生化联系与调控

1、第十二章 物质代谢的相互联系和调节控制 第一节 物质代谢的相互联系 糖 容易 容易 困难 蛋白质 困难 脂肪 容易 一.糖代谢与脂肪代谢的相互联系,1.糖转变为脂肪 磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油 糖 脂肪 丙酮酸 乙酰CoA 脂酰CoA 2.脂肪转变为糖 甘油 -磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 脂肪 糖异生 糖 脂肪酸 乙酰CoA TCA OAA 一.糖代谢与蛋白质代谢的相互联系 1.糖转变为蛋白质,丙酮酸 Ala 糖 -酮戊二酸 Glu NEAA 草酰乙酸 Asp 糖 EAA 2.蛋白质转变为糖 蛋白质首先成氨基酸 十四种生糖氨基酸 -酮酸 糖 四种生糖兼生酮氨基酸 -酮酸 糖 二种生酮氨基酸 糖,琥珀

2、酰CoA TCA OAA PEP羧激酶 PEP 糖异生 糖 延胡索酸 丙酮酸、 -酮戊二酸 糖异生 糖 三 脂肪代谢与蛋白质代谢 1 脂肪转变为蛋白质 脂肪转变为蛋白质十分有限，且只局限于生成Glu OAA -酮戊二酸 Glu 脂肪 -氧化 乙酰CoA,2 蛋白质转变为脂肪 生酮氨基酸 乙酰CoA 脂酰CoA 生糖兼生酮氨基酸 脂肪 生糖氨基酸 丙酮酸 DHAP -磷酸甘油 四 核酸和三大物质的联系 1 三大物质代谢与核酸及其衍生物的关系 糖代谢： 提供戊糖 蛋白质代谢：提供嘌呤和嘧啶的合成的原料 脂肪代谢： 提供CO2，联系不紧密,2 核糖与三大物质的联系 ATP：提供能量，参与磷酸基团的转

3、移 UTP：参加糖的合成 （UDPG） CTP：参与磷脂的合成 GTP：提供蛋白质合成所需的能量 许多辅酶为核苷酸衍生物,第二节 代谢的调节 生物界中代谢调节的主要方式有： 酶水平的调节 （基本调节方式） 细胞水平的调节 激素水平的调节 神经水平的调节 （高级形式的调节,一 酶水平的调节 酶的别构调节 酶活性的调节 （快速调节） 酶的共价调节 酶水平的调节 酶的合成 酶含量的调节 （缓慢调节） 酶的降解 1 酶活性的调节 （1）别构调节作用 别构作用：有些酶可与底物、代谢中间物或终产物以非共价键结合， 使酶的构象发生改变，进而改变酶的活性，此现象称为别构效应。 具有别构作用的酶称为别构酶，大多

4、数为寡聚酶，一般由两个或两 个以上的亚基组成，其中一组为催化亚基，另一组称为调节亚基,别构剂：使酶发生别构作用的物质称别构剂。 提高活性的物质别正别构剂；反之为负别构剂。 代谢过程加快的称正反馈；反之为负反馈。负反馈为常见反馈 种类：底物、产物、或代谢途径的终产生及其它小分子物质,2）共价修饰调节作用 共价修饰：有些酶可以在另一种酶的催化下与特写的化学基团发生 共价结合，或使已结合的基团解离，从而改变酶活性。 共价修饰类型： 磷酸化脱磷酸化； 乙酰化脱乙酰化； 腺苷酰化脱腺苷酰化；尿苷酰化脱尿苷酰化； ADP核糖基化；甲基化脱甲基化； S-SSH相互转变 例： 蛋白激酶和磷酸酯酶催化酶的磷酸化

5、和脱磷酸化,化学修饰特点：引起酶分子共价键变化； 对调节信号有放大效应,2 基因表达的调节 （酶含量的调节） 在转录水平和翻译水平进行调控 （1）原核生物基因表达调节 酶合成的诱导作用 诱导作用： 某些物质（诱导物）能促进细胞内酶的合成。 诱导酶： 具有诱导作用的酶 诱导物： 通常是诱导酶的底物 阻遏物： 通常是代谢过程的终产物 例： 乳糖操纵子,操纵子模型：由调节基团、控制位点和一组功能相关的结构基团组成 控制位点包括：启动基因和操纵基因 乳糖操纵子各部分作用： 结构基因（z、y、a）合成将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖的三种酶 操纵基因（o） 阻遏蛋白结合位点 启动基因（p） RNA聚合酶结合位

6、点 调节基因（i） 编码产物阻遏蛋白可调节操纵基因的“开”与“关,A 诱导状态 B 阻遏状态,酶合成的阻遏作用（色氨酸操纵子模型） 除具有阻遏调节外，还存有衰减调节,1）真核生物基因表达调节 主要在转录水平进行调控 作用方式主要有：顺式作用元件、反式作用因子及相互作用上 A 顺式作用元件：对基因转录有调节作用的DNA序列 （启动子和增强子） 启动子：控制转录起始的频率 增强子：增加转录的频率 B 反式作用因子：是指能直接或间接与DNA上基因表达调控元件结合而发挥调控作用的蛋白质因子,二 酶在细胞内的集中存在与隔离分布,三 激素对代谢的调节 概念：由多细胞生物的特殊细胞所合成，并经体液输送到其他

7、部位 显示特殊生理活性的微量化学物质 分类： 根据激素的受体在靶细胞上定位的不同将其分为两类 类 主要是多肽、蛋白质、儿茶酚胺等（水溶性）（受体在细胞膜上） 类 主要是类固醇类激素、甲状腺素等（脂溶性）（受体在细胞内,1 质膜受体激素的调节机理,第一信使） 激素与膜上受体结合 激活细胞膜上的腺苷酸环化酶 促使细胞内的ATP转化为cAMP （第二信使） cAMP激活蛋白激酶 蛋白激酶催化细胞内的蛋白质和酶系磷酸化 发生别构后再发挥其作用,2 细胞内受体激素的调节机理,第一信使） 激素 + 膜内受体蛋白 激素-受体蛋白复合物 （第二信使） 进入细胞核 影响RNA和蛋白质的合成过程 影响某种酶蛋白的合成及其活性,四、神经系统对代谢的调节 最高级的调节形式 高等动物有完善的神经系