物质代谢的相互关系和调节控制

关于物质代谢的相互关系和调节控制第1页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三第一节物质代谢的相互关系第2页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三G磷酸二羟丙酮3-P-甘油丙酮酸乙酰CoA脂酰CoA脂肪一、糖、脂代谢的相互关系1.糖脂2.脂糖脂肪脂肪酸乙酰CoA草酰乙酸糖（动物）TCA少甘油糖糖异生草酰乙酸糖植物微生物乙醛酸循环糖异生第3页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三二、糖、蛋白质代谢的相互关系糖糖代谢中间物（-酮酸）还原氨基化转氨基作用非必需aa蛋白质蛋白质生糖aa-酮酸等草酰乙酸糖第4页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三三、脂、蛋白质代谢的相互关系脂肪脂肪酸乙酰CoA甘油丙酮酸-酮酸aa乙醛酸循环（植物、微生物）蛋白质生糖aa生酮生糖aa生酮aa乙酰CoA脂肪酸丙酮酸甘油脂肪第5页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三四、核酸代谢与其它物质代谢的关系蛋白质代谢Gly,Gln,Asp,一碳单位，NH3脂代谢CO2核糖-5-PPRPP碱基核酸

核酸通过控制蛋白质的合成，影响细胞组分及代谢类型

某些核苷酸参与物质代谢ATP:通用的能量载体UTP,CTP,GTP：分别参与糖原、磷脂、蛋白质的合成cAMP：“第二信使”糖代谢核苷酸第6页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三五、四大物质代谢的关系

细胞代谢的原则及方略

将各类物质分别纳入各自的代谢途径，以少数种类的反应转化种类繁多的分子。不同代谢途径可通过交叉点上的关键中间物得以沟通，形成经济有效的代谢网络。TCA环是共同的代谢途径

关键的中间物：G-6-P,丙酮酸，乙酰CoA第7页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三第二节代谢的调节第8页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三酶水平细胞水平激素水平神经水平

四个水平的调节单细胞生物植物动物第9页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三一、酶水平调节（一）酶活力调节两种方式别构调节共价化学修饰调节酶活力调节

酶量调节通过激活和抑制酶活性进行调节（时间短，速度快，细调）通过影响酶合成及分解速度进行调节（时间长，速度慢，粗调）第10页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三1.别构调节1）酶活力的前馈和反馈调节通过改变酶分子构象而改变酶活力的调节。别构酶（大多数为寡聚酶）前馈或反馈调节：代谢底物或代谢产物对代谢过程的影响。使代谢过程速度加快，称正作用，反之，为负作用。前馈：输入对输出的影响。反馈：输出对输入的影响。第11页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三前馈正前馈负前馈反馈正反馈负反馈（反馈抑制）反馈+或

-S0S1S2Sn

E1

E2E3前馈+

或-第12页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三G+ATP己糖激酶G-6-P+ADP-直接产物抑制ThrIleE1(Thr脱氨酶)-终产物抑制

负反馈第13页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三GG-6-PF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶PEP丙酮酸乙酰CoA乙酰CoA羧化酶脂肪酸丙二酸单酰CoA2）酶分子的解离和聚合-柠檬酸TCA+柠檬酸促进乙酰CoA羧化酶亚基间的聚合，使之表现为催化活力。第14页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三CyclicAMP-dependentproteinkinase(PKA)isaR2C2tetramerinmammaliancells.ThetwoR(regulatory)subunitsbindcAMP;cAMPbindingreleasestheRsubunitsfromtheC(catalytic)subunits.Csubunitsareenzymaticallyactiveasmonomers.蛋白激酶A(四聚体)催化亚基调节亚基（无活力）（有活力）催化亚基单体第15页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三3）核苷酸类化合物对代谢途径的影响ATP、ADP、AMP等可影响EMP、TCA和氧化磷酸化等产能途径，从而调节细胞能量代谢。ATP系统的质量作用比：[ATP]/[ADP][Pi]大：三者皆减慢小：三者皆加快第16页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三1）不可逆转变

