物质代谢课件

复制叉处前导链和随后链同时合成的工作模型

聚合酶III全酶引物聚合酶III全酶引物引物体引物体解旋酶解旋酶DNA聚合酶的校对功能

5´-核酸外切酶3´-核酸外切酶裂缝聚合中心裂缝内部DNA聚合酶的校对功能聚合酶错配硷基复制方向正确核苷酸5´5´5´3´3´3´切除错配核苷酸5、复制的忠实性

DNA复制过程是一个高度精确的过程，据估计，大肠杆菌DNA复制109-1010碱基对仅出现一个误差，保证复制忠实性的原因主要有以下三点:a、DNA聚合酶的高度专一性（严格遵循碱基配对原则）b、DNA聚合酶的校对功能（错配碱基被3’-5’

外切酶切除）c、起始时以RNA作为引物6、真核细胞DNA复制的特点

多个起点复制起点起点起点起点起点起点

端粒（telemere）复制端粒酶（telomerase）DNA复制需要引物，但在线形DNA分子末端不可能通过正常的机制在引物被降解后合成相应的片段.如果没有特殊的机制合成末端序列，染色体就会在细胞传代中变得越来越短。这一难题是通过端粒酶的发现才得到了澄清，端粒酶是一种含RNA的蛋白复合物，实质上是一种逆转录酶，它能催化互补于RNA模板的DNA片段的合成，使复制以后的线形DNA分子的末端保持不变。

初步研究表明，人体中生殖细胞的端粒长度保持不变，而体细胞的端粒长度则随个体的老化而逐步缩短。对此的一个推论是：人的生殖细胞具端粒酶的活力，体细胞则否。这一问题的解决无疑会有助于对生命衰老的认识。5´3´AAAACCCCAAAACCCCCCA端粒酶端粒合成的一种模型3´5´TTTTGGGGTTTTG5´3´AAAACCCCAAAACCCCCCAAA3´5´TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTG5´3´AAAACCCCAAAACCCCCCAAATTGGGTGGGT3´5´AATTTTG5´3´AAAACCCCAAAACCCCCCAGTTTTG整合和杂交移位和再杂交端粒合成的完成TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTGGGGTTTT5´3´nAA3´TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTGGGGT5´3´TTCCCCTnAA3´TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTGGGGT5´3´TTAAAACCCCAAAACCCCAAAACCCCTn进一步加工继续延伸真核和原核DNA细胞复制比较（二）、逆转录作用1、概念2、逆转录酶3、病毒逆转录过程4、逆转录的生物学意义扩充了中心法则有助于对病毒致癌机制的了解与真核细胞分裂和胚胎发育有关逆转录酶是分子生物学重要工具酶三种功能依赖DNA指导下的DNA聚合酶活力依赖RNA的DNA聚合酶活力核糖核酸酶H活力

以RNA为模板合成DNA，这与通常转录过程中遗传信息从DNA到RNA的方向相反，故称为逆转录作用。逆转录过程中cDNA的合成

依赖RNA的DNA聚合酶核糖核酸酶H活力依赖DNA的DNA聚合酶逆逆转录病毒的生活周期

生活周期RNA衣壳被膜逆转录酶转录转译整合入宿主细胞染色体DNA进入细胞丢失被膜丢失衣壳逆转录RNARNAcDNA衣壳蛋白被膜蛋白逆转录酶

（三）、DNA的突变

DNA分子中的核苷酸序列发生突然而稳定的改变，从而导致DNA的复制以及后来的转录和翻译产物随之发生变化，表现出异常的遗传特性，称为DNA的突变。它包括由于DNA损伤和错配得不到修复而引起的突变，以及由于不同DNA分子之间的交换而引起的遗传重组。2、诱变剂的作用

碱基类似物(baseanalog)

碱基修饰剂(basemodifier)

嵌入染料(intercalationdye)

紫外线(ultraviolet)和电离辐射(ionizingradiation)1、突变的类型

碱基对的置换(substitution)

移码突变(framesshiftmutation)1、DNA突变的类型

-T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-转换

-T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-插入A

-T-C-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-缺失T野生型基因

-T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C-

-T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-颠换碱基对的置换(substitution)移码突变(framesshiftmutation)（四）、DNA的损伤与修复

