1、第十二部分代謝間的聯(lián)系與調控教學專題一 物質代謝的相互聯(lián)系（一）糖代謝與脂肪代謝的相互關系糖可以在生物體內變成脂肪。脂肪不能大量轉變?yōu)樘?，除了油料作物種子。 糖 脂脂肪代謝和糖代謝的關系延胡索酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)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羥丙酮磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸合成植物或微生物節(jié)首（二）糖代謝與蛋白質代謝的關系糖可以轉變?yōu)榉潜匦璋被?。蛋白質可以轉變?yōu)樘?。?蛋白質糖代謝與蛋白質代謝的相互聯(lián)系 糖代謝為蛋白質的合成提供碳源和能源：如糖分解過程中可產生丙酮酸，丙酮酸經TCA循環(huán)產生酮戊二酸和草酰乙酸，它們均可經加

2、氨基或氨基移換作用形成相應的氨基酸。另外，糖分解過程中產生的能量可供氨基酸和蛋白質的合成之用。 蛋白質分解產生的氨基酸，在體內可以轉變?yōu)樘?。如：多數氨基酸在脫氨后轉變?yōu)楸?，經糖原異生作用可生成糖，這類氨基酸稱為生糖氨基酸。節(jié)首糖代謝與蛋白質代謝的相互聯(lián)系糖 -酮酸 氨基酸 蛋白質 NH3蛋白質 氨基酸 -酮酸 糖（生糖氨基酸）節(jié)首（三）脂肪代謝與蛋白質代謝的相互關系 由脂肪合成蛋白質的可能性是有限的，實際上僅限于Glu。 蛋白質間接地轉變?yōu)橹尽?脂 蛋白質脂類代謝與蛋白質代謝的相互聯(lián)系脂肪甘油磷酸二羥丙酮脂肪酸乙酰CoA氨基酸碳架氨基酸蛋白質蛋白質氨基酸酮酸或乙酰CoA脂肪酸脂肪（生酮氨

3、基酸）節(jié)首(四)三大基礎物質代謝的相互關系：相互轉變、相互制約、殊途同歸。相互轉變：指糖類、脂肪、蛋白質代謝通過共同的代謝中間產物丙酮酸、乙酰輔酶A、-酮戊二酸等相互聯(lián)系起來，可以相互轉變。相互制約：指生物體內脂類、蛋白質代謝的強度主要由糖類的代謝強度決定。當糖類供應充足時，糖類在體內大量氧化分解供能，這時脂肪、蛋白質的分解就受到一定的制約。糖類供應短缺時，脂類可大量分解供能，蛋白質也有供能作用。 正常情況下，蛋白質的代謝主要用于蛋白質的不斷自我更新，只有當機體能源物質糖類、脂類嚴重消耗時，蛋白質才表現為大量分解供能。殊途同歸：三大物質代謝分解途徑雖不相同，但徹底氧化為水和二氧化碳最終匯合到T

4、CA循環(huán)中，所以TCA循環(huán)是糖類、脂肪、蛋白質徹底分解氧化的一條共同途徑。TCA循環(huán)是糖類、脂肪、蛋白質三大物質的共同通路：(1)、三羧酸循環(huán)是乙酰輔酶A最終氧化生成CO2和H2O的途徑。(2)、糖代謝產生的碳骨架最終進入三羧酸循環(huán)氧化。 (3)、脂肪分解產生的甘油可通過糖有氧氧化進入三羧酸循氧化，脂肪酸經氧化產生乙酰輔酶A可進入三羧酸環(huán)氧化。(4)、蛋白質分解產生的氨基酸經脫氨后碳骨架可進入三羧循環(huán)，同時，三羧酸循環(huán)的中間產物可作為氨基酸的碳骨架接受NH3后合成非必需氨基酸。所以，三羧酸循環(huán)是三大物質代謝共同通路(五)核酸 糖、脂和蛋白質 代謝網絡 二、細胞水平的調節(jié)代謝途徑的區(qū)域化酶活性的

