生物化学第十四章代谢调控

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1、第十四章物质代谢的相互关系和调节控制生命科学学院生化教研室第十四章物质代谢的相互关系和调节控*调控适应有序§1§2物质代谢的相互关系代谢的调节第十四章物质代谢的相互关系和调节控制（一）（二）脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系（三）核酸和其它物质代谢的相互关系（四）糖代谢与蛋白质代谢的相互关系糖代谢与脂肪代谢的相互联系§1物质代谢的相互关系物质代谢的联系：物质的代谢是相互联系，互通有无的、是整体、统一、协调的。联系：通过重要的共同的中间产物或共同的代谢途径联系起来。（一）糖代谢与脂肪代谢的相互联系物质的代谢途径是四通八达相互联系的糖乙酰CoA，NADP

2、H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（一）糖代谢与脂肪代谢的相互联系糖→→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）（二）糖代谢与蛋白质代谢的相互关系（三）脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关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）核酸和其它物质代谢的相互关系（1）核酸控制着蛋白质的合成，影响细胞的成分和代谢类型。（2）核酸合成需要糖和蛋白质的代谢中间

3、产物支援，需要酶和多种蛋白质因子。（3）各类物质代谢中需高能磷酸化合物*ATP、UTP、CTP的参与。（4）核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。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

4、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-磷酸葡萄糖糖、脂、氨基酸及核酸代谢相互联系调节原因：途径复杂，纵横交错，要适应各种变化保证生命活动（如生长、发育、分化、繁殖、代谢和运动等）能够有条不紊地进行。体内存在调节机制（系统），对代谢及时调节。调控机制是在长期进化中逐步形成的。进化程度愈高，机制愈完善、愈复杂。§2代谢的调节新陈代谢必需调节！有调节才能适应，才能有序。激素水平调节神经水平调节细胞水平调节酶水平调节动　　　　　　　物植　　物单细胞生物代谢调节的四级水平(一)酶

5、水平的调节1.酶活性的调节1）别构调节作用2）共价修饰调节作用2.基因表达的调节1）原核生物基因表达调节2）真核生物基因表达调节(二)酶在细胞内的集中存在与隔离分布(三)激素对代谢的调节（四）神经对代谢的调节§2代谢的调节酶活性的调节*酶水平的调节酶含量的调节（一）酶水平的调节酶水平的调节是代谢调控的基础此调节是主要是以酶分子的结构为基础的调节有多种调节因素直接调节：底物浓度，辅助因子，温度，离子强度等间接调节：代谢产物或小分子核苷酸类等。1.酶活性的调节**最重要最灵敏最有效1)别构调节作用通过别构酶的别构效应实现。别构效应物主要有底物产物或代

6、谢途径的最终产物以及小分子核苷酸类物质。1)别构调节作用2)共价修饰调节作用共价调节酶分子上的基团可以在另一种酶催化下发生共价修饰（例如磷酸化或去磷酸化作用），从而引起酶活性的激活或抑制。（1）酶有活性和非活性两种形式（2）此调节可产生酶的连续激活现象，具有信号放大效应。如肾上腺素引起糖原分解中的一系列磷酸化激活的结果将激素的信号被逐级放大了约300万倍。通过蛋白激酶和磷酸酯酶催化酶的磷酸化和脱磷酸化从而调节代谢反应，这是细胞代谢调节的一种重要机制。2)共价修饰调节作用3)酶原的激活DBCA胰蛋白酶胃蛋白酶凝血酶如消化系统酶原激活胰凝乳蛋白酶2.

7、基因表达的调节蛋白质的合成的基因表达调节至少在两个水平上进行调节的：转录水平和翻译水平原核生物酶合成调节的遗传机制——操纵子学说操纵子——原核基因表达的协同单位操纵子结构基因（编码蛋白质，S）控制部位操纵基因（operator,O）启动子（premotor,P）酶诱导和阻遏的操纵子模型大肠杆菌乳糖操纵子模型1)原核生物基因表达调节酶的诱导和阻遏操纵子模型B.有活性阻遏蛋白加诱导剂A.有活性阻遏蛋白C.无活性阻遏蛋白D.无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂操纵基因启动基因调节基因结构基因阻遏蛋白(有活性)阻遏蛋白阻挡操纵基因结构基因不表达诱导物诱导物与阻

8、遏蛋白结合,使阻遏蛋白不能起到阻挡操纵基因的作用,结构基因可以表达酶蛋白mRNA阻遏蛋白不能跟操纵基因结合,结构基因可以表达阻遏蛋白(无