代谢间的联系与调控

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1、生物化学第十三章代谢间的联系与调控湖北工业大学生物工程学院食品工程系湖北工业大学精品课程第十三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一、物质代谢间的相互关系(一）糖代谢与脂类代谢的相互关系(二)糖代谢与蛋白质代谢的相互关系(三)脂类代谢与蛋白质代谢的相互关系上一页章首(四)核酸与糖类、脂类、蛋白质代谢的相互关系糖代谢与脂类代谢的相互联系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糖乙酰CoA，NADPH脂肪酸磷酸二

2、羟丙酮α-磷酸甘油脂肪有氧氧化酵解从头合成节首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

3、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）节首核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。核酸是细胞内重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成，影响细胞的成分和代谢类型核酸生物合成需

4、要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，而且需要酶和多种蛋白质因子。各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸，如ATP是能量的“通货”，此外UTP参与多糖的合成，CTP参与磷脂合成，GTP参与蛋白质合成与糖异生作用。节首（胞液）（线粒体）（PEP）丙氨酸天冬氨酸谷氨酸（转氨基作用）糖的分解代谢与糖糖异生的关系节首糖、脂、蛋白质、核酸代谢之间的联系节首二、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

5、化的意义：区域化的存在显著影响真核细胞的代谢情况，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）酶活性的调节酶的非共价修饰调节酶的共价修饰调节节首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

6、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酶活力的共价修饰调节定义：酶蛋白在另一种酶的催化下，在其分子上以共价结合的方式接上或脱去某种特殊的化学基团，从而引起酶活力改变的过程类型：磷酸化/去磷酸化，乙酰化/去乙酰化，腺苷酰化/去腺苷酰化，尿苷酰化/去尿苷酰化，甲基化/去甲基化，氧化（S-S）/还原(2SH)举例：糖原磷酸化酶意义：代谢作用中关键酶的共价修饰是级联放大的最终阶段。（特别是激素调节）节首磷酸化酶的共价修饰调节共价修饰与级联放大酶1（三）酶量的

7、调节1、酶生物合成的诱导和阻遏（原核生物）操纵子学说：2、酶的降解操纵子概念：在DNA分子的不同区域分布着一个调节基因和一个操纵子，一个操纵子包括一个操纵基因，一群功能相关的结构基因，以及在调节基因和操纵基因之间专管转录起始的启动基因。节首操纵子类型1、诱导型操纵子乳糖操纵子2、阻遏型操纵子色氨酸操纵子节首操纵子的类型操纵子的负调控分解代谢酶系的诱导表达阻遏蛋白结合于操纵基因抑制结构基因转录当有信号分子（诱导物）时阻遏蛋白从DNA上脱离信号分子（诱导物）阻遏蛋白当无诱导物（信号分子存在时）乳糖操纵子：乳糖可作为诱导物诱导分解利用乳糖的

8、酶的基因转录操纵子的负调控合成代谢酶系的阻遏表达当合成产物积累时，阻遏蛋白被合成产物激活而与操纵基因结合辅阻遏物（合成产物）阻遏蛋白当合成产物减少时，合成产物脱离阻遏蛋白而使阻遏蛋白失活。转录酶使结构基因转录，蛋白质酶合