物質(zhì)代謝的相互關(guān)系和調(diào)節(jié)控制

關(guān)于物質(zhì)代謝的相互關(guān)系和調(diào)節(jié)控制第1頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)物質(zhì)代謝的相互關(guān)系第2頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三G磷酸二羥丙酮3-P-甘油丙酮酸乙酰CoA脂酰CoA脂肪一、糖、脂代謝的相互關(guān)系1.糖脂2.脂糖脂肪脂肪酸乙酰CoA草酰乙酸糖（動物）TCA少甘油糖糖異生草酰乙酸糖植物微生物乙醛酸循環(huán)糖異生第3頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三二、糖、蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系糖糖代謝中間物（-酮酸）還原氨基化轉(zhuǎn)氨基作用非必需aa蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)生糖aa-酮酸等草酰乙酸糖第4頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三三、脂、蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系脂肪脂肪酸乙酰CoA甘油丙酮酸-酮酸aa乙醛酸循環(huán)（植物、微生物）蛋白質(zhì)生糖aa生酮生糖aa生酮aa乙酰CoA脂肪酸丙酮酸甘油脂肪第5頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三四、核酸代謝與其它物質(zhì)代謝的關(guān)系蛋白質(zhì)代謝Gly,Gln,Asp,一碳單位，NH3脂代謝CO2核糖-5-PPRPP堿基核酸

核酸通過控制蛋白質(zhì)的合成，影響細(xì)胞組分及代謝類型

某些核苷酸參與物質(zhì)代謝ATP:通用的能量載體UTP,CTP,GTP：分別參與糖原、磷脂、蛋白質(zhì)的合成cAMP：“第二信使”糖代謝核苷酸第6頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三五、四大物質(zhì)代謝的關(guān)系

細(xì)胞代謝的原則及方略

將各類物質(zhì)分別納入各自的代謝途徑，以少數(shù)種類的反應(yīng)轉(zhuǎn)化種類繁多的分子。不同代謝途徑可通過交叉點(diǎn)上的關(guān)鍵中間物得以溝通，形成經(jīng)濟(jì)有效的代謝網(wǎng)絡(luò)。TCA環(huán)是共同的代謝途徑

關(guān)鍵的中間物：G-6-P,丙酮酸，乙酰CoA第7頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)代謝的調(diào)節(jié)第8頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三酶水平細(xì)胞水平激素水平神經(jīng)水平

四個水平的調(diào)節(jié)單細(xì)胞生物植物動物第9頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三一、酶水平調(diào)節(jié)（一）酶活力調(diào)節(jié)兩種方式別構(gòu)調(diào)節(jié)共價化學(xué)修飾調(diào)節(jié)酶活力調(diào)節(jié)

酶量調(diào)節(jié)通過激活和抑制酶活性進(jìn)行調(diào)節(jié)（時間短，速度快，細(xì)調(diào)）通過影響酶合成及分解速度進(jìn)行調(diào)節(jié)（時間長，速度慢，粗調(diào)）第10頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三1.別構(gòu)調(diào)節(jié)1）酶活力的前饋和反饋調(diào)節(jié)通過改變酶分子構(gòu)象而改變酶活力的調(diào)節(jié)。別構(gòu)酶（大多數(shù)為寡聚酶）前饋或反饋調(diào)節(jié)：代謝底物或代謝產(chǎn)物對代謝過程的影響。使代謝過程速度加快，稱正作用，反之，為負(fù)作用。前饋：輸入對輸出的影響。反饋：輸出對輸入的影響。第11頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三前饋正前饋負(fù)前饋反饋正反饋負(fù)反饋（反饋抑制）反饋+或

-S0S1S2Sn

E1

E2E3前饋+

或-第12頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三G+ATP己糖激酶G-6-P+ADP-直接產(chǎn)物抑制ThrIleE1(Thr脫氨酶)-終產(chǎn)物抑制

負(fù)反饋第13頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三GG-6-PF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶PEP丙酮酸乙酰CoA乙酰CoA羧化酶脂肪酸丙二酸單酰CoA2）酶分子的解離和聚合-檸檬酸TCA+檸檬酸促進(jìn)乙酰CoA羧化酶亞基間的聚合，使之表現(xiàn)為催化活力。第14頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三CyclicAMP-dependentproteinkinase(PKA)isaR2C2tetramerinmammaliancells.ThetwoR(regulatory)subunitsbindcAMP;cAMPbindingreleasestheRsubunitsfromtheC(catalytic)subunits.Csubunitsareenzymaticallyactiveasmonomers.蛋白激酶A(四聚體)催化亞基調(diào)節(jié)亞基（無活力）（有活力）催化亞基單體第15頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三3）核苷酸類化合物對代謝途徑的影響ATP、ADP、AMP等可影響EMP、TCA和氧化磷酸化等產(chǎn)能途徑，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞能量代謝。ATP系統(tǒng)的質(zhì)量作用比：[ATP]/[ADP][Pi]大：三者皆減慢?。喝呓约涌斓?6頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三1）不可逆轉(zhuǎn)變

