代謝調(diào)控課件

第10章、代謝調(diào)節(jié)近幾年的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)步都帶來了哪些便利？聯(lián)系密切、資源共享音樂網(wǎng)、文學(xué)網(wǎng)、化學(xué)網(wǎng)、環(huán)保網(wǎng)、人際關(guān)系網(wǎng)……集團(tuán)優(yōu)勢(shì)的充分體現(xiàn)幾億年前生物小小的細(xì)胞內(nèi)就已經(jīng)進(jìn)化出了網(wǎng)絡(luò)化行為——代謝網(wǎng)絡(luò)第一節(jié)、物質(zhì)代謝的相互關(guān)系(一).糖代謝與脂肪代謝的相互關(guān)系1、糖可以在生物體內(nèi)變成脂肪。2、脂肪不能大量轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，除了油料作物種子。脂肪-甘油磷酸磷酸二羥丙酮糖脂肪酸乙酰輔酶A琥珀酸草酰乙酸丙酮酸-氧化乙醛酸循環(huán)TCA循環(huán)CO2+H2O磷酸二羥丙酮丙酮酸甘油乙酰輔酶A脂肪酸脂肪糖一、代謝途徑交叉形成網(wǎng)絡(luò)TCA(三).脂肪代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系1、由脂肪合成蛋白質(zhì)的可能性是有限的，實(shí)際上僅限于Glu。2、蛋白質(zhì)間接地轉(zhuǎn)變?yōu)橹?。草酰乙酸—酮戊二酸氨基?/p>

丙酮酸

甘油脂肪酸乙酰輔酶A-氧化TCA循環(huán)草酰乙酸—酮戊二酸蘋果酸琥珀酸乙醛酸循環(huán)氨基酸脂肪蛋白質(zhì)甘油生酮氨基酸生糖氨基酸乙酰乙酸脂肪酸丙酮酸乙酰輔酶A丙二酸單酰輔酶A（四）核酸代謝與糖、蛋白質(zhì)、脂肪代謝的關(guān)系A(chǔ)TP：能量和磷酸基團(tuán)的供應(yīng)UTP：單糖的轉(zhuǎn)變和多糖的合成CTP：參與卵磷脂的合成GTP：給蛋白質(zhì)合成提供能量核酸核苷酸AMP：輔酶A,NAD(P+),FAD核苷酸的合成:Gly、Asp、Gln、甲酸和氨；酶和蛋白因子核酸的合成:酶和多種蛋白因子二、分解代謝與合成代謝的單向性相對(duì)立的單向反應(yīng)（opposingunidirectionalreaction）：指在一條代謝途徑中，某些關(guān)鍵部位的正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)是由兩種不同酶所催化。

舉例：1）糖代謝G+ATP→G-6-P+ADP

己糖激酶

G-6-P+ADP→G+Pi

6-磷酸葡萄糖酶

2）脂肪酸代謝乙酸+ATP+CoA→乙酰CoA+AMP+PPi

硫激酶

乙酰CoA+H2O→乙酸+CoA

硫酯酶

三、ATP是通用的能量載體綠色植物和光合細(xì)菌通過光合作用獲得太陽能；其他生物利用有機(jī)物的分解代謝獲得能量：有機(jī)物氧化分解→釋放能量→

ATP→需能反應(yīng)四、NADPH以還原力形式攜帶能量NADPH是生物合成過程中的良好還原劑；PPP途徑、線粒體乙酰CoA的輸出→

NADPH代謝的要略在于形成ATP、還原力和構(gòu)造單元以用于生物合成；大分子→構(gòu)造單元（G、Aa、甘油、脂肪酸）;各種構(gòu)造單元→乙酰CoA+NADPH+ATP;乙酰CoA→TCA循環(huán)→CO2+H2O+ATP酶水平調(diào)節(jié)細(xì)胞水平調(diào)節(jié)激素水平調(diào)節(jié)神經(jīng)水平調(diào)節(jié)復(fù)雜程度單細(xì)胞生物植物動(dòng)物第二節(jié)、代謝調(diào)節(jié)多細(xì)胞整體水平調(diào)節(jié)一、細(xì)胞水平的調(diào)節(jié)

