第十一章 代谢调节幻灯片.ppt

第十一章 物质代谢的联系及其调控 分子水平的调节 细胞水平的调节 多细胞整体水平的调节 围绕上述几个方面： 各种物质代谢途径间的调控网络 酶活性的调节 酶量的调节 细胞区域化调节 信号转导的基本机制 生物代谢是指生物活体与外界环境不断进行的物质（包括气体、液体和固体）、能量、信息交换过程。 细胞代谢是一切生命活动的基础。 合成代谢一般是指将简单的小分子物质转变成复杂的大分子物质的过程。分解代谢则是将复杂的大分子物质转变成小分子物质的过程。 糖、脂、核酸和蛋白质的合成代谢途径各不相同，但是它们的分解代谢途径则有共同之处，即糖、脂、核酸和蛋白质经过一系列分解反应后都生成了酮酸并进入三羧酸循环，最后被氧化成CO2和H2O。 第一节 代谢途径的相互联系 一、代谢网络 不同的代谢途径之间通过关键的中间代谢物彼此沟通、相互作用、相互转化，形成经济有效，运转良好的代谢网络。 （一）糖代谢与蛋白质代谢的关系 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?—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。 蛋白质分解产生的氨基酸，在体内可以转变为糖 （二）脂类代谢与蛋白质代谢的关系 脂类分解过程中产生较多的能量，可作为体内贮藏能量的物质。脂类与蛋白质之间可以相互转化： 脂类分子中的甘油?丙酮酸 乙酰辅酶A 脂肪酸 (四)核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系 代 谢 网 络 二、分解代谢和合成代谢的单向性  1.相对立的单向反应（opposing unidirectional reaction）： 2.糖代谢的例子： G + ATP 6— —G + ADP（变构调节） 6— —G +H2O 　　　　G + Pi ３.脂代谢的例子： 　　乙酸　＋　ＡＴＰ＋ＣoA 乙酰?CoA　＋ＡＭＰ＋ＰＰi 乙酰?CoA + H2O　 乙酸 +ＣoA 三、分解为合成提供还原力、能量和构造单元 代谢的基本要略是通过分解代谢形成ATP、还原力和构造单元用于生物合成 底物水平磷酸化、氧化磷酸化 ATP 磷酸戊糖途径 NADPH 分解代谢的三个阶段 第二节 代谢调节 酶的共价修饰调节 酶原激活 酶的共价修饰和级联系统 酶的变构调节 反馈与前馈作用 能荷的调节 一、 酶活性的调节 共价修饰（covalent modification）：指在专一性酶的催化下，某些小分子基团共价地结合（或脱去）到被修饰的酶分子上，使被修饰酶的活性发生改变，从而调节酶活性。 即通过共价修饰调节活性的酶叫共价修饰调节酶。 胰凝乳蛋白酶原的激活 胰凝乳蛋白酶原 胰蛋白酶原的激活及其功能 胰蛋白酶原 2、酶的可逆共价修饰调节和级联系统 （1）可逆共价修饰的类型（主要的共价修饰调节）： 磷酸化/去磷酸化（主要存在于高等动、植物细胞中） 腺苷酰化/去腺苷酰化；（主要存在细菌中） 乙酰化/去乙酰化；尿苷酰化/去尿苷酰化； 甲基化/去甲基化；S-S/SH 糖原磷酸化酶和糖原合成酶活性的调节 糖原的合成 糖原合成酶a (脱磷酸化，有活性) 糖原磷酸化酶b (脱磷酸化，无活性) 酶的可逆共价修饰调节中最主要的是对靶蛋白的磷酸化，催化此反应的酶为蛋白激酶。 （2）级联系统（cascade system）：连锁代谢反应中一个酶被激活后，连续地发生其它酶被激活，导致原始信号的放大。这样的连锁代谢反应系统叫级联系统。 实例：肾上腺素作用于膜受体，引起效应器活化，进而引发一系列的胞内连锁反应。 肾上腺素的级联放大作用（介绍级联反应的意义） （1） 使信号（激素信号）放大:（肾上腺素浓度10-8-10-10 mol/L，可引起强烈的胞内效应——产生葡萄糖5mmol/L） （2）提供了更多的调控位点，使代谢过程能对细胞内外多种因素的变动作出调整 （3）使关键的调节酶能够更灵敏和更灵活地控制代谢反应，在不同情况下对各种代谢物和终产物有不同