第十四章 代谢调节综述

代谢的调节和控制汇报人：2023-12-14•代谢调节基本概念•细胞内代谢调节机制•激素对整体代谢水平调控作用目录•营养感应与信号转导途径•疾病状态下代谢异常及调控策略•药物干预在代谢调控中应用前景01代谢调节基本概念指生物体内代谢过程中，通过一系列调节机制，维持代谢平衡和适应环境变化的过程。

代谢调节定义保证生命活动的正常进行，适应内外环境变化，维持机体稳态。

代谢调节意义代谢调节定义与意义通过神经系统对代谢过程进行快速、精确的调节。

神经调节体液调节自身调节通过激素、细胞因子等化学物质传递信息，对代谢过程进行广泛而持久的调节。

组织细胞不依赖于神经和体液因素，根据局部环境变化进行自我调节。

030201代谢调节方式分类营养物质供应充足时，代谢活动旺盛；供应不足时，代谢活动减弱。

营养物质供应胰岛素、甲状腺激素等激素对代谢过程具有重要影响，激素水平变化可影响代谢速度和方向。

激素水平变化环境温度变化可影响机体产热和散热平衡，进而影响代谢活动。

环境温度运动可增加机体代谢率，休息时代谢率降低。

运动和休息相互调节，维持机体代谢平衡。

运动和休息影响因素及相互作用02细胞内代谢调节机制当底物浓度增加时，代谢酶活性增强，反应速率加快；反之，底物浓度降低时，酶活性减弱，反应速率减慢。

在一定范围内，随着底物浓度的增加，酶促反应速率呈线性增加，但当底物浓度达到一定程度后，反应速率不再增加，此时底物已饱和。

底物浓度对代谢酶活性影响底物饱和度底物浓度变化关键酶在代谢途径中作用关键酶是指在代谢途径中起决定性作用的酶，其活性大小直接影响整个代谢途径的速率和方向。

关键酶特点关键酶通常具有较低的Km值（米氏常数），即对底物浓度变化敏感；同时，关键酶的活性受多种因素调节，如抑制剂、激活剂等。

别构效应是指一种蛋白质（通常是酶）的活性受到另一种分子（别构效应物）结合的影响。

别构效应物可以是底物、产物、抑制剂或激活剂等。

别构效应通过改变酶的构象来调节酶活性。

代谢途径的调控与代谢调节代谢途径的调控与代谢调节在维持生物体正常功能和稳态方面起着重要作用。

生物体通过一系列的调控机制来调节代谢途径的速率和方向，以适应内外环境的变化，从而保持体内代谢的平衡。

本文将重点讨论代谢途径的调控与代谢调节的基本概念、主要调控器和相关机制。

1. 代谢途径的调控代谢途径是物质在生物体内转化的路径和方式。

生物体内有许多不同的代谢途径，如糖酵解途径、无氧呼吸途径和脂肪酸合成途径等。

这些代谢途径之间相互联系，通过酶催化等方式形成复杂的代谢网络。

生物体需要根据能量需求和外部条件来调控这些代谢途径的速率和方向，以维持体内代谢的平衡。

生物体通过调节酶的活性和基因表达来调控代谢途径。

酶是生物体内催化化学反应的蛋白质。

酶的活性受到许多因素的影响，如温度、pH值和底物浓度等。

生物体可以通过调节这些因素来改变酶的活性，进而调控代谢途径的速率。

此外，生物体还可以通过改变酶的合成和降解来调控代谢途径的方向。

2. 代谢调节的概念代谢调节是生物体通过一系列复杂的调控机制来维持体内代谢的平衡。

代谢调节可以分为两种类型：内源性调节和外源性调节。

内源性调节是指生物体内部产生的调节信号来调控代谢途径。

外源性调节是指生物体受到外部环境刺激而产生的调节信号来调控代谢途径。

内源性调节通过代谢产物的浓度来调节代谢途径。

当代谢产物的浓度升高时，生物体会抑制与该代谢产物相关的代谢途径，从而减少该代谢产物的生成。

相反，当代谢产物的浓度降低时，生物体会促进与该代谢产物相关的代谢途径，增加该代谢产物的生成。

外源性调节通过受体的激活来调节代谢途径。

生物体表面的细胞受体可以感知外部环境的刺激，并产生相应的信号传递到细胞内部。

这些信号可以激活或抑制特定的代谢途径，以适应外部环境的变化。

外源性调节可以包括神经系统和内分泌系统等。

3. 代谢调节的主要调控器代谢调节的主要调控器包括激素、酶和基因调控等。

激素是生物体内分泌系统产生的一类调节信号。

代谢调节生物体是一个完整的统一体。

糖、脂肪、蛋白质以及核酸等代谢在体内构成新陈代谢的整体网络。