－－以酶區(qū)域化分布為基礎(chǔ)的調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的區(qū)隔化作用酶定位的區(qū)域化線粒體:丙酮酸氧化;TCA;脂肪酸-氧化;脂肪酸碳鏈的延長；呼吸鏈;氧化磷酸化細(xì)胞質(zhì):酵解;磷酸戊糖途徑;脂肪酸從頭合成；糖原分解與合成細(xì)胞核:核酸合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體:蛋白質(zhì)合成;此外，植物細(xì)胞中:乙醛酸體—乙醛酸循環(huán)二、酶水平調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)酶含量的調(diào)節(jié)酶的定位調(diào)節(jié)（一）、酶活性的調(diào)節(jié)(微調(diào)或細(xì)調(diào))酶原激活酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)——反饋與前饋?zhàn)饔妹傅墓矁r(jià)修飾和級(jí)聯(lián)放大系統(tǒng)輔因子的調(diào)節(jié)當(dāng)細(xì)胞已合成一定量的某種酶時(shí)，可以以其活性進(jìn)行調(diào)節(jié)，這是一種比較靈敏的調(diào)節(jié)，有時(shí)候稱為“微調(diào)”酶原：酶的無活性前體。酶原激活：某些酶先以無活性的酶原形式合成或分泌，然后在到達(dá)作用部位時(shí)由其它酶作用，使其失去部分肽段從而形成或暴露活性中心、形成有活性酶分子的過程。酶原激活的生理意義：保證某些酶只在需要時(shí)發(fā)揮作用，而不會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不利影響。

1、酶原激活2、酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)（非共價(jià)調(diào)節(jié)）變構(gòu)酶：活性中心(結(jié)合部位和催化部位)和變構(gòu)中心（調(diào)節(jié)部位）。變構(gòu)調(diào)節(jié)：變構(gòu)酶的調(diào)節(jié)部位能與某些效應(yīng)物進(jìn)行特異的非共價(jià)結(jié)合，使酶分子構(gòu)象發(fā)生改變，影響酶的催化活性，從而控制代謝反應(yīng)，這種調(diào)節(jié)方式稱變構(gòu)調(diào)節(jié)。效應(yīng)物激素、底物、產(chǎn)物有關(guān)輔酶及核苷酸別構(gòu)酶通常是寡聚酶；活性中心+別構(gòu)中心；別構(gòu)中心與效應(yīng)物的結(jié)合將導(dǎo)致酶活性中心構(gòu)象發(fā)生輕微變化而影響酶的功能；別構(gòu)效應(yīng)有別構(gòu)激活和別構(gòu)抑制兩種；代謝底物經(jīng)常是別構(gòu)酶的別構(gòu)激活劑，而代謝產(chǎn)物經(jīng)常是別構(gòu)抑制劑；別構(gòu)酶的特點(diǎn)：酶促反應(yīng)的前饋和反饋：最常見的變構(gòu)調(diào)節(jié)：反饋調(diào)節(jié)（feedback）—某一代謝途徑的產(chǎn)物或終產(chǎn)物積累時(shí)，反過來對(duì)反應(yīng)序列前頭的限速酶發(fā)生的調(diào)節(jié)作用G6-P-GATPADP己糖激酶負(fù)反饋正反饋（反饋激活）——產(chǎn)物能使反應(yīng)速度加快負(fù)反饋（反饋抑制）——產(chǎn)物能使反應(yīng)速度減慢如糖原合成酶、糖原磷酸化酶活性的調(diào)節(jié)激酶ATPADP

糖原磷酸化酶b（無活性）糖原磷酸化酶aP（有活性）磷酸酶-OHH2OP糖原的分解激酶ATPADP糖原合成酶a（有活性）糖原合成酶bP（無活性）磷酸酶-OHH2OP糖原的合成常見的共價(jià)修飾類型：磷酸化/脫磷酸化特點(diǎn)：在修飾過程中，酶在無活性和有活性的兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變；共價(jià)修飾的互變是由不同的酶催化的；屬于酶活性的快速調(diào)節(jié)；由激素信號(hào)引起的共價(jià)修飾會(huì)產(chǎn)生級(jí)聯(lián)放大效果。級(jí)聯(lián)放大系統(tǒng)——連鎖代謝反應(yīng)中一種酶被化學(xué)修飾激活后，連續(xù)地發(fā)生其他酶依次被化學(xué)修飾激活，導(dǎo)致原信號(hào)的放大。這樣的連鎖反應(yīng)系統(tǒng)，稱為級(jí)聯(lián)放大系統(tǒng)。激素激素受體ATPcAMP+PPi酶A(無活性）酶A(有活性）酶B(無活性）酶B(有活性）酶C(無活性）酶C(有活性）酶D(無活性）酶D(有活性）代謝反應(yīng)激素激活了一個(gè)連鎖信號(hào)放大，酶D濃度很高，使得整個(gè)反應(yīng)速度大幅度提高環(huán)化酶激活101001000104極大1（濃度）第一信使如胰島素對(duì)糖原降解的激活；生長素抑制糖原分解等等。4、輔因子的調(diào)節(jié)①能荷的調(diào)節(jié)能荷：在腺苷酸總池中（即ATP、ADP、AMP之和）ATP的份數(shù)。ATP+AMP2ADPAMP激酶能荷=ATP+0.5ADPATP+ADP+AMP高能荷時(shí)，抑制分解代謝過程，降低ATP的合成速度。低能荷時(shí)，促進(jìn)分解代謝過程，提高ATP的合成速度。TCA:檸檬酸合成酶＋AMP－ATPEMP:磷酸果糖激酶;＋AMP、ADP