代谢调控课件

第10章、代谢调节近几年的网络化进步都带来了哪些便利？联系密切、资源共享音乐网、文学网、化学网、环保网、人际关系网……集团优势的充分体现几亿年前生物小小的细胞内就已经进化出了网络化行为——代谢网络第一节、物质代谢的相互关系(一).糖代谢与脂肪代谢的相互关系1、糖可以在生物体内变成脂肪。2、脂肪不能大量转变为糖，除了油料作物种子。脂肪-甘油磷酸磷酸二羟丙酮糖脂肪酸乙酰辅酶A琥珀酸草酰乙酸丙酮酸-氧化乙醛酸循环TCA循环CO2+H2O磷酸二羟丙酮丙酮酸甘油乙酰辅酶A脂肪酸脂肪糖一、代谢途径交叉形成网络TCA(三).脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系1、由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的，实际上仅限于Glu。2、蛋白质间接地转变为脂肪。草酰乙酸—酮戊二酸氨基酸

丙酮酸

甘油脂肪酸乙酰辅酶A-氧化TCA循环草酰乙酸—酮戊二酸苹果酸琥珀酸乙醛酸循环氨基酸脂肪蛋白质甘油生酮氨基酸生糖氨基酸乙酰乙酸脂肪酸丙酮酸乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶A（四）核酸代谢与糖、蛋白质、脂肪代谢的关系ATP：能量和磷酸基团的供应UTP：单糖的转变和多糖的合成CTP：参与卵磷脂的合成GTP：给蛋白质合成提供能量核酸核苷酸AMP：辅酶A,NAD(P+),FAD核苷酸的合成:Gly、Asp、Gln、甲酸和氨；酶和蛋白因子核酸的合成:酶和多种蛋白因子二、分解代谢与合成代谢的单向性相对立的单向反应（opposingunidirectionalreaction）：指在一条代谢途径中，某些关键部位的正向反应和逆向反应是由两种不同酶所催化。

举例：1）糖代谢G+ATP→G-6-P+ADP

己糖激酶

G-6-P+ADP→G+Pi

6-磷酸葡萄糖酶

2）脂肪酸代谢乙酸+ATP+CoA→乙酰CoA+AMP+PPi

硫激酶

乙酰CoA+H2O→乙酸+CoA

硫酯酶

三、ATP是通用的能量载体绿色植物和光合细菌通过光合作用获得太阳能；其他生物利用有机物的分解代谢获得能量：有机物氧化分解→释放能量→

ATP→需能反应四、NADPH以还原力形式携带能量NADPH是生物合成过程中的良好还原剂；PPP途径、线粒体乙酰CoA的输出→

NADPH代谢的要略在于形成ATP、还原力和构造单元以用于生物合成；大分子→构造单元（G、Aa、甘油、脂肪酸）;各种构造单元→乙酰CoA+NADPH+ATP;乙酰CoA→TCA循环→CO2+H2O+ATP酶水平调节细胞水平调节激素水平调节神经水平调节复杂程度单细胞生物植物动物第二节、代谢调节多细胞整体水平调节一、细胞水平的调节

－－以酶区域化分布为基础的调节细胞内膜系统的区隔化作用酶定位的区域化线粒体:丙酮酸氧化;TCA;脂肪酸-氧化;脂肪酸碳链的延长；呼吸链;氧化磷酸化细胞质:酵解;磷酸戊糖途径;脂肪酸从头合成；糖原分解与合成细胞核:核酸合成内质网核糖体:蛋白质合成;此外，植物细胞中:乙醛酸体—乙醛酸循环二、酶水平调节酶活性的调节酶含量的调节酶的定位调节（一）、酶活性的调节(微调或细调)酶原激活酶的变构调节——反馈与前馈作用酶的共价修饰和级联放大系统辅因子的调节当细胞已合成一定量的某种酶时，可以以其活性进行调节，这是一种比较灵敏的调节，有时候称为“微调”酶原：酶的无活性前体。酶原激活：某些酶先以无活性的酶原形式合成或分泌，然后在到达作用部位时由其它酶作用，使其失去部分肽段从而形成或暴露活性中心、形成有活性酶分子的过程。酶原激活的生理意义：保证某些酶只在需要时发挥作用，而不会对机体产生不利影响。

1、酶原激活2、酶的变构调节（非共价调节）变构酶：活性中心(结合部位和催化部位)和变构中心（调节部位）。变构调节：变构酶的调节部位能与某些效应物进行特异的非共价结合，使酶分子构象发生改变，影响酶的催化活性，从而控制代谢反应，这种调节方式称变构调节。效应物激素、底物、产物有关辅酶及核苷酸别构酶通常是寡聚酶；活性中心+别构中心；别构中心与效应物的结合将导致酶活性中心构象发生轻微变化而影响酶的功能；别构效应有别构激活和别构抑制两种；代谢底物经常是别构酶的别构激活剂，而代谢产物经常是别构抑制剂；别构酶的特点：酶促反应的前馈和反馈：最常见的变构调节：反馈调节（feedback）—某一代谢途径的产物或终产物积累时，反过来对反应序列前头的限速酶发生的调节作用G6-P-GATPADP己糖激酶负反馈正反馈（反馈激活）——产物能使反应速度加快负反馈（反馈抑制）——产物能使反应速度减慢如糖原合成酶、糖原磷酸化酶活性的调节激酶ATPADP

糖原磷酸化酶b（无活性）糖原磷酸化酶aP（有活性）磷酸酶-OHH2OP糖原的分解激酶ATPADP糖原合成酶a（有活性）糖原合成酶bP（无活性）磷酸酶-OHH2OP糖原的合成常见的共价修饰类型：磷酸化/脱磷酸化特点：在修饰过程中，酶在无活性和有活性的两种状态之间转变；共价修饰的互变是由不同的酶催化的；属于酶活性的快速调节；由激素信号引起的共价修饰会产生级联放大效果。级联放大系统——连锁代谢反应中一种酶被化学修饰激活后，连续地发生其他酶依次被化学修饰激活，导致原信号的放大。这样的连锁反应系统，称为级联放大系统。激素激素受体ATPcAMP+PPi酶A(无活性）酶A(有活性）酶B(无活性）酶B(有活性）酶C(无活性）酶C(有活性）酶D(无活性）酶D(有活性）代谢反应激素激活了一个连锁信号放大，酶D浓度很高，使得整个反应速度大幅度提高环化酶激活101001000104极大1（浓度）第一信使如胰岛素对糖原降解的激活；生长素抑制糖原分解等等。4、辅因子的调节①能荷的调节能荷：在腺苷酸总池中（即ATP、ADP、AMP之和）ATP的份数。ATP+AMP2ADPAMP激酶能荷=ATP+0.5ADPATP+ADP+AMP高能荷时，抑制分解代谢过程，降低ATP的合成速度。低能荷时，促进分解代谢过程，提高ATP的合成速度。TCA:柠檬酸合成酶＋AMP－ATPEMP:磷酸果糖激酶;＋AMP、ADP