各种物质代谢关键酶及其调节

各种物质代谢关键酶及其调节代谢途径关键酶抑制剂激活剂糖酵解己糖激酶G6P、长链脂酰CoA 胰岛素磷酸果糖激酶-1ATP、柠檬酸ADP、AMPF-1，6-2P、F-2，6-2P 丙酮酸激酶ATP、丙氨酸、胰高血糖素F-1，6-2P糖的有氧氧化(除糖酵解) 丙酮酸脱氢酶复合体ATP、乙酰CoANADH、脂肪酸AMP、CoANAD+、Ca2+异柠檬酸脱氢酶ATP ADP、Ca2+α-酮戊二酸脱氢酶ATP、NADPH、琥珀酰CoA Ca2+磷酸戊糖途径葡糖-6-磷酸脱氢酶NADPH/NADP+比例↑NADPH/NADP+比例↓糖原合成糖原合酶糖原合酶b(无活性、磷酸化) 糖原合酶a(有活性、去磷酸化) 糖原分解糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶b(去磷酸化) 糖原磷酸化酶a(磷酸化)糖异生葡糖-6-磷酸酶果糖二磷酸酶-1 果糖-2,6-二磷酸ATP/AMP 丙酮酸羧化酶乙酰CoA 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶胆固醇的合成羟甲基戊二单酰CoA还原酶(HMG CoA还原酶)甲羟戊酸、胆固醇、7β-羟胆固醇、25β-羟胆固醇、胰高血糖素、皮质醇胰岛素、甲状腺素甘油三酯的合成脂酰CoA转移酶脂肪酸的合成乙酰CoA羧化酶脂酰CoA胰高血糖素、肾上腺素、生长素柠檬酸、异柠檬酸、乙酰CoA胰岛素脂肪动员激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL) 胰岛素、前列腺素E2 Adr、NA、胰高血糖素、ACTH、TRH代谢途径关键酶抑制剂激活剂脂肪酸分解(β-氧化) 肉碱脂酰转移酶I尿素的合成氨基甲酰磷酸合成酶I N-乙酰谷氨酸精氨酸代琥珀酸合成酶嘌呤核苷酸的从头合成磷酸核糖焦磷酸(PRPP)合成酶PRPP酰胺转移酶嘧啶核苷酸的从头合成氨基甲酰磷酸合成酶II(人类)天冬氨酸氨基甲酰转移酶(细菌)胆汁酸的合成胆固醇7α-羟化酶DNA的合成DNA-pol(DNA聚合酶)RNA的合成RNA-pol(RNA聚合酶)蛋白质的合成氨基酰tRNA合成酶冈崎片段的处理是复制过程中的切除修复，所需的酶——RNA酶、DNA-pol I、DNA连接酶由糖基化酶起始作用的损伤切除修复所需的酶——内切酶、外切酶、连接酶、聚合酶紫外线所致损伤修复所需的酶——蛋白质UvrA、B、C，解螺旋酶、DNA-pol I、连接酶。

