生物化学-物质代谢联系与调节

1、第十章 物质代谢的联系与调节,概 述,（一）物质代谢调节的概念 正常情况下，为适应内外环境的不断变化，机体能够及时调节物质代谢的强度、速率和方向，以维持机体内环境的稳定及代谢的顺利进行，在整体上保持动态平衡。机体 对物质代谢的精细调节过程称做代谢调节。,（二）代谢途径 代谢途径是指生物体内物质在代谢过程中，由许多酶促反应组成的、有秩序的、依次连接的、连续的化学反应。,第一节 物质代谢的整体性和通用性,（一）物质代谢的整体性 代谢途径相互联系、相互依存、相互支持、相互制约、相互协调,（二）代谢调节精细性 代谢调节的三个层次 细胞水平调节（分子水平调节） 整体水平调节（神经调节） 激素水平调节,二

2、、一些组织器官的物质代谢特点,第二节 物质代谢的相互联系,一、在能量上的相互联系,二、糖、脂、蛋白质和核酸代谢之间的相互联系,（一）酶的区域化分布与定位 有利于各代谢途径有条不紊进行和有效调节,第一节 物质代谢的调节,一、细胞水平调节 细胞水平的调节指通过其细胞内代谢物浓度的变化来影响酶活性和酶含量的调节方式。 细胞水平的调节是最原始、最基本的调节方式。,（二）物质代谢调节的基本方式,关键酶（key enzyme） 定义：关键酶是指代谢途径中某一个或几个酶的活性改变，可以改变整个途径的反应速度和方向，这样的酶称为关键酶或限速酶。 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。,关键酶的特点 它

3、催化的反应速度最慢，它的活性决定整个代谢途径的反应速度，故又称限速酶。 它催化单向反应或非平衡反应。 它受多种代谢物的变构调节调节,属于调节酶,(三)细胞内酶活性的调节,1.变构调节 细胞内一些代谢物能与某些酶分子活性中心以外的某一部位以非共价键可逆结合，使酶构象发生改变并影响其催化活性，这种现象叫做变构调节,cAMP,2.什麽是变构酶？ 3.什麽是变构效应剂？ 4.什麽是变构部位？ 5.什麽是调节亚基？ 6.什麽是催化亚基？ 7.变构效应有协同效应吗？,变构效应剂常引起酶分子紧密构象与松弛构象之间的互变，亚基的聚合或解聚。,无活性 磷酸果糖激酶-1,有活性 磷酸果糖激酶-1,无活性 磷酸果糖

4、激酶-1,ATP,变构效应剂常引起酶分子紧密构象与松弛构象之间的互变，亚基的聚合或解聚。,果糖1，6二磷酸酶的变构效应,变构酶的特点： 变构酶是多亚基酶（多为偶数亚基） 变构酶的变构效应剂可为其底物、产物或其他化合物 变构酶的酶促动力学不符合米曼氏方程 变构酶一般受多种物质的激活或抑制 变构调节不需能量,2.化学修饰调节,1.化学修饰概念： 酶蛋白肽链上的某些基团可在另一种酶的催化下，与某些化学基团发生可逆的共价结合，引起酶分子结构改变而影响酶的活性称为共价修饰,图113肌肉磷酸化酶的酶促化学修饰作用,化学修饰形式： 磷酸化和去磷酸化（最常见） 甲基化和去甲基化 腺苷化和去腺苷化)； 尿苷化和

5、去尿苷化 ADP-核糖化和去ADP-核糖化,化学修饰特点： 酶有高（有）或低（无）活性两种形式 酶分子出现共价键的变化 共价修饰是酶促反应 有些酶具有别构与化学修饰双重调节 多受激素调节,（三）细胞内酶含量的调节,细胞内酶含量的调节是指通过影响酶蛋白的合成或降解来改变酶的含量，从而改变酶促反应速度。,1.酶蛋白合成的诱导与阻遏 (1)底物对酶合成的诱导,(2)产物对酶合成的阻遏,(3)激素对酶合成的诱导,(4)药物对酶合成的诱导,2。酶蛋白降解的调节 （1）主要是细胞溶酶体中的蛋白水解酶的作用。 （2）细胞中的由多种蛋白水解酶组成的蛋白酶体的作用。,二、激素水平的代谢调节,激素：是由内分泌细胞及内分泌腺合成与分泌的化学物质。 激素通过与其受体的特异识别与结合调节物质代谢或基因表达。 激素水平的调节是指多细胞生物通过产生的各种激素来影响细胞中酶活性和酶含量的调节方式。,脂解激素： 肾上腺素 去甲肾上腺素 胰高血糖素 促肾上腺皮质激素 促甲状腺素,抗脂解激素： 胰岛素 前列腺素E2,三、整体水平的代谢调节,整体水平的调节指通过神经系统或其分泌的神经递质，或通过影响激素分泌及影响各种激素的协调作用而对代谢进行的调节。,一、应激状态下的代谢调节 （一）应激的概念 指人体对受到一些对身体、精神、情绪上的所有的有害刺激（包