第15章物质代谢调节与调控

1、 物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系 代谢的调节和控制代谢的调节和控制 糖糖脂肪脂肪蛋白质蛋白质乙酰乙酰CoACoATAC2H2H氧氧化化磷磷酸酸化化ATPCOCO2 2 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1被抑制被抑制(糖分解代谢限速酶之一糖分解代谢限速酶之一) 体内糖可转变脂肪，但（偶数）脂体内糖可转变脂肪，但（偶数）脂肪酸不能转变成糖肪酸不能转变成糖 1. 摄入的糖量超过能量消耗时：摄入的糖量超过能量消耗时： 葡葡萄萄糖糖乙酰乙酰CoA合成脂肪合成脂肪（脂肪组织）（脂肪组织）合成糖原储存（肝、肌肉）合成糖原储存（肝、肌肉）糖糖 脂肪脂肪 2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂肪的甘油部分能

2、在体内转变为糖3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响脂肪的分解代谢受糖代谢的影响高酮血症高酮血症2. 蛋白质蛋白质 分解分解aa 糖糖 转变转变1. 1. 糖糖aa 蛋白质蛋白质 合成合成1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应大部分氨基酸脱氨基后，生成相应-酮酸，可酮酸，可转变为糖转变为糖2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些非必需糖代谢的中间产物可氨基化生成某些非必需氨基酸氨基酸1. 脂肪脂肪（甘油部分）（甘油部分） aa 蛋白质蛋白质 合成合成转变转变2. 蛋白质蛋白质 aa 脂肪脂肪 转变转变分解分解脂类不能转变成氨基酸，但氨基酸能转变成脂肪脂类不能转变成氨基酸，但氨基酸能转变成脂肪1. 脂肪

3、的甘油部分可转变为非必需氨基酸脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸 2. 蛋白质可以转变为脂肪蛋白质可以转变为脂肪 3. 氨基酸可作为合成磷脂的原料氨基酸可作为合成磷脂的原料甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳单位一碳单位合成嘌呤合成嘌呤合成嘧啶合成嘧啶磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供1. 核酸合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，核酸合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，且需要酶和多种蛋白质因子。且需要酶和多种蛋白质因子。代谢调节分为三类代谢调节分为三类: 酶的调节酶的调节 激素的调节激素的调节 神经调节神经调节 其中酶的调节是最基本的调节方式，是其中酶的调节是

4、最基本的调节方式，是一切调节的基础。一切调节的基础。 关键酶（关键酶（Key enzyme）：）： 许多关键酶都是调节酶如别构酶、共价修饰酶、许多关键酶都是调节酶如别构酶、共价修饰酶、同工酶、多功能酶等。同工酶、多功能酶等。 通过控制酶浓度的调节通过控制酶浓度的调节牵涉到基因、牵涉到基因、mRNA、蛋、蛋白质的生物合成，是一种慢调节，在几小时或几天内白质的生物合成，是一种慢调节，在几小时或几天内才能完成。才能完成。 通过调节酶活性通过调节酶活性是快速调节，在几分钟到几十分是快速调节，在几分钟到几十分钟内完成。钟内完成。 酶浓度的调节酶浓度的调节 诱导诱导阻遏阻遏终产物的阻遏终产物的阻遏分解代谢

5、产物阻遏分解代谢产物阻遏 这里乳糖是诱导物、诱导了这三种酶这里乳糖是诱导物、诱导了这三种酶的合成，这三种酶就是诱导酶。的合成，这三种酶就是诱导酶。 乳糖操纵子模型的基本要点：乳糖操纵子模型的基本要点： 调节基因调节基因启动子启动子操纵基因操纵基因结构基因结构基因A操纵子（操纵子（operon）BC为什么称它们为一个操纵子？为什么称它们为一个操纵子？-共同受一个调节基共同受一个调节基 因因（regulator gene）所调节）所调节。 结构基因：结构基因：决定酶蛋白或蛋白质的基因。决定酶蛋白或蛋白质的基因。 操纵基因：操纵基因：转录的开关，可打开或关闭结构基因的转录。转录的开关，可打开或关闭结

6、构基因的转录。 启动子：启动子：专管转录起始，上面有专管转录起始，上面有RNA聚合酶的结合位点。聚合酶的结合位点。 调节基因：调节基因：为阻遏蛋白编码。为阻遏蛋白编码。 大肠杆菌乳糖酶诱导合成大肠杆菌乳糖酶诱导合成mRNA 现在知道乳糖操纵子除需诱导物外，还需现在知道乳糖操纵子除需诱导物外，还需cAMP和和cAMP受体蛋白（受体蛋白（CRP），当），当cAMP与与CRP结合成复合物结合成复合物时，这复合物能结合到启动子上，促使转录的起始。时，这复合物能结合到启动子上，促使转录的起始。 结构基因结构基因操纵基因操纵基因启动子启动子RNA聚合酶聚合酶CRPcAMP复合物复合物CRP cAMP 最终

7、产物的阻遏：最终产物的阻遏： mRNA酶蛋白酶蛋白 分解代谢产物的阻遏：分解代谢产物的阻遏： GC腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶CRP结构基因结构基因分分解解代代谢谢产产物物启动子启动子 操纵基因操纵基因分解代谢产物阻遏，分解代谢产物阻遏，即葡萄糖效应的机制：即葡萄糖效应的机制：（二）酶活性的调节：（二）酶活性的调节： v 酶活性抑制酶活性抑制v 别构调节别构调节v 共价修饰共价修饰 也称负反馈，这是生物也称负反馈，这是生物体普遍存在的一种调节机制，反馈抑制是指反应终产物对体普遍存在的一种调节机制，反馈抑制是指反应终产物对自身合成途径中的酶活力起抑制作用，自身合成途径中的酶活力起抑制作用，大多是对第一个酶大多是对第一个酶的活力起抑制作用。的活力起抑制作用。 磷酸化磷酸化/脱磷酸化与酶活性的调节：脱磷酸化与酶活性的调节： 磷酸化的共价修饰可磷酸化的共价修饰可用一个通式来表示用一个通式来表示:（三）相反单向反应（三）相反单向反应v 可逆反应的相反方向由不同的酶催化可逆反应的相反方向由不同的酶催化v 如糖酵解与糖异生途径中三个相反单向反应如糖酵解与糖异生途径中三个相反单向反应 代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于细胞的某一区域细胞的某一区域 。有氧氧化有氧氧化氧化