新陈代谢所需要的各种酶酶是一种有机物，在生物体内采取特定功能的反应中发挥作用，可以协助许多化学反应的进行。

维持人体良好的生理功能，需要不断的新陈代谢，而这些新陈代谢的反应则需要各种各样的酶来参与推动。

1、脱氢酶脱氢酶是一种能够脱去结构中氢原子的特殊酶，同时它能帮助各种氧代糖类物质经过氧化降解、酯化等重要化学反应。

脱氢酶可以独立进行反应，也可以与其他的共同反应，这种能力在维持新陈代谢时同样重要。

2、脱落酶脱落酶具有催化玻尿酸脱落作用的特殊能力，在新陈代谢中发挥着重要的作用，主要是促进物质的合成过程。

通过这种合成，它可以促进细胞的新陈代谢，提高细胞的生长力，促进人体的各种生理功能。

3、肽酶肽酶是由多个肽段组成的一种蛋白质，它能够催化合成肽链的多个步骤，最后形成一系列新的物质。

这些上述物质能够参与许多新陈代谢的反应，可以协助生物体的重要机能的正常运行。

4、脂质酶水解酶脂质酶水解酶是一种可以将脂肪、甘油等复合物理分为脂肪酸、单糖和多糖等单体分子的酶。

该酶在新陈代谢中必不可少，可以分解胆固醇、脂肪酸、甘油和脂肪等，减少病理上不新陈代谢的积累。

5、胆硷酶胆硷酶是一种催化胆汁酸氧化反应的特殊酶。

胆硷酶可以促进吸收脂肪溶解物质，可以帮助它们更有效地吸收，以协助新陈代谢的顺利进行。

6、蛋白酶蛋白酶是指能从蛋白质、蛋白复合物或者有机高分子中剥离氨基酸的一类酶。

它可以有效地促进蛋白质的分解，使能活的氨基酸介质能够被人体有效地吸收。

这样一来，就可以支持新陈代谢，维持机体的稳定状态。

7、核酸酶核酸酶是一类分子特性丰富而又有特殊功能的脱氧核糖核酸酶，它可以参与许多新陈代谢反应，最重要的是促进DNA和RNA的建构与变形。

这些生物分子参与人体功能的调节，是新陈代谢正常进行的关键力量。

总之新陈代谢是一个复杂的过程，要想维持身体健康，则需要各种各样的新陈代谢酶才能发挥作用。

脱氢酶、脱落酶、肽酶、脂质酶水解酶、胆碱酶、蛋白酶和核酸酶是新陈代谢所不可缺少的，它们参与的生物反应协助人体正常运行，维持身体健康。

酶的调节方式与代谢途径的调控酶是生物体中一种非常重要的生物催化剂，能够调控代谢途径的进行。

它们通过不同的调节方式，如底物浓度、温度和pH值等的改变，使得酶催化的反应速率能够适应生物体内不同的代谢需求。

本文将就酶的调节方式和代谢途径的调控进行探讨。

酶被调节的方式有多种，其中最常见的是底物浓度的调节。

底物浓度的增加能够提高反应速率，而底物浓度的降低则会抑制反应速率。

这是因为酶与底物结合形成复合物，而底物浓度的改变会直接影响到复合物的形成速率。

此外，酶活性还可以通过辅助因子的结合和解离进行调节。

这些辅助因子可以是金属离子或者是其他的小分子物质，它们与酶结合后能够增强或者抑制酶的催化活性。

除了底物浓度的调节外，温度也是酶活性的重要调节因素。

通常情况下，随着温度的升高，酶活性也会增加。

这是因为温度的升高会增加分子的热运动，使得酶与底物之间的碰撞频率增加。

然而，当温度超过酶的适温范围后，酶的构象会发生改变，从而导致酶活性的降低甚至丧失。

因此，控制温度在适宜范围内对于维持酶的活性非常重要。

此外，pH值也是酶活性的一个重要调节因素。

不同的酶对于pH值的敏感程度不同，一些酶对于pH值的变化非常敏感，而另一些酶对于pH值的变化则几乎没有影响。

这是因为酶的活性往往与酶与底物之间的氢键相互作用有关，而氢键的形成和破坏与溶液中氢离子的浓度密切相关。

当pH值偏离酶的最适pH值时，氢离子的浓度发生改变，从而导致酶活性的下降。

除了通过调节酶本身的活性来调控代谢途径外，生物体还可以通过改变底物的浓度、产物的浓度以及调节酶的合成和降解来调控代谢途径的进行。

例如，当某个代谢途径中的底物浓度较高时，生物体可以通过抑制关键酶的合成或增加关键酶的降解来减少该代谢途径产生的底物。

相反，当某个代谢途径中底物浓度较低时，生物体可以通过增加关键酶的合成或降低关键酶的降解来增加该代谢途径的产物产量。

综上所述，酶的调节方式和代谢途径的调控既包括通过调节酶本身的活性来实现，也包括通过改变底物浓度、产物浓度以及调节酶的合成和降解来实现。

第九章 物质代谢的联系与调节名词解释物质代谢(metabolism)限速酶(1imitingvelocityenzymes)变构酶(Allostericenzyme)与变构调节(Allostericregulation)酶的化学修饰(chemicalmodifacation)泛素(Ubiquitin反馈控制(feedback)蛋白激酶(ProteinKinase)酶的诱导剂(enzymeinducer)变构调节(Allostericregulation)调节酶(regulatoryenzyme)问答题1. 简述丙酮酸在代谢中的作用。

