生物化学物质代谢的联系与调节

第十章 物质代谢的联系与调节概 述（一）物质代谢调节的概念正常情况下，为适应内外环境的不断变化，机体能够及时调节物质代谢的强度、速率和方向，以维持机体内环境的稳定及代谢的顺利进行，在整体上保持动态平衡。机体 对物质代谢的精细调节过程称做代谢调节。（二）代谢途径代谢途径是指生物体内物质在代谢过程中，由许多酶促反应组成的、有秩序的、依次连接的、连续的化学反应。第一节 物质代谢的整体性和通用性（一）物质代谢的整体性代谢途径相互联系、相互依存、相互支持、相互制约、相互协调3-磷酸甘油（二）代谢调节精细性代谢调节的三个层次细胞水平调节（分子水平调节） 整体水平调节（神经调节） 激素水平调节二、一些组织器官的物质代谢特点肝 脑 骨骼肌 红细胞 肾糖代谢 合成与储存糖原、肝糖原分解直接补充血糖、糖异生的主要器官主要利用葡萄糖氧化供能合成与储存糖原、肌糖原分解不能直接补充血糖、成熟红细胞只进行糖酵解糖异生脂代谢 合成脂肪但不能储存脂肪合成酮体但不能利用酮体合成胆固醇的主要器官成人脑不能合成胆固醇可利用酮体可利用酮体 进行脂交换合成和利用酮体蛋白质代谢合成尿素的主要器官合成少量尿素不能合成合成少量尿素第二节 物质代谢的相互联系一、在能量上的相互联系二、糖、脂、蛋白质和核酸代谢之间的相互联系（一）酶的区域化分布与定位有利于各代谢途径有条不紊进行和有效调节第一节 物质代谢的调节一、 细胞水平调节细胞水平的调节指通过其细胞内 代谢物浓度 的变化来影响酶活性和酶含量 的调节方式。 细胞水平的调节是最原始、最基本的调节方式。真核细胞主要代谢途径与酶在细胞内的隔离分布 代谢途径 细胞内分布 代谢途径 细胞内分布糖酵解 细胞液 脂肪合成 细胞液三羧酸循环 线粒体 胆固醇合成 细胞液和内质网磷酸戊糖途径 细胞液 尿素合成 细胞液和线粒体糖异生 细胞液 蛋白质合成 细胞液和内质网糖原合成与分解 细胞液 DNA合成 细胞核氧化磷酸化 线粒体 mRNA合成 细胞核磷脂合成 内质网 tRNA合成 核质脂肪酸合成 细胞液 rRNA合成 核仁脂肪动员 细胞液 血红素合成 细胞液和线粒体脂酸 氧化 线粒体 胆红素生成 细胞液和微粒体（二）物质代谢调节的基本方式关键酶（ key enzyme）定义：关键酶是指代谢途径中某一个或几个酶的活性改变，可以改变整个途径的反应速度和方向，这样的酶称为关键酶或限速酶。代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。一些重要代谢途径的限速酶一些重要代谢途径的限速酶代谢途径 限速酶糖酵解 己糖激酶、磷酸果糖激酶 -1、丙酮酸激酶磷酸戊糖途径 葡萄糖 -6-磷酸脱氢酶糖异生 丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、 果糖 -1， 6-二磷酸酶、葡萄糖 -6-磷酸酶三羧酸循环 柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、- 酮戊二酸脱氢酶复合体糖原合成 糖原合酶糖原分解 糖原磷酸化酶脂肪分解 三酰甘油脂肪酶（激素敏感脂肪酶）脂酸合成 乙酰辅酶 A羧化酶酮体合成 HMG辅酶 A合酶胆固醇合成 HMG辅酶 A还原酶尿素合成 精氨酸代琥珀酸合成酶血红素合成 -氨基 - -酮戊酸合酶（ ALA合酶）关键酶的特点 它催化的反应速度最慢，它的活性决定整个代谢途径的反应速度，故又称限速酶。 它催化单向反应或非平衡反应。 它受多种代谢物的变构调节调节 ,属于调节酶(三 )细胞内酶活性的调节1.变构调节细胞内一些代谢物能与某些酶分子活性中心以外的某一部位以非共价键可逆结合，使酶构象发生改变并影响其催化活性，这种现象叫做变构调节RRcAMP2.什麽是变构酶？3.什麽是变构效应剂？4.什麽是变构部位？5.什麽是调节亚基？6.什麽是催化亚基？7.变构效应有协同效应吗？AMP变构效应剂常引起酶分子紧密构象与松弛构象之间的互变，亚基的聚合或解聚。无活性磷酸果糖激酶 -1有活性磷酸果糖激酶 -1无活性磷酸果糖激酶 -1ATP变构效应剂常引起酶分子紧密构象与松弛构象之间的互变，亚基的聚合或解聚。果糖果糖 1， 6二磷酸酶的变构效应二磷酸酶的变构效应变构酶的特点： 变构酶是多亚基酶（多为偶数亚基） 变构酶的变构效应剂可为其底物、产物或其他化合物 变构酶的酶促动力学不符合米曼氏方程 变构酶一般受多种物质的激活或抑制 变构调节不需能量某些代谢途径的变构酶及其变构效应剂代谢途径 变构酶 变构激活剂 变构抑制剂糖酵解 己糖激酶 AMP、 ADP、 FDP、 Pi G-6-P磷酸果糖激酶 -1 FDP 柠檬酸丙酮酸激酶 FDP ATP、乙酰 CoA三羧酸循环 柠檬酸合酶 AMP ATP、长链脂酰 CoA异柠檬酸脱氢酶 AMP、 ADP ATP糖异生 丙酮酸羧化酶 乙酰 CoA、 ATP AMP果糖 -1,6-二磷酸酶 ATP AMP糖原分解 磷酸化酶 b AMP、 G-1-P、 Pi ATP、 G-6-P糖原合成 糖原合酶 G-6-P脂酸合成 乙酰 CoA羧化酶 柠檬酸、异柠檬酸 长链脂酰 CoA胆固醇合成 HMG-CoA还原酶 胆固醇氨基酸代谢 谷氨酸脱氢酶 ADP、亮氨酸、蛋氨酸 ATP、 GTP、 NADH嘌呤核苷酸合成PRPP酰胺转移酶 PRPP AMP、 ADP、 GMP、 GDP嘧啶核苷酸合成天冬氨酸氨基甲酰转移酶 CTP2.化学修饰调节1.化学修饰概念：酶蛋白肽链上的某些基团可在另一种酶的催化下，与某些化学基团发生 可逆的共价结合 ，引起酶分子结构改变而影响酶的活性称为共价修饰图图 11 3 肌肉磷酸化酶的酶促化学修饰作用 肌肉磷酸化酶的酶促化学修饰作用 化学修饰形式 ： 磷酸化和去磷酸化（最常