某些物理化学因子，如紫外线、电离辐射和化学诱变剂等，都有引起生物突变和致死的作用，其机理是作用于DNA，造成DNA结构和功能的破坏，称为DNA的损伤.DNA的修复主要有以下类型:暗修复（4）诱导修复（SOS修复）（1）光裂合酶修复活（2）切除修复（3）重组修复

（1）DNA紫外线损伤的光裂合酶修复1、形成嘧啶二聚体2、光复合酶结合于损伤部位3、酶被可见光激活4、修复后酶被释放（2）DNA的损伤和切除修复碱基丢失碱基缺陷或错配结构缺陷切开核酸内切酶核酸外切酶切除DNA聚合酶DNA连接酶AP核酸内切酶核酸外切酶切开切除修复连接糖苷酶插入酶碱基取代（3）DNA的重组修复胸腺嘧啶二聚体复制核酸酶及重组蛋白修复复制DNA聚合酶DNA连接酶重组（4）SOS反应的机制靶基因表达lexA靶基因表达但产物被分解recA大量表达RecA促使分解LexA未诱导的细胞诱导的细胞靶基因lexA基因被LexA

蛋白质部分阻遏recA基因被LexA

蛋白质部分阻遏（

40个不同的位点被阻遏）LexA(阻遏物)

RecA(辅蛋白酶)单链DNAATP二、

RNA的生物合成（一）、DNA指导下RNA的合成（转录）（二）、RNA指导下RNA的合成(RNA的复制)（三）、RNA和DNA合成比较（一）、DNA指导下RNA的合成（转录）1、概念及DNA的有义链和反义链2、RNA聚合酶及催化反应3、RNA合成过程4、RNA转录后的加工5、真核生物的RNA合成1、转录的概念和DNA的有义链和反义链

转录是在DNA的指导下的RNA聚合酶的催化下，按照硷基配对的原则，以四种核苷酸为原料合成一条与模板DNA互补的RNA

的过程。RNA的转录从DNA模板的特定位点开始，并在一定的位点终止。此转录区域为一个转录单位。

启动子（promoter)

终止子(terminator)模板链（templattestrand）反意义链(antisensestrand)有意义链(sensestrand)非信息区DNA5´5´3´3´大肠杆菌RNA聚合酶的结构示意图

核心酶(α2ββ

)起始因子β

——和模板DNA结合β——起始和催化聚合反应α——？全酶(αββ

)2、RNA聚合酶催化的反应ACGACGUU模板DNA5´3´5´3´新合成RNA3、RNA合成过程起始双链DNA局部解开磷酸二酯键形成终止阶段解链区到达基因终点延长阶段5

3

RNA

启动子（promoter)

终止子(terminator)5

RNA聚合酶

5

3

5

3

5

5

3

离开RNA链的延伸图解3´3´RNA-DNA杂交螺旋聚合酶的移动方向新生RNA复链解链有义链模板链（反义链）延长部位4、原核生物中rRNA前体的加工

甲基化作用专一核酸内切酶30S前体17StRNA25S专一核酸外切酶16SrRNAtRNA23SrRNA5S

rRNA专一核酸外切酶tRNA前体分子的加工a、切除tRNA前体两端多余的序列：

5’—端切除几到10个核苷酸。b、末端添加：3’-端添加CCA序列。c、修饰：形成稀有碱基如DH2。RNAasePRNAaseFRNAasePRNAaseFRNAaseDRNAaseDACC

表示核酸内切酶的作用表示核苷酸转移酶的作用表示核酸外切酶的作用

表示异构化酶的作用

真核细胞mRNA的加工5´“帽子”PolyA

3´

顺反子(cistron)