代谢途径的相互途径一、糖代谢与脂类代谢的相互联系二、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系三、脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系四、核酸代谢与糖、脂肪及蛋白质代谢的相互联系ATP 能量和磷酸基团的供应UTP 单糖的转变和多糖的合成CTP 参与卵磷脂的合成核酸核苷酸GTP 供给蛋白质合成的能量CAMP 激素的第二信使CoA、NAD(P+)、FAD等参与代谢甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺嘌呤、嘧啶合成糖代谢的磷酸戊糖途径磷酸戊糖酶和蛋白质因子核酸的合成综上所述，糖、脂肪、蛋白质及核酸在代谢过程中形成网络。

见图14-1 P361其中三羧酸循环是各类物质代谢的共同途径，也是它们之间相互联系的枢纽。

代谢调节代谢是一个完整统一的过程，它存在着复杂而精确的调节机制。

生物体在长期进化过程中建立了四级水平的调节：神经水平调节是生物进化发展而完善起来的调节机制，是通过细胞水平和激素水平调节酶水平变化来实现细胞水平调节是最基本的调节方式酶水平调节一、酶水平的调节：是生物体内最基本、最普遍的调节方式〈一〉酶定位的区域化各代谢反应的酶定位于不同的细胞区域中，见表14-1 P364〈二〉酶活性的调节1、酶原激活⑴酶原：酶的无活性前体。

⑵酶原激活（不可逆的共价修饰）：某些酶先以无活性的酶原形式合成或分泌，然后在到达作用部位后由其它酶作用，使其失去部分肽链，从而形成或暴露活性中心，形成有活性酶分子的过程。

⑶酶原激活的实例：例：胃蛋白酶原（胃黏膜）胃蛋白（N—末端切去42个氨基酸残基）胰蛋白酶原（胰）胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶原—胰凝乳蛋白酶3单性蛋白酶原—3单性蛋白酶羧肽酶原——羧肽酶2、酶活性的前馈和反馈调节前馈调节（feed forward）：前面的底物对其后某一反应的酶的调节。

前馈激活(feed forward activation)：使代谢过程加快前馈抑制（feed forward inhibition）：使代谢过程减慢反馈调节（feed back）：代谢产物对前面的某一酶的调节反馈激活（feed back activation)反馈抑制（feed back inhibition）前馈和反馈调节都是通过酶的别构效应来实现的。

代谢调节简介目录•1拼音•2英文参考•3调节的基本机制•4别构调节•5共价修饰•6酶量调节•7区域化1拼音dài xiè tiáo jíe2英文参考metabolic regulation代谢调节为加速或延缓物质代谢的反应或者改变代谢途径的总称。

部分系统的调节由于组成复杂，所以作为对生物整体进行调节。

3调节的基本机制（1）由于细胞内基质及辅酶浓度的变化，酶反应的速度也发生变化；（2）由于反应系统中最终产物的形成，使前一阶段中酶的受反馈抑制；（3）因细胞内的物质而产生酶的变构效应和蛋白质的修饰；（4）酶合成的诱导或抑制，可以把（2）看作是（3）的特殊情况。

用激素进行调节，在进行分析时，也能导致（3）或（4）的结果。

生物代谢不断经受多种形式的调节以适应内外环境的变化。

根据生物的进化程度不同，代谢调节大体上可分神经、激素和酶三个水平，而最原始、也最基本的是酶水平的调节。

神经和激素水平的调节最终也通过酶起作用。

代谢调节遵循最经济的原则。

产能分解代谢的总速度不是简单地依细胞内燃料的浓度来决定，而受细胞需能量的控制。

因此，在任一时期，细胞都恰好消耗适合能量需要的营养物。

例如，家蝇全速飞行时，由于飞行肌对ATP突加的需要，其氧和燃料的消耗在1秒钟内可增加百倍。

生物大分子和构件分子的合成也受当时细胞需要的调节。

生长中的大肠杆菌合成20种基本氨基酸中，每一种的速率和比例都正好符合那时组建新蛋白质的需要，任一种氨基酸的生产都不会过剩或不足。

许多动植物能贮存供能和供碳的营养物如脂肪和多糖，但一般不能贮存蛋白质、核酸或简单的构件分子，只在需要时才合成它们。

但植物种籽和动物卵细胞常含有胚生长所需氨基酸来源的大量贮存蛋白质。

酶水平代谢调节主要有两种类型：一种是通过激活或抑制酶的催化活性，另一种是通过控制酶合成或降解的量。

有下列几种重要方式。

4别构调节代谢途径的速率和方向主要依赖调节酶的量和活性，必需的不可逆反应是控制部位。