物质代谢的相互关系和调节控制

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1、第十五章物质代谢的相互关系和调节控制主要内容物质代谢的相互关系物质代谢的调节和控制—细胞内调节，激素调节，神经调节，环境条件对代谢过程的影响第一节物质代谢的相互关系生物机体内，各类物质代谢相互影响、相互转化。三羧酸循环不仅是各类物质共同的代谢途径，而且也是它们之间相互联系的渠道。丙酮酸、酰基辅酶A、-酮戊二酸和草酰乙酸等代谢物则是各类物质相互转化的重要中间产物。第二节物质代谢的调节和控制生物体内的代谢调节在三种不同水平上进行：(1)细胞内调节(2)激素调节(3)神经调节一、细胞内调节(一)细

2、胞的膜结构和酶的空间分布对代谢的调节(二)酶的生物合成与降解对代谢的调节(三)酶活性对代谢的调节(四)相反单向反应对代谢的调节(一)细胞的膜结构和酶的空间分布对代谢的调节各种酶促反应是在复杂的膜结构中进行的，各类酶在细胞中有各自的空间分布。细胞膜细胞核内质网溶酶体线粒体细胞质图15-2动植物细胞膜结构和物质代谢的联系图解（质膜、核及核仁、内质膜、线粒体）(二)酶的生物合成与降解对代谢的调节直接参加代谢调节的关键性酶类统称调节酶。通过改变酶分子合成或降解的速度可调节细胞内酶的浓度从而影响代谢的速度。(

3、1)酶蛋白合成的诱导与阻遏酶作用的底物或产物，以及激素或药物都可影响酶的合成。能加强酶合成的作用称诱导作用；反之则称为阻遏作用。(2)酶分子降解速度的调节改变酶分子降解速度，也能调节细胞内酶的浓度，从而达到调节酶促反应的速度。这类调节在细胞中的重要性不如诱导和阻遏。(三)酶活性对代谢的调节酶活性的调节是以酶分子结构为基础的。一切导致酶分子结构改变的因素都可影响酶的活性。机体控制酶活力的方式有以下几种形式：(1)抑制作用①简单抑制指一种代谢产物在细胞内累积多时，由于物质作用定律的关系，可抑制其本身的形

4、成。②反馈抑制是指酶促反应终产物对酶活力的抑制。(2)活化作用机体为了使代谢正常也用增进酶活力的方式进行代谢调节。(3)变构作用某些物质如代谢产物，能与酶分子上的非催化部位(调节位)作用，使酶蛋白分子发生构象改变，从而改变酶活性(激活或抑制)，这类调节称为变构调节或别位调节。能接受这种变构作用的酶称为变构酶或别位酶，能使酶起变构作用的物质称为变构剂。(4)共价修饰在调节酶分子上以共价键连上或脱下某种特殊化学基因所引起的酶分子活性改变。(四)相反单向反应对代谢的调节在代谢过程中有些可逆反应的正反两向是

5、由两种不同的酶催化的。细胞利用这种反应的特性即可调节其代谢物的合成和分解速度。如在ATP存在时，果糖-6-磷酸磷酸化形成果糖-1,6-二磷酸，ATP对反应a起促进作用，对反应b(逆反应)则起抑制作用。二、激素的调节(一)激素的生物合成对代谢的调节(二)激素对酶活性的影响(三)激素对酶合成的诱导作用(一)激素的生物合成对代谢的调节当血液中某种激素含量偏高时，有关激素由于反馈抑制效应即对脑垂体激素和下丘脑释放激素的分泌起抑制作用，减低其合成速度。当血液中某种激素浓度偏低时，即起促进作用，加速其合成。通过

6、有关控制机构的相互制约，即可使机体的激素浓度水平正常而维持代谢正常运转。(二)激素对酶活性的影响细胞膜上有各种激素受体，激素同膜上专一性受体结合所成的络合物能活化膜上的腺苷酸环化酶。活化后的腺苷酸环化酶能使ATP环化形成cAMP。cAMP能将激素从神经、底物等得来的各种刺激信息传到酶反应中去，故称cAMP为第二信使。(三)激素对酶合成的诱导作用有些激素对酶的合成有诱导作用，例如：生长激素能诱导与蛋白质合成有关的某些酶的合成，甲状腺素能诱导呼吸作用的酶类合成，胰岛素诱导糖代谢中某些酶的合成，性激素类

7、诱导脂代谢酶类的合成等。三、神经的调节整个活体内的代谢反应则由中枢神经系统所控制。中枢神经系统对代谢作用的控制与调节包括：(1)直接作用(2)间接作用四、环境条件对代谢过程的影响生物机体代谢过程的强度与方向和外界条件有密切关系：如温度、氧含量的影响。环境条件的变化还可改变生物机体的代谢方向。