11物质代谢的联系与调节-66页文档资料

第二节 物质代谢的调节
2.1 代谢调节的实质
恒态(stable state)是机体代谢的基本状态。恒态的破 坏意味着疾病或机体的死亡。机体通过代谢调节维持 恒态。
代谢的调节主要是对酶进行调节，包括酶的活性和 酶量。尤其是途径中的关键酶（限速酶、调节酶）， 使他们的活性不致过高或过低，不会缺乏也不会不适 时表达，以保持整个机体的代谢以恒态的方式进行。
丙酮酸脱羧酶 磷酸化/脱磷酸
磷酸果糖激酶 磷酸化/脱磷酸
丙酮酸脱氢酶 磷酸化/脱磷酸
HMGCoA还原酶 磷酸化/脱磷酸
HMGCoA还原酶激酶磷酸化/脱磷酸
乙酰CoA羧化酶 磷酸化/脱磷酸
甘油三酯脂肪酶 磷酸化/脱磷酸
黄嘌呤氧化脱氢酶 SH/-S-S-
激活/抑制 激活/抑制 抑制/激活 抑制/激活 抑制/激活 抑制/激活 抑制/激活 激活/抑制 抑制/激活 激活/抑制
(2) 化学修饰由酶催化引起共价键的变化，酶促反应具 有级联放大效应。（效率高）
(3) 磷酸化与脱磷酸是最常见的。(经济有效)
(4) 许多化学修饰酶也同时受到变构调节，酶的化学修 饰和变构调节两者相辅相成。 （完善）
例：糖原分解作用中的磷酸化酶b
（三）酶含量的调节
1. 酶蛋白合成
酶合成的调节方式有两种类型： 酶合成的诱导 酶合成的阻遏
• 被调节的酶称为变构酶或别构酶 (allosteric enzyme)
• 使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂 (allosteric effector)
• 变构激活剂allosteric effector ——引起酶活性增加的变构效应剂。
• 变构抑制剂allosteric effector ——引起酶活性降低的变构效应剂。

operon)学说
操纵元结构
操 纵 子 的 调 控 模 型
乳糖操纵子模型
①乳糖诱导的负调控
②CAP-cAMP对转录的正调控
cAMP的作用
大肠杆菌二阶段生长现象
大肠杆菌色氨酸操纵子
①有Trp存在时 ②无Trp存在时
大肠杆菌色氨酸操纵子--衰减子模型
前导序列
UUUUU
真核生物基因表达调控
基因
不转录的基因，它对基因表达起调节控制作用，包
括启动基因和操纵基因（控制基因）
基因组(genome)是指含有一个生物体生存、发 育、活动和繁殖所需要的全部遗传信息的整套 核酸。
原核生物基因组的特点
染色体基因组为一条环状双链DNA分子 基因组小，不编码的DNA部份所占比例很小 结构基因一般是单拷贝，但是编码rRNA的基
● 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约 蛋白质的消耗。
● 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约 其他物质的降解。
例如
脂肪分解增强
ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
糖分解被抑制
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 （糖分解代谢限速酶之一）
一、糖 脂
1. 摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉）
脂肪
甘油
某些非必需氨基酸
α-磷酸甘油
糖酵解途径
丙酮酸
其他α-酮酸
—— 但不能说，脂类可转变为氨基酸。
四、核酸与糖、脂和蛋白质
１.核酸是细胞的遗传物质，控制蛋白质的合成，影响细胞的成分 和代谢类型； ２.核酸本身受其它物质（如蛋白质）的作用和控制；
嘌呤环的合成需要Gly,Asp,Gln等 核酸的合成需要酶及多种蛋白因子
ATP