某種酶可由于其它酶對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行共價化學(xué)修飾，從而使其在活性形式與非活性形式之間相互轉(zhuǎn)變。胰蛋白酶原胰蛋白酶腸激酶6肽2.酶的共價化學(xué)修飾調(diào)節(jié)第17頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三2）可逆轉(zhuǎn)變

磷酸化和去磷酸化例：糖原磷酸化酶磷酸化酶激酶

ATP

ADP（有活性）（無活性）磷酸化酶b磷酸化酶a磷酸化酶磷酸酶PiH2O第18頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三特點(diǎn)：級聯(lián)放大

連續(xù)代謝反應(yīng)中的一個酶被激活后，連續(xù)地發(fā)生其它酶被激活，導(dǎo)致原始信號的放大，這種放大效應(yīng)稱級聯(lián)放大。具有這種放大效應(yīng)的連續(xù)代謝反應(yīng)系統(tǒng)，稱為級聯(lián)系統(tǒng)（cascadesystem）。（效應(yīng)高，作用快）第19頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三腺苷酸環(huán)化酶102蛋白激酶A104磷酸化酶激酶106108糖原磷酸化酶glucogenG-1-PThehormone-activatedenzymaticcascadethatleadstoactivationofglycogenphosphorylase.G(腎上腺素10-8~10-10mol/L)(510-3mol/L)第20頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三（二）酶量調(diào)節(jié)1.酶合成的誘導(dǎo)和阻遏

酶誘導(dǎo)生成作用

酶阻遏生成作用某些物質(zhì)能促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)某些酶的生成。例：乳糖可誘導(dǎo)-半乳糖苷酶的生成。某些物質(zhì)能阻止細(xì)胞內(nèi)某些酶的生成。例：產(chǎn)物Trp的存在可阻止與Trp合成有關(guān)酶的生成。第21頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三

酶合成的誘導(dǎo)和阻遏與操縱子學(xué)說1961年，Monod和JacobE.coli

乳糖操縱子模型操縱子（operon）：

基因表達(dá)的協(xié)調(diào)單位。包括一個控制區(qū)和一群功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因?？刂茀^(qū)由啟動子（promoter）和操縱基因（operator）組成。操縱基因可與調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物阻遏蛋白（repressor）結(jié)合，其“開放”或“關(guān)閉”直接控制結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。第22頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三調(diào)節(jié)基因啟動子操縱基因PO結(jié)構(gòu)基因阻遏蛋白誘導(dǎo)物A.酶的誘導(dǎo)阻遏蛋白結(jié)合在操縱基因上，結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)。誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏蛋白不能結(jié)合在操縱基因上，結(jié)構(gòu)基因表達(dá)。第23頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三啟動子操縱基因結(jié)構(gòu)基因PO輔阻遏物（產(chǎn)物）B.酶的阻遏代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏蛋白能夠結(jié)合在操縱基因上，結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)。阻遏蛋白不能與操縱基因結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因可表達(dá)。第24頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三ModeloftheE.colilacoperon.-半乳糖苷酶半乳糖苷透性酶-半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶阻遏蛋白E.coli

乳糖操縱子模型第25頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三乳糖操縱子模型阻遏蛋白是四聚體第26頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三2.酶的降解饑餓：乙酰CoA羧化酶降解速度乙酰CoA羧化酶含量脂肪合成改變酶降解的速度以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)酶量。第27頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三二、細(xì)胞水平的調(diào)節(jié)

——隔離分室效應(yīng)（真核細(xì)胞）細(xì)胞核：DNA、RNA的合成線粒體：TCA；電子傳遞鏈；氧化磷酸化；脂肪酸-氧化；

aa分解代謝細(xì)胞質(zhì)：EMP；糖異生；糖原、脂肪酸和aa合成；

Pu、Py分解核糖體：蛋白質(zhì)的合成

不同分室進(jìn)行不同的代謝過程，使代謝高效進(jìn)行，互不干擾，并有利于代謝調(diào)節(jié)。第28頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三三、激素水平的調(diào)節(jié)激素：由生物體內(nèi)特殊組織或腺體合成，并經(jīng)體液輸送到特定作用部位，從而引起特殊激動效應(yīng)的微量有機(jī)物。（一）種類哺乳動物含N激素甾醇激素（固醇類激素）脂肪酸衍生物蛋白質(zhì)、肽類激素:

胰島素aa衍生物激素：腎上腺素性激素第29頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三（二）作用機(jī)理1.激素作為第一信使，cAMP作為第二信使，通過改變酶活性調(diào)節(jié)代謝。（大部分含N激素，反應(yīng)快）2.激素與細(xì)胞內(nèi)受體結(jié)合，形成激素-受體復(fù)合物。其作為轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)物，控制特異蛋白質(zhì)（或酶）的基因表達(dá)，從而調(diào)節(jié)代謝。（甾醇激素和少量含