5、調節(jié)酶量的調節(jié)（一）代謝途徑的區(qū)域化概念：代謝途徑的有關酶類，常常組成酶系，分布于細胞的某一區(qū)域或亞細胞結構中，使不同代謝途徑在不同細胞內進行區(qū)域化的意義：區(qū)域化的存在顯著影響真核細胞的代謝情況，有利于代謝的調節(jié)。例如：脂肪酸的分解與合成節(jié)首 活細胞是一個微小的化學工業(yè)園在極其微小的空間內發(fā)生著數千種生物化學反應細胞不是一個裝滿了各種酶和底物的口袋細胞復雜的結構特別是膜的結構固定了各代謝反應的空間和時間，使它們高度有序并可以被控制和調節(jié)。酶或酶系所在區(qū)域酶或酶系所在區(qū)域糖酵解酶系TCA酶系磷酸戊糖途徑酶系脂肪酸氧化酶系脂肪酸合成酶系尿素合成酶系胞漿線粒體胞漿線粒體胞漿線粒體和胞漿蛋白質合成酶系

6、DNA聚合酶RNA聚合酶水解酶類粗面內質網細胞核細胞核溶酶體真核細胞內某些酶的區(qū)域化分布節(jié)首（二）酶活性的調節(jié)酶原激活酶的非共價修飾調節(jié)酶的共價修飾調節(jié)節(jié)首 酶原的活化 酶的非共價修飾調節(jié)別構調節(jié)：小分子效應物非共價結合于酶的調節(jié)部位，從而改變酶的活性的現象。別構效應有別構激活（正協(xié)同效應）和別構抑制（負協(xié)同效應）別構激活劑與別構抑制劑： 代謝底物往往是別構激活劑，代謝產物往往是別構抑制劑某些重要代謝過程中的調節(jié)酶及其效應物節(jié)首反饋調節(jié)前饋代謝底物濃度的的調節(jié)反饋終產物的調節(jié)作用反饋與前饋 反饋與前饋反饋抑制的方式1)線性反饋:反饋抑制的基本方式2)分支代謝反饋:原核生物中重要調控方式特點:每

7、一個分支途徑的終產物常?？刂品种Ш蟮牡谝粋€酶,同時每一個終產物又對整個途徑的第一個酶有部分抑制作用.分支反饋調節(jié)幾種類型(P251)(1)多價反饋抑制(2)協(xié)同反饋抑制(3)累積反饋抑制(4)合作反饋抑制(5)順序反饋抑制反饋調節(jié)的機制1)變構酶調節(jié)-反饋的普遍機制2)同工酶調節(jié)-對環(huán)境及代謝變化的一種適應機制3)多功能酶調節(jié)-更靈活的調節(jié)機制酶活力的共價修飾調節(jié)定義：酶蛋白在另一種酶的催化下，在其分子上以共價結合的方式接上或脫去某種特殊的化學基團，從而引起酶活力改變的過程類型：磷酸化/去磷酸化，乙酰化/去乙?；?，腺苷?；?去腺苷?；?，尿苷酰化/去尿苷?；?，甲基化/去甲基化，氧化（S-S）/還

8、原(2SH)舉例：糖原磷酸化酶意義：代謝作用中關鍵酶的共價修飾是級聯(lián)放大的最終階段。（特別是激素調節(jié)）節(jié)首磷酸化酶的共價修飾調節(jié)節(jié)首共價修飾與級聯(lián)放大節(jié)首（三）酶量的調節(jié)1、酶生物合成的誘導和阻遏（原核生物）酶生物合成的誘導:某些物質(誘導物)能促進細胞內酶的生物合成.酶生物合成的阻遏:某些代謝產物能阻止細胞內某種酶的生物合成.操縱子學說：2、酶的降解酶降解速度的增加也使酶的含量減少.：節(jié)首操縱子概念在DNA分子的不同區(qū)域分布著一個調節(jié)基因和一個操縱子，一個操縱子包括一個操縱基因，一群功能相關的結構基因，以及在調節(jié)基因和操縱基因之間專管轉錄起始的啟動基因。操縱子類型1、誘導型操縱子乳糖操縱子2

9、、阻遏型操縱子色氨酸操縱子節(jié)首乳糖操縱子的認識1.包括三個結構基因z、y、a，呈多順反子結構2.操縱基因o是阻遏蛋白的結合位點，當阻遏蛋白與操縱基因結合時，lac mRNA的轉錄受阻3.調節(jié)基因i編碼阻遏蛋白與o基因結合4.啟動基因P位于I與o之間，其上游還有一個CAP(降解物基因活化蛋白,由CAP基因編碼)結合位點，由p、o和CAP結合位點共同調節(jié)lac操縱子的調控區(qū)ayzopi結構基因控制位點調節(jié)基因乳糖操縱子模型ayzopioCAP與cAMP形成復合物，結合在lac operon的啟動基因上，促進轉錄的進行。cAMP-CAP是正調控因子，阻遏蛋白是負調控因子。啟 操乳糖操縱子的負調控調節(jié)

