第十三章代謝調(diào)節(jié)

1、第十三章第十三章 代謝調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié) 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述* 第二節(jié)第二節(jié) 酶活性的調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)* 第三節(jié)第三節(jié) 酶數(shù)量的調(diào)節(jié)酶數(shù)量的調(diào)節(jié)* 第四節(jié)第四節(jié) 代謝調(diào)節(jié)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用代謝調(diào)節(jié)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用*第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 代謝調(diào)節(jié)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中，為適應(yīng)外界條件而形成的一種復(fù)雜的生理機(jī)能。 生物界代謝的調(diào)節(jié)，可分為4個(gè)水平： 酶水平調(diào)節(jié) 細(xì)胞水平調(diào)節(jié) 激素水平調(diào)節(jié) 神經(jīng)水平調(diào)節(jié) 一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié) 酶在細(xì)胞內(nèi)有一定的布局和定位。催化不同代謝途徑的酶類，往往分別組成各種多酶體系。多酶體系存在于一定的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)區(qū)域中，或存在于胞質(zhì)中，這種現(xiàn)象稱為酶的

2、區(qū)域化。 功能：濃縮效應(yīng)，防止干擾，便于調(diào)節(jié)。 多酶體系在細(xì)胞中區(qū)域化，為酶水平的調(diào)節(jié)創(chuàng)造了有利條件,使某些調(diào)節(jié)因素可以專一地影響細(xì)胞內(nèi)某一部分的酶活性，而不致影響其它部位酶的活性。 此外，酶定位的區(qū)域化，使它與底物和輔助物在細(xì)胞器內(nèi)一起相對(duì)濃縮，利于在細(xì)胞局部范圍內(nèi)快速進(jìn)行各個(gè)代謝反應(yīng)。 主要代謝途徑酶系在細(xì)胞內(nèi)的分布 胞 質(zhì) ： 糖酵解，糖原合成，磷酸成糖途徑，脂肪酸 合成，部分蛋白質(zhì)合成。 線粒體： 脂肪酸氧化，三羧酸循環(huán)，呼吸鏈，氧化 磷酸化。 細(xì)胞核：核酸的合成、修飾。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：蛋白質(zhì)合成，磷脂合成。 胞質(zhì)和線粒體：糖異生，膽固醇合成 溶酶體：多種水解酶 人體代謝的細(xì)胞水平調(diào)節(jié)，從速

3、度方面來(lái)說(shuō)有兩種方式： 一種是快速調(diào)節(jié)， 激活或抑制體內(nèi)原有的酶分子。 另一種是遲緩調(diào)節(jié)，改變酶分子的構(gòu)象或?qū)γ阜肿舆M(jìn)行化學(xué)修飾。 一些代謝物或離子在細(xì)胞各組分間的穿梭移動(dòng)也可以改變細(xì)胞中某組分的代謝速度。二、激素水平的調(diào)節(jié)二、激素水平的調(diào)節(jié) 動(dòng)物激素動(dòng)物激素4類：類：氨基酸及其衍生物、肽及蛋白質(zhì)、固醇類、脂肪酸衍生物。 植物激素植物激素5類類：生長(zhǎng)素、赤霉素類、激動(dòng)素類、脫落酸、乙烯。 蛋白質(zhì)肽類激素與類固醇激素的作用機(jī)制。 作用機(jī)理： 1、激素通過(guò)細(xì)胞膜受體發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。 2、激素通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體發(fā)揮作用。三、神經(jīng)水平的調(diào)節(jié)三、神經(jīng)水平的調(diào)節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶活性的調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)*一、反饋抑

4、制的調(diào)節(jié)一、反饋抑制的調(diào)節(jié)1 1、反饋抑制的概念、反饋抑制的概念 一種運(yùn)動(dòng)的效果對(duì)這種運(yùn)動(dòng)的影響就是反饋。通常，反饋又分為“正反饋正反饋”和“負(fù)反饋負(fù)反饋”。正反饋：正反饋：凡是一種運(yùn)動(dòng)的效果對(duì)這種原始運(yùn)動(dòng)的影響是促進(jìn)性的反 饋。負(fù)反饋：負(fù)反饋：凡是一種運(yùn)動(dòng)的效果對(duì)這種原始運(yùn)動(dòng)的影響是抑制性的反 饋。2、反饋抑制的類型 （1）協(xié)同反饋抑制（2）順序反饋抑制（3）同工酶調(diào)節(jié)（4）合作反饋抑制（5）累積反饋抑制）累積反饋抑制 3、反饋抑制的機(jī)制 二、前饋激活 在一反應(yīng)系列中，前身物可以對(duì)后面的酶起激活作用，促使反應(yīng)向前進(jìn)行，這就叫作前饋激活。 前饋激活作用能使代謝速度加快，是一種正前饋。 三、酶促

5、化學(xué)修飾的調(diào)節(jié) 1、酶促化學(xué)修飾的概念 在專一酶的催化下，某種小分子基團(tuán)可以共價(jià)結(jié)合到被修飾酶的特定氨基酸殘基上，而改變酶的活性。 2、酶促化學(xué)修飾的機(jī)理 例：糖原磷酸化酶有兩種形式：即有活性的磷酸化酶a和無(wú)活性的磷酸化酶b 。兩者可以相互轉(zhuǎn)化。磷酸化酶b 在磷酸化酶b 激酶催化下，接受ATP上的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峄竌而活化；而磷酸化酶a也可在磷酸化酶a磷酸（酯）酶催化下轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峄竍而失活。3、酶促化學(xué)修飾的特點(diǎn)(1)絕大多數(shù)酶促化學(xué)修飾的酶都具有無(wú)活性（或 低活性）與有活性（或高活性）兩種形式。(2) 瀑布式效應(yīng)。(3) 磷酸化與去磷酸化是常見(jiàn)的酶促化學(xué)修飾反 應(yīng)。(4) 按著生理的需要來(lái)進(jìn)行。*第三節(jié)第三節(jié) 酶數(shù)量的調(diào)節(jié)酶數(shù)量的調(diào)節(jié) 酶數(shù)量的調(diào)節(jié)是以基因水平為基礎(chǔ)的調(diào)節(jié)，實(shí)際上也是酶蛋白合成的調(diào)節(jié)，生物體內(nèi)有些酶，只有在誘導(dǎo)物存在時(shí)才導(dǎo)致酶的合成，或者當(dāng)最終產(chǎn)物過(guò)多時(shí)才阻遏酶的合成。因此酶的合成與阻遏受某種調(diào)節(jié)機(jī)制的調(diào)控。一、誘導(dǎo)酶合成的機(jī)制一、誘導(dǎo)酶合成的機(jī)制二、阻遏酶合成的機(jī)制二、阻遏酶合成的機(jī)制*第四節(jié)第四節(jié) 代謝調(diào)節(jié)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用代謝調(diào)節(jié)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用一、降低最終產(chǎn)物的濃度一、降低最終產(chǎn)物的濃度1、肌苷酸發(fā)酵、肌苷酸發(fā)酵2、賴氨酸發(fā)酵、賴氨酸發(fā)酵