m7G-5´ppp-N-3´pAAAAAAA-OH

5′端接上一个“帽子”(CAP)结构

3′端添加PolyA“尾巴”,由RNA末端核苷酸转移酶催化

剪接：剪去内含子(intron)，拼接外显子(extron)酵母酪氨酸tRNA前体的加工早转录本成熟tRNA加工5、真核生物和原核生物转录的差别

DNA核核糖体新生蛋白质真核生物原核生物mRNA前体转运加工mRNAmRNA

真核生物中转录与复制在不同的区域

RNA聚合酶不相同

启动子不同

转录后RNA加工修饰不同噬菌体Q

的合成

A.负链的合成B.正链的合成病毒的正链复制中间体复制中间体新合成的正链新合成的负链负链三、核酸合成的抑制剂

核苷酸合成抑制剂氨基酸类似物叶酸类似物碱基和核苷酸类似物嵌合剂烷化剂

与DNA模板结合的抑制剂

作用于DNA聚合酶或RNA集合酶的抑制剂抗菌素:如利福平、曲张霉素有机化合物：如磷羧基乙酸四、基因工程及分子生物学技术简介

（一）、基因工程（二）、体细胞克隆技术（三）、聚合酶键式反应（polymerasechainreaction,PCR）（一）、基因工程简介

基因工程亦称遗传工程，即利用DNA重组技术的方法，把DNA作为组件，在细胞外将一种外源DNA（目的基因）和载体DNA重新组合连接（重组），最后将重组体转入宿主细胞，使外源基因DNA在宿主细胞中，随细胞的繁殖而增殖（cloning，克隆），或最后得到表达，最终获得基因表达产物或改变生物原有的遗传性状。1、基因工程的操作技术2、基因工程的应用与前景1、基因工程的操作技术

ForeignDNAtobeinsertedPlansmidvectorJoiningRecombinantDNAmoleculeIntroductionintohostcellsbytransformationofviralinfection

HostchromatemeSlectionforcellscoteiningarecombinantDNAmoleculeCloning+（1）、体外基因重组

目的基因的制备

载体的构建：质粒或噬菌体

目的基因与载体重组（2）、重组体DNA的转化增殖和表达

转化

筛选

增殖和基因表达

大白鼠的生长激素基因插入到一个质粒中去，在金属巯基蛋白启动子旁边，这个启动子被金属镉所活化2、基因工程的应用和前景

建立基因文库。基因文库的建立有利于研究基因结构、基因表达调控机制、个体发育和繁殖的机理、疾病发病机制等，最终将导致遗传育种、疾病基因治疗发生革命性进步。

生产某些珍贵的生化药物，如干扰素、胰岛素、生长激素等。

改造生物原有性状，培育出人类需要的新物种。克隆羊多利的诞生胚胎羊乳腺上皮细胞（提供DNA）母羊除去细胞核的卵母细胞（受体）体外融合植入受体母羊（二）、体细胞克隆技术

三、PCR技术原理示意图

靶序列变性和引物复姓循环1循环2循环3变性和引物复姓链延伸Tag酶链延伸DNA和RNA合成的比较五、蛋白质的生物合成

中心法则指出，遗传信息的表达最终是合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质，这种以mRNA上所携带的遗传信息,到多肽链上所携带的遗传信息的传递，就好象以一种语言翻译成另一种语言时的情形相似，所以称以mRNA为模板的蛋白质合成过程为翻译(translation)。

翻译过程十分复杂，需要mRNA、tRNA、rRNA和多种蛋白因子参与。在此过程中mRNA为合成的模板，tRNA为运输氨基酸工具，rRNA和蛋白质构成核糖体，是合成蛋白质的场所，蛋白质合成的方向为N—C端。遗传信息流动示意图核糖体DNAmRNAtRNA（一）蛋白质合成体系（二）蛋白质合成的机理（三）肽链合成后的折叠与加工（四）蛋白质定位2、tRNA蛋白质合成体系的组分3、核糖体（一）蛋白质合成体系

1、mRNA和遗传密码4、辅助因子mRNA

(messengerRNA)是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。1、mRNA原核生物和真核生物mRNA的比较遗传密码

三联体密码的破译遗传密码的性质

遗传密码:DNA（或mRNA）中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。

密码子(codon)：mRNA上每3个相邻的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称为一个密码子或三联体密码。遗传密码字典遗传密码字典UACGUCAGUCAG第二位

