物質代謝的相互關系及代謝的調節(jié)控制課件

主要內容物質代謝的相互聯系代謝的調節(jié)一物質代謝的相互聯系（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（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?。糖蛋白質（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?/p>

脂蛋白質(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、α-酮戊二酸等相互聯系起來，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TCA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β—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

二代謝的調節(jié)生物界代謝的調控，可分為3個水平：細胞內的調控、體液的調控、神經水平調控。1.細胞內的調控1).區(qū)域定位的調節(jié)—不同酶分部于細胞的不同部位.(一)生物體內的代謝調控模式

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)。細胞區(qū)域化調節(jié)2)酶活性的調節(jié)—酶結構的變化改變酶活性(1)酶原激活(2)酶的化學修飾(共價修飾):有些酶在它的某些氨基酸殘基上連接一定化學基團或去掉一定化學,從而實現酶的活性態(tài)與非活性態(tài)的互相轉變.酶原的活化

酶的化學修飾(3)酶分子的聚合與解聚(4)酶的構象變化3)酶量的調節(jié)—基因的誘導與阻遏2.體液激素的調控1)激素的概念:2)激素的分類:3)蛋白質激素的作用機制—第二信使學說激素什么是激素？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。（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。蛋白質激素的作用機制—第二信使學說4)類固醇激素的作用機制—調節(jié)基因表達3.神經系統(tǒng)的調節(jié)神經調控作用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，又影響內分泌腺分泌激素的種類和水平，所以神經系統(tǒng)的調節(jié)具有整體性特點。神經系統(tǒng)對生命活動的調控在很大程度上是通過調節(jié)激素的分泌來實現的。(二)反饋調節(jié)1).前饋—代謝底物濃度的的調節(jié)2).反饋—終產物的調節(jié)作用1.反饋與前饋

反饋與前饋2.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:每一個分支途徑的終產物常常控制分支后的第一個酶,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3.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(三)

基因表達的調節(jié)酶生物合成在轉錄水平和翻譯水平受到調節(jié)。1原核生物基因表達調節(jié)1)酶合成的誘導作用2)降解物的阻遏作用3)酶合成的阻遏作用1)酶合成的誘導作用1960~1961年，J.Monod

和F.Jacob提出乳糖操縱子模型（lac

operonmodel）。大腸桿菌乳糖操縱子模型說明了酶合成的誘導作用機制.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lacoperon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2)降解物的阻遏作用當細菌在含有葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基中生長時,則先利用葡萄糖,而不利用乳糖.只有當葡萄糖耗盡后,細菌生長經過一段停滯期,出現二度生長曲線.不久在乳糖誘導下,分解乳糖代謝的酶開始合成,細菌才能利用乳糖.這種現象稱為降解物的阻遏作用.3)酶合成的阻遏作用

E.coli

色氨酸操縱子模型說明了某些代謝產物阻止細胞內酶生成的機制.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)。（2）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。(四)代謝調控在工業(yè)上的實踐意義1.酶活性調節(jié)在工業(yè)上的應用1)降低終產物濃度2)利用抗代謝產物類似物—關鍵酶的脫敏作用3)增大細胞膜通透