第10章代谢调控.ppt

第10章、代谢调节 近几年的网络化进步都带来了哪些便利？ 联系密切、资源共享 音乐网、文学网、化学网、环保网、人际关系网 ……集团优势的充分体现 几亿年前生物小小的细胞内就已经进化出了网络化行为——代谢网络 TCA （四）核酸代谢与糖、蛋白质、脂肪代谢的关系 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 GTP：给蛋白质合成提供能量 二、分解代谢与合成代谢的单向性 相对立的单向反应（opposing unidirectional reaction）：指在一条代谢途径中，某些关键部位的正向反应和逆向反应是由两种不同酶所催化。 举例： 1）糖代谢 G + ATP → G-6-P + ADP 己糖激酶 G-6-P + ADP → G + Pi 6-磷酸葡萄糖酶 2）脂肪酸代谢 乙酸 + ATP + CoA → 乙酰CoA + AMP + PPi 硫激酶 乙酰CoA + H2O → 乙酸 + CoA 硫酯酶 三、ATP是通用的能量载体 绿色植物和光合细菌通过光合作用获得太阳能； 其他生物利用有机物的分解代谢获得能量：有机物氧化分解 → 释放能量 → ATP → 需能反应 代谢的要略在于形成ATP、还原力和构造单元以用于生物合成； 大分子→构造单元（G、Aa、甘油、脂肪酸）; 各种构造单元→乙酰CoA + NADPH + ATP; 乙酰CoA →TCA循环→CO2 + H2O + ATP 提问：代谢形成网络有什么益处？ 资源共享 在满足需要的前提下，互通有无，最大限度的减少酶、代谢途径及中间产物的数量 一、细胞水平的调节－－以酶区域化分布为基础的调节 酶定位的区域化 细胞的区域化有三个方面的作用 别构酶通常是寡聚酶； 活性中心 + 别构中心； 别构中心与效应物的结合将导致酶活性中心构象发生轻微变化而影响酶的功能； 别构效应有别构激活和别构抑制两种； 代谢底物经常是别构酶的别构激活剂，而代谢产物经常是别构抑制剂； 最常见的变构调节： 3、酶促共价修饰和联级系统 特点： 在修饰过程中，酶在无活性和有活性的两种状态之间转变； 共价修饰的互变是由不同的酶催化的； 属于酶活性的快速调节； 由激素信号引起的共价修饰会产生级联放大效果。 级联放大系统—— 连锁代谢反应中一种酶被化学修饰激活后，连续地发生其他酶依次被化学修饰激活，导致原信号的放大。这样的连锁反应系统，称为级联放大系统。 激素 激素受体 ATP cAMP +PPi 酶A(无活性） 酶A(有活性） 酶B(无活性） 酶B(有活性） 酶C(无活性） 酶C(有活性） 酶D(无活性） 酶D(有活性） 代谢反应 激素激活了一个连锁信号放大，酶D浓度很高，使得整个反应速度大幅度提高 环化酶 激活 10 100 1000 104 极大 1 （浓度） 第一信使 * * 第一节、物质代谢的相互关系 (一). 糖代谢与脂肪代谢的相互关系 1、糖可以在生物体内变成脂肪。 2、脂肪不能大量转变为糖，除了油料作物种子。 脂肪 ?-甘油磷酸 磷酸二羟丙酮 糖 脂肪酸 乙酰辅酶A 琥珀酸 草酰乙酸 丙酮酸 ?-氧化 乙醛酸循环 TCA循环 CO2+H2O 磷酸二羟丙酮 丙酮酸 甘油 乙酰辅酶A 脂肪酸 脂肪 糖 一、代谢途径交叉形成网络 (二). 糖代谢与蛋白质代谢的关系 →TCA循环→α-酮酸 → Aa→ →各种Aa→→OAA → PEP → 糖异生 羧激酶 氨基化 糖 蛋白质 蛋白质 糖 糖代谢 → 碳源 → 蛋白质的合成； 糖分解 → 能量 → Aa和蛋白质的合成; 蛋白质 → Aa → 糖异生作用 → 糖。 (三). 脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系 1、由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的，实际上仅限于Glu。 2、蛋白质间接地转变为脂肪。 草酰乙酸 ?—酮戊二酸 氨基酸 ? 丙酮酸 甘油 脂肪酸 乙酰辅酶A ?-氧化 TCA循环 草酰乙酸 ?—酮戊二酸 苹果酸 琥珀酸 乙醛酸循环 氨基酸 脂肪 蛋白质 甘油 生酮氨基酸 生糖氨基酸 乙酰乙酸 脂肪酸 丙酮酸 乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A 核酸 核苷酸 AMP：辅酶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: 酶和多种蛋白因子 四、NADPH以还原力形式携带能量 NADPH是生物合成过程中的良好还原剂； PPP途径、线粒体乙酰CoA的输出→ NADPH 酶 水 平 调节 细胞水平调节 激素水平调节 神经水平调节 复杂程度 单细胞 生物 植物 动物 第二节、代谢调节 多细胞整体水平调节 细胞内膜系统的区隔化作用 线粒体:丙酮酸氧化;TCA;脂