第一位（5ˊ）

第三位（3ˊ）UCAGUCAGUCAG三联体密码的破译2、以随机共聚合指导多肽的合成例：以随机共聚物A、C为模板，任意排列可出现8种三体，获得六种氨基酸组成的多肽。1、以均聚物为模板指导多肽的合成3、以特定的共聚物为模板指导多肽的合成4、核糖体结合技术以均聚物为模板指导多肽的合成PolyU为模板，产生的多肽链为PolyphePolyA为模板，产生的多肽链为PolylysPolyC为模板，产生的多肽链为Polypro以特定的共聚物为模板指导多肽的合成

（1）以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽、PolyUG的模板，合成产物为Lys和Val。（2）以多聚三核苷酸作为模板，可得三种氨基酸组成的多肽。核糖体结合技术技术要点：保温

硝酸纤维滤膜过滤分析留在滤膜上的核糖体-AAtRNA

确定与核糖体结合的AA以人工合成的三核苷酸为模板+核糖体+AA-tRNA遗传密码的性质3、密码的简并性与摆动性：由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并，对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(Synonymouscodon)。多数情况下同义密码子的第一第二个碱基相同，第三个碱基不同，说明密码的专一性主要是由第一第二个碱基所决定。4、64组密码子中，AUG既是的密码，又是起始密码；有三组密码不编码任何氨基酸，而是多肽链合成的终止密码子：UAG、UAA、UGA。1、密码子是近于完全通用的。

2、密码是无标点符号的且相邻密码子互不重叠。1966年Crick根据立体化学原理提出：

（2）有些反密码子的第一个碱基（按5’-3’）决定了该tRNA识别密码子的数目。（3）当一种氨基酸有几个密码子时，只要他们的第一和第二个碱基中有一个不同，则需要不同的tRNA

来识别。（1）mRNA上的密码子的第一、第二个碱基与tRNA上的反密码子相应的碱基形成强的配对；密码的专一性主要是由这两个碱基对的作用。原核细胞mRNA的结构特点5´3´顺反子顺反子顺反子插入顺序插入顺序先导区末端顺序AGGAGGUSD区帽子结构功能半衰期短许多原核生物mRNA以多顺反子形式存在AUG作为起始密码；AUG上游7～12个核苷酸处有一被称为SD序列的保守区，16SrRNA3’-端反向互补而使mRNA与核糖体结合。真核细胞mRNA的结构特点

5´“帽子”PolyA

3´

顺反子m7G-5´ppp-N-3´p帽子结构功能使mRNA免遭核酸酶的破坏使mRNA能与核糖体小亚基结合并开始合成蛋白质被蛋白质合成的起始因子所识别，从而促进蛋白质的合成。Poly(A)尾巴的功能是mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式它大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性

AAAAAAA-OHtRNA

（transferribonucleicasid）在蛋白质合成中处于关键地位，它不但为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将所需氨基酸运送到核糖体上提供运送载体。（1）、tRNA的结构特征——三叶草型二级结构

（2）、tRNA的功能（1）被特定的氨酰-tRNA合成酶识别，使tRNA接受正确的活化氨基酸。（2）识别mRNA链上的密码子。（3）在蛋白质合成过程中，tRNA起着连结生长的多肽链与核糖体的作用。

2、tRNA密码子与反密码子的配对关系反密码子tRNA5

3

AUC5

mRNA3

密码子123核糖体3、核糖体

是由rRNA（ribosomalribonucleicasid）和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。（2）、核糖体的功能（1）、核糖体的结构和组成核糖体的组成原核生物核糖体的组成原核生物核糖体结构示意图原核细胞70S核糖体的A位、P位及mRNA结合部位示意图anticodoncodon30S与mRNA结合部位P位（结合或接受肽基的部位）A位（结合或接受AA-tRNA的部位）50S5

