物质间相互联系和代谢调节

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1、第十二章物质代谢的联系及其调节一、糖与脂第一节物质代谢的相互关系在生物体内糖类和脂类化合物之间的相互转变现象很多，例如：植物体内，特别是油料作物，叶片内进行的光合作用大量合成碳水化合物，并以糖的形式运输到种子之后，便转变成脂类化合物贮存起来。而当油料种子萌发时，其中贮存的脂肪又转变为糖转运到生长中的根和芽中去了。转变过程为：糖经EMP过程，可生成磷酸二羟丙酮和丙酮酸等物质，磷酸-二羟丙酮可被还原成甘油、丙酮酸经氧化脱羧之后转变为乙酰CoA，然后在脂肪酸合成酶系的作用下合成脂肪酸。再与甘油合成脂肪。脂转化成糖的过程：脂肪水解的产物为甘油和脂肪酸，甘油氧化成磷酸二羟丙酮，然后合成己糖，脂肪酸

2、经过β-氧化作用生成乙酰CoA，然后通过乙醛酸循环生成琥珀酸，再被氧化成草酰乙酸，经脱羧形成丙酮酸，逆酵解途径合成糖。二、糖与蛋白质糖类是生物的重要碳源和能量，糖可以转变为各种AA分子的碳架，经氨基化或转氨基作用而生成相应的AA，AA合成多肽链并形成蛋白质，另一方面也可以转变为碳水化合物，蛋白质水解作用而产生氨基酸，氨基酸脱氨而产生酮酸，再转变为丙酮酸之后又可以合成糖类化合物，连接糖类和蛋白代谢之间起桥梁作用的是酮酸，它由糖代谢过程中的糖酵解途径和三羧酸循环中都可以产生，也可以在AA脱氨过程中形成。三、脂与蛋白质脂肪代谢的水解产物甘油可以转变为丙酮酸，丙酮酸接受NH3生成aa，丙酮酸也可以

3、进一步转变成草酰乙酸（OAA），α-酮戊二酸（α-kg），这些酮酸接受NH3生成相应的AA。脂肪水解的另一产物脂肪酸经β-氧化生成乙酰CoA，乙酰CoA一方面可以进入三羧酸循环而产生酮酸，以合成AA，另一方面又可以进入乙醛酸循环产生琥珀酸来补充三羧酸循环的碳源，这在油料作物种子萌发期间尤其明显，相反，蛋白质也可以转变为脂肪。如蛋白质的水解产物AA，经脱氨生成酮酸，生成乙酰CoA，乙酰CoA经缩合成脂肪酸→脂肪。四、核酸与其他物质的关系核酸在代谢过程中虽然不是重要的碳源，氮源和能源，但是在生物的遗传过程中是非常重要的物质。按“中心法则”（centraldogma）的观点，核酸能控制蛋白质生物

4、合成，进而影响到细胞的组成成分和代谢类型。核酸的降解产物核苷酸在代谢中有极其重要的作用。如ATP是能量和磷酸基团转移的重要物质，UTP及UDP在淀粉代谢、蔗糖代谢中是糖基转移的重要物质，CTP则参与磷酸脂的合成，AMP还可以转变为组aa。此外，在许多代谢中的重要辅酶NAD+、NADP+、FAD、HSCoA等都是腺嘌呤核苷酸衍生物。另一方面，核酸的代谢也依赖其它代谢并受其它代谢的制约。例如：核酸本身的合成需要糖代谢提供核糖，也需要蛋质代谢提供甘aa,天门冬aa和谷氨酰胺参加嘌呤和嘧啶的合成。可见糖类、脂肪、蛋白质和核酸等物质在代谢过程中彼此都有相互密切的联系，其中糖的酵解（EMP）途径和三羧

5、酸TCA循环更是沟通各代谢之间的重要环节，所以EMP途径和TCA循环又被称之为“中心代谢途径”或称之为“不定向代谢途径”。代谢网络第二节代谢调节神经水平激素水平动物细胞水平植物单细胞生物酶水平生物的调控层次DNA转录前调节转录调节转录初产物RNA转录后加工的调节转运调节成熟RNA降解调节翻译调节蛋白质前体加工调节定向运输调节降解调节成熟蛋白质(酶)活性调节细胞水平酶水平的调节:一、酶定位的区域化二、酶活性调节1.酶原激活变构酶的特性与结构变构酶特点：a.有多个亚基b.有四级结构c.除了有可以与底物结合的活性中心外，还有可以结合调节物的别构中心d.酶促反应动力学不遵循米氏方程2.变构效应的调

6、节变构酶举例：a.大肠杆菌天冬氨酸转氨甲酰酶－ATCase.6个调节亚基R，上面有结合ATP和CTP部位；6个催化亚基C，具催化活性。ATP激活剂，CTP抑制剂。Catalytictrimersaregreen.  Regulatorydimersarered.3.同功酶的调节同功酶的定义及形成同功酶(isoenzyme)是能催化相同的化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构、理化作用不完全相同的一组酶。它们普遍存在于动植物和微生物中，至今已发现了数百种之多，同功酶可存在于生物的同一种属或同一个体的不同组织，甚至同一组织、同一细胞中。4.酶分子的共价修饰在某种酶的催化下，某一基团以共价键与酶分

7、子相连，使酶活性发生改变。主要指蛋白质的磷酸化(磷酰基或腺苷酰基)与脱磷酸化。Glucose(red),AMP(darkblue,allostericactivator),pyridoxalphosphate(PLP,B6derivative,lightblue),andser14(yellow)Glycogenphosphorylase蛋白质磷酸化的意义①．催化蛋白质磷酸化的蛋白激酶的活性受胞内信使cAMP，Ca2+，