物质代谢的相互联系和代谢调节

（无活性） 磷酸化酶激酶（活性）
104
ATP ADP
5
106
肾上腺素或 胰高血糖素
1
意义：酶的共价修
2、ATP
cAMP
2
102
饰反应是酶促反应，
3、蛋白激酶 （无活性） 蛋白激酶（活性）
3
只要有少量信号分
子（如激素）存在， 即可通过加速这种 酶促反应，而使大 量的另一种酶发生 化学修饰，从而获 得放大效应。这种 调节方式快速、效
ATP
4、磷酸化酶激酶
ADP
4
▪酶水平的调节是生物调控最重要的形式。
（一）酶活性的调节
以酶分子的结构为基础，凡是导致酶结构 改变的因素都可影响酶的活性。
酶的别构调节 酶活性的调节
酶的化学修饰调节
1、酶的变构调节
Ⅰ、定义：
某些物质与酶分子的调节部位结合，引起酶蛋 白的分子构象发生改变，从而改变酶的活性， 这种现象称为酶的变构调节。
脂肪
脂肪酸
-氧化
乙醛酸循环
乙酰CoA
琥珀酸
糖异生
糖
(植物)
糖异生（次要）
TCA
主要 ATP（供能）
二、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
1、糖转化为蛋白质 ①碳源：糖经EMP和TCA循环产生3-PGA、
PEP、丙酮酸、α-酮戊二酸和草酰乙酸等， 它们均可形成相应的AA。
②能源：ATP。 ③提供还原力: NADH、NADPH
ATP：提供能量（能量通货） 、磷酸基转移； UTP：蔗糖和糖原合成；
GTP：蛋白质合成、糖异生；
CTP：磷脂合成； 辅酶及第二信使：CoA、 NAD+、NADP+、
FAD、cAMP、cGMP。
第二节 物质代谢的调节
代谢调节：是指细胞在某些条件下能够引起或加 速一个代谢途径的进行，而在另一条件下又能使 之终止或减慢，这称之为～。
糖 →→α-酮酸→+N→H3氨基酸→ 蛋白质
2、蛋白质转化为糖
蛋白质→氨基酸→－N→H3 α-酮酸→→ 糖
（生糖氨基酸）
Gly、Ala、Ser、Thr、Cys Asp、Asn Phe、Tyr Ile、Met、Val Arg、His、Pro、Glu、Gln
丙酮酸 OAA 延胡索酸 琥珀酰辅酶A α-酮戊二酸
+ 或—
反馈
En-1 Sn
－
2、酶的共价修饰调节
Ⅰ、定义：某些酶分子上的基团可以在另一种酶催化 下发生共价修饰作用，从而引起酶活性的激活或抑 制，这种作用称为酶的共价修饰调节。这类酶则称 为共价调节酶。
Ⅱ、类型： ①磷酸化/去磷酸化；(最重要,最普遍,最显著） ②乙酰化/去乙酰化； ③腺苷酰化/去腺苷酰化， ④尿苷酰化/去尿苷酰化； ⑤甲基化/去甲基化； ⑥氧化（S-S）/还原(2SH)。
PRPP 糖
糖、脂 CO2 ATP
Gln
Gly 蛋白质 Asp 甲酸盐
CO2 + Gln Asp
乳清酸 PRPP
嘌呤核苷 IMP ATP、GTP 酸合成
UMP
ATP
嘧啶核苷
酸合成
NTP
dNTP
核酸
2、核酸控制其它物质代谢
复
转录
制 DNA
复 制
翻译
RNA
蛋白质
反转录
生物学作用
3、核苷酸在各个物质代谢中起重要作用
——即生物体或细胞对代谢变化（化学反应）的 起止和快慢的控制能力。
意义：①适应环境； ②维持生物正常的生长和发育。
