绝大部分不可变为糖 甘油 甘油 乙酰CoA 脂肪酸 脂肪酸 乙酰CoA 丙酮酸脱氢酶
不可逆 　　　 乙酰CoA 脂肪酸 脂肪酸 乙酰CoA

21 2. 糖与氨基酸 糖可转变为非必需aa 大多数 aa 可转变为糖 生酮 α-酮酸等 18 α-酮酸等 12

22 3. 脂肪与氨基酸 aa可转变为脂肪 脂肪绝大部分不可变为aa　 甘油 脂肪酸 乙酰CoA 糖 甘油 脂肪酸 乙酰CoA 糖

23 4. 糖 氨基酸 核苷酸　　　 磷酸戊糖途径 甘氨酸 天冬氨酸 谷氨酰胺 一碳单位

24 物质转变的联系 糖 脂肪 18 12 核酸 蛋白质

25 葡萄糖 脂肪 Leu、Lys Glu 甘油 脂肪酸 Ala Trp Ser Gly Thr Cys 磷酸二羟丙酮 丙酮酸 乙酰CoA Asp
Arg His Pro 草酰乙酸 α- 酮戊二酸 Val, Ile, Met, Thr Tyr Pro 延胡索酸 琥珀酸

26 本节知识点小结 糖、脂肪、蛋白质 不同时供能 一定程度转变 相互制约补充 共同：TCA循环 糖脂双手紧握 aa走群众路线

27 小试牛刀 葡萄糖在体内不能转变为（ ） 乳酸 脂肪 酮体 胆固醇 乙酰CoA

28 乙酰CoA代谢池的来源与去路 乙酰CoA 葡萄糖 脂肪酸 脂肪 胆固醇 蛋白质 酮体 CO2+H2O 永远 丙酮酸 饱食 脂肪酸 酮体 饱食
永远　 丙酮酸 　 葡萄糖 　 CO2+H2O 饱食　 脂肪酸 酮体 　 脂肪酸 乙酰CoA 脂肪　 饱食　 胆固醇 丙酮酸 　 蛋白质　　　 饥饿　 酮体

29 暗涌：每一刻都不同

30 课后作业 绘制三大营养物的代谢网络图，试 指出饱食与饥饿时的路径 2. 试分析下列代谢池的时空动态调节 草酰乙酸，丙酮酸，葡糖-6-磷酸
指出饱食与饥饿时的路径　　 2. 试分析下列代谢池的时空动态调节 草酰乙酸，丙酮酸，葡糖-6-磷酸 进展链接：乳酸是TCA循环的主要底物？ Glucose feeds the TCA cycle via circulating lactate. Nature Oct 18. doi: /nature24057.

31 生命的艺术与哲学

32 谢 谢！