代谢间的联系与调控教学

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1、第十二章代谢间的联系与调控下一页一、物质代谢间的相互联系二、细胞水平的代谢调节三、激素水平的代谢调节四、神经水平的代谢调节五、代谢调控在工业上的实践意义一物质代谢的相互联系（一）糖代谢与脂肪代谢的相互关系糖可以在生物体内变成脂肪。脂肪不能大量转变为糖，除了油料作物种子。糖脂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节首（二）糖代谢与蛋白质代谢的关系糖可以转变为非必需氨基酸。蛋白

2、质可以转变为糖。糖蛋白质糖代谢与蛋白质代谢的相互联系糖代谢为蛋白质的合成提供碳源和能源：如糖分解过程中可产生丙酮酸，丙酮酸经TCA循环产生α—酮戊二酸和草酰乙酸，它们均可经加氨基或氨基移换作用形成相应的氨基酸。另外，糖分解过程中产生的能量可供氨基酸和蛋白质的合成之用。蛋白质分解产生的氨基酸，在体内可以转变为糖。如：多数氨基酸在脱氨后转变为丙酮酸，经糖原异生作用可生成糖，这类氨基酸称为生糖氨基酸。节首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）节首（三）脂肪代谢与蛋白质代谢的相互

3、关系由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的，实际上仅限于Glu。蛋白质间接地转变为脂肪。脂蛋白质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）节首(四)三大基础物质代谢的相互关系：相互转变、相互制约、殊途同归。相互转变：指糖类、脂肪、蛋白质代谢通过共同的代谢中间产物丙酮酸、乙酰辅酶A、α-酮戊二酸等相互联系起来，可以相互转变。相互制约：指生物体内脂类、蛋白质代谢的强度主要由糖类的代谢强度决定。当糖类供应充足时，糖类在体内大量氧化分解供能，这时

4、脂肪、蛋白质的分解就受到一定的制约。糖类供应短缺时，脂类可大量分解供能，蛋白质也有供能作用。正常情况下，蛋白质的代谢主要用于蛋白质的不断自我更新，只有当机体能源物质糖类、脂类严重消耗时，蛋白质才表现为大量分解供能。殊途同归：三大物质代谢分解途径虽不相同，但彻底氧化为水和二氧化碳最终汇合到TCA循环中，所以TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质彻底分解氧化的一条共同途径。TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质三大物质的共同通路：(1)、三羧酸循环是乙酰辅酶A最终氧化生成CO2和H2O的途径。(2)、糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化。(3)

5、、脂肪分解产生的甘油可通过糖有氧氧化进入三羧酸循氧化，脂肪酸经β—氧化产生乙酰辅酶A可进入三羧酸环氧化。(4)、蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架可进入三羧循环，同时，三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架接受NH3后合成非必需氨基酸。所以，三羧酸循环是三大物质代谢共同通路(五)核酸糖、脂和蛋白质代谢网络二、细胞水平的调节代谢途径的区域化酶活性的调节酶量的调节（一）代谢途径的区域化概念：代谢途径的有关酶类，常常组成酶系，分布于细胞的某一区域或亚细胞结构中，使不同代谢途径在不同细胞内进行区域化的意义：区域化的存在显著影响真核细

6、胞的代谢情况，有利于代谢的调节。例如：脂肪酸的分解与合成节首活细胞是一个微小的化学工业园在极其微小的空间内发生着数千种生物化学反应细胞不是一个装满了各种酶和底物的口袋细胞复杂的结构特别是膜的结构固定了各代谢反应的空间和时间，使它们高度有序并可以被控制和调节。酶或酶系所在区域酶或酶系所在区域糖酵解酶系TCA酶系磷酸戊糖途径酶系脂肪酸β氧化酶系脂肪酸合成酶系尿素合成酶系胞浆线粒体胞浆线粒体胞浆线粒体和胞浆蛋白质合成酶系DNA聚合酶RNA聚合酶水解酶类粗面内质网细胞核细胞核溶酶体真核细胞内某些酶的区域化分布节首（二）酶活性的调节酶原激

7、活酶的非共价修饰调节酶的共价修饰调节节首酶原的活化酶的非共价修饰调节别构调节：小分子效应物非共价结合于酶的调节部位，从而改变酶的活性的现象。别构效应有别构激活（正协同效应）和别构抑制（负协同效应）别构激活剂与别构抑制剂：代谢底物往往是别构激活剂，代谢产物往往是别构抑制剂某些重要代谢过程中的调节酶及其效应物节首反馈调节前馈—代谢底物浓度的的调节反馈—终产物的调节作用反馈与前馈反馈与前馈反馈抑制的方式1)线性反馈:反馈抑制的基本方式2)分支代谢反馈:原核生物中重要调控方式特点:每一个分支途径的终产物常常控制分支后的第一个酶,同时每一

8、个终产物又对整个途径的第一个酶有部分抑制作用.分支反馈调节几种类型(P251)(1)多价反馈抑制(2)协同反馈抑制(3)累积反馈抑制(4)合作反馈抑制(5)顺序反馈抑制反馈调节的机制1)变构酶调节---反馈的普遍机制2)同工酶调节---对环境及代谢变化的一种适应