10、基因操縱基因乳糖結構基因PLacZLacYLacamRNA 阻遏蛋白（有活性）基 因 關 閉啟動子ORPLacZLacYLacA調節(jié)基因操縱基因乳糖結構基因啟動子ORmRNAZmRNAYmRNAA 阻遏蛋白（無活性） 基 因 表達mRNAA、乳糖操縱子的結構B、乳糖酶的誘導 乳糖 阻遏蛋白（有活性）節(jié)首乳糖操縱子的正調控RLacZLacYLacAmRNAmRNAZmRNAYmRNAA基 因 表達CAP基因結構基因TCAPOCAP結合部位 RNA聚合酶TcAMP - CAPP葡萄糖分解代謝產物腺苷酸環(huán)化酶磷酸二酯酶ATPcAMP5-AMP抑制激活葡萄糖降解物與cAMP的關系cAMPCAP：降解物

11、基因活化蛋白（catabolic gene activation protein）降低cAMP濃度使CAP呈失活狀態(tài)節(jié)首cAMP對轉錄的調控無葡萄糖：cAMP (促進轉錄）有葡萄糖：cAMP (不促進轉錄）cAMPcAMPCAP蛋白cAMP CAP復合物正調控ABCDEopLatrpRtrpPtrpOtrpEtrpDtrpCtrpBtrpAE. coli 色氨酸操縱子模型Trp合成途徑還存在色氨酸操縱子中衰減子所引起的衰減調節(jié)。真核生物基因表達的調控為多級調控方式：轉錄前水平調控、轉錄水平上的調控、轉錄后水平的調控、翻譯水平調控、翻譯后水平調控。三.激素水平的代謝調節(jié)1)激素的概念:2)激素的

12、分類:3)激素受體4)激素對代謝的調節(jié)激素什么是激素？激素是生物體內特定細胞產生的的對某些靶細胞具有特殊刺激作用的微量物質。在機體的代謝過程或生理過程起調控作用.1，含量少；在生物體某特定組織細胞產生；2，通過體液的運動被輸送到其他組織中發(fā)揮作用；3，作用很大，效率高，在新陳代謝中起調節(jié)控制作用。在醫(yī)療上，激素也是一類重要藥物。激素具有以下幾個特點：激素的分類在生物激素中，動物激素最為重要。植物激素主要為植物生長調節(jié)劑。根據激素的化學結構和調控功能，一般可以分為三類 （1）含氮激素。包括蛋白質激素、多肽激素、氨基酸衍生物激素等。（2）類固醇激素。性腺和腎上腺皮質分泌的激素大多數是類固醇激素。（

13、3）脂肪酸衍生物激素。主要由生殖系統(tǒng)及其它組織分泌產生。激素受體分類：1、細胞膜受體：水溶性激素，激素受體復合物，第二信使：cAMP2、細胞漿受體脂溶性激素，易進入細胞，激素受體復合物，進入細胞核，開啟基因活力，使相應基因表達，表現生物效應。節(jié)首激素對代謝的調節(jié)（一）激素通過細胞膜受體而起作用氨基酸、肽、蛋白質類激素1、激素與膜上的受體結合2、cAMP的生成(第二信使)3.級聯(lián)放大作用節(jié)首蛋白質激素的作用機制第二信使學說激素對代謝的調節(jié)（二）激素通過細胞內受體起作用 類固醇激素對代謝的調節(jié)不是改變酶的活性，而是通過作用于基因系統(tǒng)改變蛋白質的合成，從而調節(jié)生物效應。節(jié)首節(jié)首四、神經水平的代謝調節(jié)人及高等動物具有高度發(fā)達的神經系統(tǒng)，這類生物的各種活動和代謝的調節(jié)機制都處于中樞神經系統(tǒng)的控制之下。神經系統(tǒng)既直接影響各種酶的合成，又影響內分泌腺