3

mRNA真核和原核细胞参与翻译的蛋白质因子阶段原核

真核功能

IF1

IF2

eIF2参与起始复合物的形成

IF3

eIF3、eIF4C起始CBPI与mRNA帽子结合

eIF4ABF参与寻找第一个AUG

eIF5协助eIF2、eIF3、eIF4C的释放

eIF6协助60S亚基从无活性的核糖体上解离

EF-Tu

eEF1

协助氨酰-tRNA进入核糖体延长EF-Ts

eEF1

帮助EF-Tu

、eEF1

周转

EF-G

eEF2移位因子

RF-1终止eRF

释放完整的肽链

RF-2（二）蛋白质合成的机理1、氨基酸的活化2、原核生物多肽链的合成过程4、真核生物多肽链的合成3、多核糖体与核糖体循环氨基酸的活化EEAAEAAtRNAAAEtRNAAAEtRNAAA氨基酸ATP+氨酰腺苷酸E-AMPPPi第一步AMP第二步E1、氨基酸的活化3-氨酰-tRNAN-甲酰甲硫氨酰-tRNAtMet的形成CHO-HN-CH-COO-tRNACH2CH2SCOO-

+H2N-CH-COO-tRNACH2CH2SCOO-Met-tRNAtMetfMet-tRNAtMetN10-甲酰FH4FH4转甲酰酶氨酰-tRNA合成酶特点

a、专一性：

对氨基酸有极高的专一性，每种氨基酸都有专一的酶，只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸。

对tRNA

具有极高专一性。

b、校对作用：氨酰-tRNA合成酶的水解部位可以水解错误活化的氨基酸。2、原核生物多肽链的合成过程

原核生物多肽链的合成分为三个阶段：肽链合成的起始、肽链的延伸、肽链合成的终止和释放。（1）、肽链合成的起始（2）、肽链的延长（3）、肽链合成的终止及释放（1）肽链合成的起始30S亚基•mRNAIF3-IF1复合物30S•mRNA•GTP-fMet–tRNA-IF2-IF1复合物70S起始复合物codonanticodonP位A位

mRNA

+30S亚基-IF3A位IF-35

3

IF2GTPP位IF3IF2IF1IF2-GTP-fMet-tRNAIF350S亚基IF2+IF1+GDP+PiIF-1IF170S起始复合物（2）肽链的延长12122323进位肽键形成移位进位(Tu\Ts)GTPGTPN-端235´3´C-端肽键形成15´3´（EF-G）

（3）肽链合成的终止及释放

A\阿释放因子RF1或RF2进入核糖体A位。B\多肽链的释放C\70S核糖体解离5

3

UAG30S亚基50S亚基5

3

UAGtRNARF肽键的形成Tu\Ts循环3、多核糖体与核糖体循环合成完毕的肽链多核糖体3ˊmRNA延伸中的肽链5ˊ核糖体循环多核糖体

第一个编码区第一个编码区第二个编码区第二个编码区终止\起始终止起始mRNAmRNA5´5´3´3´4、真核生物多肽链的合成（自学）（1）、真核细胞核糖体比原核细胞核糖体更大更复杂；（2）、起始氨基酸为Met，不是fMet；（3）、肽链合成的起始：由40S核糖体亚基首先识别mRNA的5’端-帽子，然后沿mRNA移动寻找AUG；（4）、起始因子有12种，但只有2种延长因子和1种终止因子；（5）、真核细胞种线粒体、叶绿体的核糖体大小、组成及蛋白质合成过程都类似于原核细胞。

肽链折叠是指从多肽链的氨基酸序列形成具有正确三维空间结构的蛋白质的过程。体内多肽链的折叠目前认为至少有两类蛋白质参与，称为助折叠蛋白:（1）酶：蛋白质二硫键异构酶（PDI）；（2）分子伴侣（三）肽链的折叠与蛋白质的加工

Lasky于1978年首先提出分子伴侣（mulecularchaperone）的概念，这是一类在细胞内能帮助新生肽链正确折叠与装配组装成为成熟蛋白质，但其本身并不构成被介导的蛋白质组成部分的一类蛋白因子，在原核生物和真核生物中广泛存在。1、肽链的折叠（1）、肽链末端的修饰：

N-端fMet或Met的切除（2）、信号序列的切除（3）、二硫键的形成（4）、部分肽段的切除（5）、个别氨基酸的修饰（6）、糖基侧链的添加（7）、辅基的加入2、蛋白质的加工修饰实例：胰岛素原的加工胰岛素原的加工A链区B链区间插序列（C肽区）HSSHSHSHHSHS信号肽NC核糖体上合成出无规则卷曲的前胰岛素原切除C肽后，形成成熟的胰岛素分子切除信号肽后折叠成稳定构象的胰岛素原SSSSNNCCA链B链胰岛素CNS－SSS胰岛素原SS（四）蛋白质定位1、分泌蛋白