代谢调节的四级水平：
⒈酶水平调节：控制酶的活性和含量。 ⒉细胞水平调节：酶的集中存在和隔离分布 ⒊激素水平调节 多细胞整体 ⒋神经水平调节 水平调节
调节能力越来越高级
代谢调节的特点
（1）酶水平和细胞水平的调节是最基本的调节方 式，为单细胞生物和动、植物所共有的。
（2）调节和控制是分子间的相互制约和相互协调 的过程。
（3）调节是受内、外环境条件影响和控制的。
一、酶水平的调节
▪酶除了具有催化功能外，还具有调节和控制各
类生物化学反应速度、方向和途径的功能。
▪酶水平的调节作用主要有两种方式：
酶活性调节——通过激活或抑制酶的活性。
酶含量调节——通过影响酶的合成或降解速度 改变细胞内酶的含量。
别构酶 ＝ 活性部位 + 调节部位 变构酶：受别构调节的酶。
效应物：使酶发生别构效应的物质（激素、底物、 产物、辅酶及核苷酸等）。
Ⅱ、酶的别构调节特点：
（1）快速调节（时间在毫秒范围）； （2）非酶促、非共价键、可逆结合作用； （3）变构酶大多为寡聚酶（多亚基）； （4）有些酶的变构作用是发生在亚基的解离或 聚合上； （5）其动力学曲线：主要是S形曲线。
Ⅲ 、举例：糖原磷酸化酶的共价修饰调节
去磷酸化
磷酸化
Ⅳ 、特点：
①快速调节(比别构调节慢）；
②酶促、共价修饰；
③被修饰的酶有两种形式，一种为活性形式， 另一种为非活性形式。
④对调节信号有放大效应，调节效率比别构 调节高；
酶级联系统 调控示意图
肾上腺素或 胰高血糖素
1、腺苷酸环化酶
（无活性）
腺苷酸环化酶（活性）
三、脂代谢与蛋白质代谢的相互联系
1、脂肪转化为蛋白质
甘油 脂肪
磷酸二羟丙酮
脂肪酸 乙酰CoA 氨基酸碳架 氨基酸 蛋白质
有限
2、蛋白质转化为脂肪
生酮AA α-酮酸
乙酰乙酸 乙酰辅酶A
蛋白质 生糖AA
丙酮酸
磷酸二羟丙酮
脂肪酸 脂肪
α-磷酸甘油
四、核酸代谢与其他物质代谢的相互关系
1、糖、脂肪、蛋白质为核酸的合成提供原料和能量
Ⅲ、别构调节的一种重要方式 ——前馈和反馈调节
前馈：意思是“输入对输出的影响”பைடு நூலகம் 底物对代谢过程的调节作用。
反馈：意思是“输出对输入的影响”。 代谢产物对代谢过程的调节作用。
前馈和反正馈调控(+)：使代谢过程加快。 负调控(-)：使代谢过程减慢。
其调节机理是通过酶的变构效应来实现的。
+ 或—
前馈 S0 E0 S1 E1 S2
本章讲授提纲
第一节 物质代谢的相互联系 第二节 物质代谢的调节
第一节 物质代谢间的相互联系
一、糖代谢与脂类代谢的相互关系 二、 糖代谢与蛋白质代谢的相互关系 三、脂类代谢与蛋白质代谢的相互关系 四、核酸与糖类、脂类、蛋白质代谢的相互 关系
1.各物质的代谢是相互影响、相互制约的
糖代谢
脂代谢 蛋白质代谢（AA.的合成→Pro）
2.糖、脂肪、蛋白质的代谢是相互关联的
（殊途同归——TCA）
3.三者之间的相互转化
一、糖代谢与脂肪代谢的相互联系（转化）
1、糖转化为脂肪
⑴糖
有氧氧化乙酰CoA，NADPH 从头合成 脂肪酸
酵解
磷酸二羟丙酮
α-磷酸甘油
脂肪
⑵ 糖分解提供能量ATP，用于脂肪的合成。
2、脂肪转化为糖
甘油
磷酸二羟丙酮
糖代谢