2. 试述乙酰CoA在代谢中的作用。

3. 脂肪能否进行糖异生?4. 简述甘氨酸的生化作用。

5. 列出至少8种维生素的辅酶形式及其参与的生化代谢。

6. 简述酶的化学修饰的特点。

7 简述人体在长期饥饿状态下，物质代谢有何变化。

8. 体内脂肪酸可否转变为葡萄糖?为什么?9. 糖、脂、蛋白质在机体内是否可以相互转变?简要说明其转变的途径或不能转变的原因。

10. 为何称三羧酸循环是物质代谢的中枢，有何生理意义?11. 讨论下列物质能否相互转变?简述其理由。

12. 试述体内草酰乙酸在物质代谢中有什么作用?13. 试述丙酮酸在体内物质代谢中的重要作用。

14. 三大营养物质，即糖、脂肪和蛋白质在机体内可以相互转变吗?简述其理由。

15. 为什么减肥的人也要限制糖类的摄入量?试从营养物质代谢的角度加以解释。

16. 请列举5种肝脏特有的代谢途径(在正常情况下，其他组织器官很难或很少进行的代谢过程)，并分别说明其主要生理意义。

17. 比较脑、肝、骨骼肌在糖、脂代谢和能量代谢上的主要特点。

18. 短期饥饿时，机体如何进行三级水平调节的?19. 试述人体在短期饥饿和长期饥饿情况下，糖、脂、蛋白质代谢有何特点？20. 试比较酶的变构调节和化学修饰调节的不同。

参考答案：名词解释物质代谢(metabolism)[答案]机体在生命活动过程中不断摄人O2及营养物质，在细胞内进行中间代谢，同时不断排出CO2及代谢废物，这种机体和环境之间不断进行的物质交换即物质代谢,包括分解、合成和能量代谢。

氮代谢关键酶氮代谢是指生物体内氮元素的代谢过程，包括氨基酸合成、蛋白质降解、核酸代谢和尿素循环等。

这一过程涉及许多关键酶，下面就主要介绍一些重要的氮代谢关键酶。

1. 谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS）谷氨酰胺合成酶是植物和微生物中氮代谢的重要关键酶，其主要作用是将游离氨基酸和无机氮转化为谷氨酰胺。

该酶广泛存在于各种细胞中，可以将氨基酸与谷氨酸结合，形成谷氨酰胺。

这个过程需要三个ATP参与，其中第一个ATP与谷氨酰胺合成酶结合，形成谷氨酰胺合成酶的磷酸化底物，第二个ATP和第三个ATP分别用于氨基酸的激活和谷氨酰胺的合成。

GS酶的产生是由植物体内N含量的供需关系、各种N调节物质、外界生长因子(如激素、光等)等调节的。

它在植物体内调节各种N反应的平衡，从而适应不同的环境。

谷氨酸酰胺裂解酶(GLS)是谷氨酰胺代谢的关键酶，其主要作用是催化谷氨酰胺的裂解成谷氨酸和氨。

该酶在蛋白质分解过程中，可以将谷氨酰胺和水分解成谷氨酸和氨，从而释放出氮元素。

GLS酶的活性和其表达受多种调控机制的影响。

例如，在植物中，氮源供应是通过不同的NO_3^−和NH_4^+浓度来实现的，这些不同的氮源会导致GLS的不同表达模式。

3. 转氨酶（transaminase，TAs）转氨酶是氮代谢过程中的另一个重要酶类。

它们用作氨基酸代谢中氨基团的转移。

TAs酶催化氨基酸和α-酮酸的反应，以形成新的氨基酸和α-酮酸。

TAs酶广泛存在于生物体内，可以将其中一种氨基酸转换为另一种氨基酸。

此外，该酶还参与细胞呼吸和能量代谢过程。

4. 尿素合成酶（urease，Ure）尿素合成酶是以芽孢杆菌为代表的细菌菌体内的一种酶类，其主要作用是将无机氮转化为有机氮，从而形成尿素。

这个氮代谢过程是重要的，对植物的生长发育及环境状况具有重要的影响。

目前已知的尿素合成酶主要由三种亚基组成，分别为UreA、UreB和UreC。

综上所述，谷氨酰胺合成酶、谷氨酸酰胺裂解酶、转氨酶和尿素合成酶等是氮代谢过程中的关键酶。