●

信号肽假说简图

●分泌蛋白质的合成和胞吐作用2、线粒体与叶绿体蛋白

●蛋白质向线粒体的定位机制信号肽假说简图3ˊ5ˊSRP循环mRNA内质网膜内质网腔信号肽酶信号肽1、分泌蛋白分泌蛋白质的合成和胞吐作用内质网高尔基体泡泡泡融入质膜核糖体芽泡线粒体外膜线粒体内膜带有导肽的线粒体蛋白质前体跨膜运送过程示意图内外膜接触位点的蛋白质通道线粒体hsp70受体蛋白hsp70导肽蛋白酶切除导肽2、线粒体与叶绿体蛋白第六节：物质代谢的相互联系和调节

总的来说，核酸、蛋白质、糖、脂肪等物质在代谢过程中是彼此影响、相互联系和转化的。三羧酸循环是各类物质代谢的“总枢纽”，通过它将各类物质代谢相互沟通，紧密联系在一起。各类代谢中任何一种物质代谢异常，都必然会影响其它物质的代谢。物质代谢的联系及其调节一、物质代谢的相互联系二、代谢调节三、基因表达调控一、物质代谢的相互联系

（一）、糖代谢与脂类代谢的相互关系（二）、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系（三）、脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系（四）、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系（一）糖代谢与脂类代谢的相互联系

糖乙酰CoA，NADPH脂肪酸磷酸二羟丙酮α-磷酸甘油脂肪有氧氧化酵解从头合成脂肪甘油磷酸二羟丙酮糖代谢脂肪酸乙酰CoA琥珀酸糖(植物)乙醛酸循环

-氧化糖异生TCA脂肪代谢和糖代谢的关系延胡索酸琥珀酸苹果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循环乙醛酸循环甘油乙酰CoA三酰甘油脂肪酸

氧化

糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸合成植物或微生物（二）糖代谢与蛋白质代谢的相互联系糖→→α-酮酸氨基酸蛋白质

NH3蛋白质氨基酸α-酮酸糖（生糖氨基酸）（胞液）（线粒体）（PEP）丙酮酸天冬氨酸谷氨酸（转氨基作用）糖的分解代谢和糖异生的关系（三）脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系

脂肪甘油磷酸二羟丙酮脂肪酸乙酰CoA氨基酸碳架氨基酸蛋白质蛋白质氨基酸酮酸或乙酰CoA脂肪酸脂肪（生酮氨基酸）（四）核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系

核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。

核酸是细胞内重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成，影响细胞的成分和代谢类型;

核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，而且需要酶和多种蛋白质因子;

各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸，如ATP是能量的“通货”，此外UTP参与多糖的合成，CTP参与磷脂合成，GTP参与蛋白质合成与糖异生作用;糖类脂类氨基酸和核苷酸之间的代谢联系PEP丙酮酸生酮氨基酸

-酮戊二酸核糖-5-磷酸

甘氨酸天冬氨酸谷氨酰氨丙氨酸甘氨酸丝氨酰苏氨酸半胱氨酸

氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸二羟丙酮乙酰CoA甘油脂肪酸胆固醇亮氨酸赖氨酸酪酰氨色氨酸笨丙氨酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸乙酰乙酰CoA脂肪核苷酸天冬氨酸天冬酰氨天冬氨酸苯丙酰氨酪氨酸异亮氨酸甲硫酰氨苏氨酸缬氨酸琥珀酰CoA苹果酸草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸乙醛酸蛋白质淀粉、糖原核酸生糖氨基酸谷氨酰氨组氨酸脯氨酸精氨酸谷氨酸延胡索酸琥珀酸丙二单酰CoA1-磷酸葡萄糖脂肪葡萄糖、其它单糖三羧酸循环电子传递（氧化）蛋白质脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi

小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰CoA等）

共同中间物进入三羧酸循环,氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O，释放出大量能量，其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。大分子降解成基本结构单位生物氧化的三个阶段（一）、代谢调节的概念（二）、细胞区域化调节（四）、激素调节二、代谢调节（三）、酶水平的调节（一）代谢调节

生命是靠代谢的正常运转维持的。生命有限的空间内同时有那麽多复杂的代谢途径在运转，必须有灵巧而严密的调节机制，才能使代谢适应外界环境的变化与生物自身生长发育的需要。调节失灵便会导致代谢障碍，出现病态甚至危及生命。在漫长的生物进化历程中，机体的结构、代谢和生理功能越来越复杂，代谢调节机制也随之更为复杂。代谢调节的四级水平：酶水平调节细胞水平调节激素水平调节神经水平调节多细胞整体水平调节（二）酶定位的区域化线粒体:丙酮酸氧化;三羧酸循环;

-氧化;呼吸链电子传递;氧化磷酸化细胞质:酵解;磷戊糖途径;糖原合成;脂肪酸合成;细胞核:核酸合成内质网:蛋白质合成;磷脂合成1、酶原激活2、酶的别构效应

酶活性的前馈和反馈调节3、酶的共价修饰与级联放大机制（三）酶水平的调节4、辅因子对已有酶活性的调节（2）反馈抑制（4）前馈和反馈调节中酶活性调节的机制1、酶原激活

2、酶活性的前馈和反馈调节（1）限速步骤和标兵酶（3）前馈和反馈激活

前馈（feedforward

）和反馈（feedback）是来自电子工程学的术语，前者的意思是“输入对输出的影响”，后者的意思是“输出对输入的影响”，这里分别借用来说明底物和代谢产物对代谢过程的调节作用。这种调节作用是通过酶的变构效应来实现的。

由代谢终产物作为变构剂来抑制在此产物合成过程中某一酶（通常为限速酶）活性的作用，称为反馈抑制。这是一种负反馈机制，多数情况下控制合成代谢。类型：顺序反馈抑制

协同反馈抑制

累积反馈抑制

同工酶反馈抑制（1）限速步骤和标兵酶

（2）反馈抑制顺序反馈抑制示意图ABGFJDCH---E1E3E2芳香族氨基酸合成的顺序反馈调节协同调节示意图ABGFJDCH-E1E3E2---赖氨酸和苏氨酸的协同反馈调节同工酶反馈抑制示意图ABGFJDCH----E1E2E3E4几种氨基酸的同工酶反馈调节累积反馈抑制示意图谷氨酰氨合成酶的累积反馈抑制（3）、反馈激活和前馈激活示意图A

B

C

D

FA

B

•

•

•

•

•

GCDEE+++例1:糖代谢途径中丙酮酸积累激活丙酮酸羧化酶，例2：乙酰CoA的积累激活PEP羧化酶酶

的

反

馈

激

活葡萄糖草酰乙酸丙酮酸羧化酶乙酰CoA活化磷酸烯醇式丙酮酸拧檬酸

-酮戊二酸1，6-二磷酸果糖（4）反馈调节中酶活性调节的机制代谢物别构中心活性中心

酶分子中的某些基团，在其它酶的催化下，可以共价结合或脱去，引起酶分子构象的改变，使其活性得到调节，这种方式称为酶的共价修饰（Covalentmoldification

）。目前已知有六种修饰方式：磷酸化/去磷酸化，乙酰化/去乙酰化，腺苷酰化/去腺苷酰化，尿苷酰化/去尿苷酰化，甲基化/去甲基化，氧化（S-S）/还原(2SH)。激酶ATPADP磷酸化酶（无活性）磷酸化酶P（有活性）磷酸酯酶-OHH2OP例：糖原磷酸化酶的共价修饰3、共价修饰

酶级联系统调控示意图意义：由于酶的共价修饰反应是酶促反应，只要有少量信号分子（如激素）存在，即可通过加速这种酶促反应，而使大量的另一种酶发生化学修饰，从而获得放大效应。这种调节方式快速、效率极高。肾上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸环化酶（无活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶（无活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶（无活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶b（无活性）磷酸化酶a（活性）6、糖原6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖葡萄糖血液肾上腺素或胰高血糖素132

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