某种酶可由于其它酶对其结构进行共价化学修饰，从而使其在活性形式与非活性形式之间相互转变。胰蛋白酶原胰蛋白酶肠激酶6肽2.酶的共价化学修饰调节第17页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三2）可逆转变

磷酸化和去磷酸化例：糖原磷酸化酶磷酸化酶激酶

ATP

ADP（有活性）（无活性）磷酸化酶b磷酸化酶a磷酸化酶磷酸酶PiH2O第18页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三特点：级联放大

连续代谢反应中的一个酶被激活后，连续地发生其它酶被激活，导致原始信号的放大，这种放大效应称级联放大。具有这种放大效应的连续代谢反应系统，称为级联系统（cascadesystem）。（效应高，作用快）第19页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三腺苷酸环化酶102蛋白激酶A104磷酸化酶激酶106108糖原磷酸化酶glucogenG-1-PThehormone-activatedenzymaticcascadethatleadstoactivationofglycogenphosphorylase.G(肾上腺素10-8~10-10mol/L)(510-3mol/L)第20页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三（二）酶量调节1.酶合成的诱导和阻遏

酶诱导生成作用

酶阻遏生成作用某些物质能促进细胞内某些酶的生成。例：乳糖可诱导-半乳糖苷酶的生成。某些物质能阻止细胞内某些酶的生成。例：产物Trp的存在可阻止与Trp合成有关酶的生成。第21页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三

酶合成的诱导和阻遏与操纵子学说1961年，Monod和JacobE.coli

乳糖操纵子模型操纵子（operon）：

基因表达的协调单位。包括一个控制区和一群功能相关的结构基因。控制区由启动子（promoter）和操纵基因（operator）组成。操纵基因可与调节基因产物阻遏蛋白（repressor）结合，其“开放”或“关闭”直接控制结构基因的表达。第22页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三调节基因启动子操纵基因PO结构基因阻遏蛋白诱导物A.酶的诱导阻遏蛋白结合在操纵基因上，结构基因不表达。诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白不能结合在操纵基因上，结构基因表达。第23页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三启动子操纵基因结构基因PO辅阻遏物（产物）B.酶的阻遏代谢产物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白能够结合在操纵基因上，结构基因不表达。阻遏蛋白不能与操纵基因结合，结构基因可表达。第24页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三ModeloftheE.colilacoperon.-半乳糖苷酶半乳糖苷透性酶-半乳糖苷转乙酰酶阻遏蛋白E.coli

乳糖操纵子模型第25页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三乳糖操纵子模型阻遏蛋白是四聚体第26页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三2.酶的降解饥饿：乙酰CoA羧化酶降解速度乙酰CoA羧化酶含量脂肪合成改变酶降解的速度以调节细胞内酶量。第27页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三二、细胞水平的调节

——隔离分室效应（真核细胞）细胞核：DNA、RNA的合成线粒体：TCA；电子传递链；氧化磷酸化；脂肪酸-氧化；

aa分解代谢细胞质：EMP；糖异生；糖原、脂肪酸和aa合成；

Pu、Py分解核糖体：蛋白质的合成

不同分室进行不同的代谢过程，使代谢高效进行，互不干扰，并有利于代谢调节。第28页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三三、激素水平的调节激素：由生物体内特殊组织或腺体合成，并经体液输送到特定作用部位，从而引起特殊激动效应的微量有机物。（一）种类哺乳动物含N激素甾醇激素（固醇类激素）脂肪酸衍生物蛋白质、肽类激素:

胰岛素aa衍生物激素：肾上腺素性激素第29页，讲稿共34页，2023年5月2日，星期三（二）作用机理1.激素作为第一信使，cAMP作为第二信使，通过改变酶活性调节代谢。（大部分含N激素，反应快）2.激素与细胞内受体结合，形成激素-受体复合物。其作为转录增强物，控制特异蛋白质（或酶）的基因表达，从而调节代谢。（甾醇激素和少量含