3.糖尿病患者体内的代谢调节
糖尿病是一种内分泌代谢紊乱性疾病，以持续血糖浓 度增高为特征。临床上分为：Ⅰ型糖尿病（青少年型 或胰岛素依赖型）和Ⅱ型糖尿病（成年型或非胰岛素 依赖型）。 （一）糖代谢紊乱 （二）脂代谢紊乱 （三）蛋白质代谢紊乱
胰高血糖素、 肾上腺素等
A C
AT P
AC(有活性)
物质代谢过程中所伴随的能量的贮存、释放、转移和利 用等称为能量代谢。
一方面，糖类、脂类和蛋白质均可在体内氧化产能供机 体利用，三大营养物质可相互替代。
另一方面各营养物质的氧化分解又相互制约，并根据不 同的机体状态来调整其代谢速度以适应机体的需要。
（二）糖、脂、蛋白质及核酸代谢之间 的相互联系
糖原磷酸酶化蛋酶 白分子磷酸上化的／某脱磷些酸基团可激在活另/抑一制种酶的催化下，与
磷酸化酶b激酶
磷酸化／脱磷酸
激活/抑制
磷酸化酶某磷些酸酶化学基磷团酸化发／生脱可磷酸逆地共价抑制结/合激活从而影响酶的活性，
糖元合成酶
磷酸化／脱磷酸
抑制/激活
甘油三酯酶脂活肪酶性的这种调节方式称为酶的化学修饰或共价修饰
AMP、ADP
果糖的－某1,6一－部二位磷酸以酶非共价5’键- A的M方P 式可逆A结MP合、，FD使P酶的构象发生
糖原分解 改磷变酸并化影酶响b 其催化AM活P性、，G-从1-P而、调Pi节A代TP谢、反G-应6-的P、速葡度萄，糖 这种
糖原合成 糖原合酶
G-6-P
脂肪酸合成对乙酶酰活Co性A的羧化调酶节方式柠称檬为酸别、异构柠调檬节酸或变长链构脂调酰节Co。A
现出激素的生物学效应。 根据激素作用受体部位不同，激素可分为：细胞膜受
体激素和细胞内受体激素。

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某些物质可以诱导细胞内产生诱导酶，这种作用叫做酶的诱导生成作用。
一些分解代谢的酶类只在有关底物or底物类似物存在时才能诱导合成；
一些合成代谢的酶类在产物或产物类似物足够存在时，其合成被阻遏。
1.酶的诱导和阻遏
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诱导酶：是指当细胞中加入特定诱导物后诱导产生的酶，它的含量在诱导物存在下显著增高，这种诱导物往往是酶底物的类似物或底物本身。
脂肪转变为糖是有限的。脂类分子的甘油部分经糖异生可以生成糖，而FA部分分解产生的乙酰­CoA进入TCA后全部氧化为CO2和H2O。因此，在动物中，脂肪转变为糖是有限的，而在植物和微生物中存在乙醛酸循环，乙酰-CoA可产生OA，可异生为糖，因此，在植物和微生物中，脂肪可以转变为糖。
糖代谢与脂代谢的相互联系
细胞代谢的调节，主要是通过控制酶的作用而实现的。这种酶水平的调节，是最基本的调节方式。激素和神经调节是随着生物进化、发展而完善起来的调节机制，但是它们仍然是通过“酶水平”的调节而发挥其作用。所有这些调节又受生物遗传因素的控制。
DNA的复制、转录在细胞核里进行。转录出的mRNA、tRNA、rRNA从核孔穿出进入细胞质，在粗面内质网上进行蛋白质的生物合成。
当诱导物存在时，诱导物和阻遏蛋白结合时，改变阻遏蛋白的构象，不能与操纵基因结合，于是RNA聚合酶起作用，使底物基因进行转录和翻译，生成酶蛋白。
酶生成的阻遏作用（repression） 在没有代谢产物时，阻遏蛋白不能与操纵基因结合，因而结构基因就转录翻译，生成酶蛋白。
当代谢产物存在时，代谢终产物和阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白构象发生变化，可与操纵基因结合，从而使结构基因不能进行转录，酶的生成受到阻遏。
核酸代谢与糖、脂及蛋白质代