第十章 物质代谢的联系与调节课件.ppt

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1、第十一章物质代谢的调节MetabolicInterrelationshipsandRegulation物质代谢的相互联系MetabolicInterrelationships一、在能量代谢上的相互联系三大营养素共同中间产物共同最终代谢通路糖脂肪蛋白质乙酰CoATAC2H氧化磷酸化ATPCO2三大营养素可在体内氧化供能。葡萄糖、糖原丙酮酸乙酰CoA脂肪Leu、Lys草酰乙酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸TyrProVal,Ile,Met,ThrAspGluArgHisPro胆固醇、酮体AlaTrpSerGlyThrCys甘油脂酸生物体的代谢调节在三个水平上进行细胞水平或分子水平调节激

2、素水平调节整体水平调节(神经调节)第一节细胞水平的代谢调节1、细胞内酶的区域分布胞液：糖酵解、糖原合成与分解、糖异生、磷酸戊糖途径、脂酸合成线粒体：TCA循环、脂酸β-氧化、呼吸链及氧化磷酸化胞液和线粒体：尿素合成、血红素合成胞液和内质网：胆固醇合成、蛋白质合成细胞核：DNA、RNA酶的隔离分布的意义——避免了各种代谢途径互相干扰。关键酶(keyenzymes)，限速酶（rate-limitingenzyme）活性的调节限速酶特点所催化的反应速度最慢催化单向反应（或非平衡反应）受多种效应剂的调节2、代谢调节的基本方式代谢途径限速酶糖酵解己糖激酶，磷酸果糖激酶-1，丙酮酸激酶磷酸

3、戊糖途径葡糖-6-磷酸脱氢酶糖异生丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，果糖-1，6-二磷酸酶，葡糖-6-磷酸酶三羧酸循环柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶，α-酮戊二酸脱氢酶复合体糖原合成糖原合酶糖原分解磷酸化酶脂肪分解三酯酰甘油脂肪酶脂酸合成乙酰辅酶A羧化酶胆固醇合成HMG辅酶A还原酶尿素合成精氨酸代琥珀酸合成酶血红素合成ALA合成酶3、多酶体系与多功能酶单体酶：只具有三级结构的酶寡聚酶：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶多酶体系：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物如：丙酮酸脱氢酶复合体多功能酶：具有多种不同功能却只含一条多肽链的酶如：脂肪酸合酶体系中4、底物循环（

4、substratecycle）底物循环：代谢途径中某些可逆反应的正反方向是由不同酶催化的，即不同酶催化单向反应使得两个作用物互变。5、同工酶多肽链由不同基因或等位基因编码，或由同一基因的不同转录产物翻译生成的蛋白质。催化相同的化学反应酶分子结构不同Km值不同（酶与底物亲和力不同）存在于不同组织、细胞、亚细胞快速代谢迟缓代谢数秒、数分钟通过改变酶的活性数小时、几天通过改变酶的含量变构调节(allostericregulation)化学修饰调节(chemicalmodification)•代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。1、反馈调节反馈调节：代谢途径的底物或终产物影响

5、催化该途径起始反应的酶活性的调节方式负反馈：终产物的积累抑制初始步骤的酶活性，使得反应减慢或停止例如：ATP抑制糖酵解及糖有氧氧化的限速酶正反馈：代谢过程中某些中间产物可使本途径的前行酶活化，加速反应的进行如：果糖-1，6-二磷酸是磷酸果糖激酶-1的反应产物，又是激活剂2、变构调节(allostericeffector)某些小分子化合物能与酶分子上的活性中心之外的部位特异地非共价可逆结合，引起酶蛋白的分子构象发生改变，从而改变酶的活性，这种现象称为酶的变构调节酶促化学修饰与变构调节是体内调节代谢速度和方向的两种方式。对某一种酶来说，它可以同时接受这两种方式的调节被调节的酶称为变

6、构酶或别构酶(allostericenzyme)使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂(allostericeffector)•变构激活剂allostericeffector——引起酶活性增加的变构效应剂。•变构抑制剂allostericeffector——引起酶活性降低的变构效应剂。代谢途径变构酶变构剂激活抑制糖酵解已糖激酶AMP、ADP、FDP、PiG-6-P磷酸果糖激酶-1FDP柠檬酸丙酮酸激酶FDPATP、乙酸CoA三羧酸循环柠檬酸合酶AMPATP、长链脂酰CoA异柠檬酸脱氢酶AMP、ADPATP糖异生丙酮酸羧化酶乙酰CoA、ATPAMP果糖－1,6－二磷酸酶5

7、’-AMPAMP糖原分解磷酸化酶bAMP、G-1-P、PiATP、G-6-P糖原合成糖原合酶G-6-P脂肪酸合成乙酰CoA羧化酶柠檬酸、异柠檬酸长链脂酰CoA胆固醇合成HMG－CoA还原酶胆固醇氨基酸代谢谷氨酸脱氢酶ADP、亮氨酸、甲硫氨酸ATP、GTP、NADH嘌呤合成PRPP酰胺转移酶PRPPAMP、ADP、GMP、GDP嘧啶合成天冬氨酸氨基甲酰转移酶CTP血红素合成ALA合成酶血红素变构酶的特点及其作用机理：1、变构酶是多亚基酶：催化亚基；调节亚基2.变构效应剂是：底物、产物、小分子代