1 物质代谢的联系与调节1.ppt

糖、脂类和蛋白质代谢之间的相互影响突出地表现在能量供应上。动物各种生理活动所需要的能量约70％以上是由糖供应的。当糖类供应充足时，机体以糖作为能量的主要来源，而脂肪和蛋白质的分解供能较少。糖的供应量超过机体的需要时，过量的糖则转变成脂肪作为能量储备。糖类供应不足或饥饿时，一方面糖的异生作用加强，即主要动用机体蛋白转变为糖，另一方面动员脂肪分解供能。长期饥饿，体内脂肪分解大大加快，甚至会出现酮血症。 在一般情况下，食物中蛋白质的主要营养作用是满足动物生长、修补和更新组织的需要。合成蛋白质需要的能量，主要依靠糖，其次是脂肪供给。蛋白质合成代谢增强时，糖和脂肪，并且首先是糖的分解代谢必然增强，除了提供所需要的能量外，还可合成某些非必需氨基酸作为蛋白质合成的原料。可见，食物中能源物质不足时，会影响蛋白质的合成。 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节 ? 细胞内酶呈隔离分布。 ? 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶(key enzyme)的活性决定。 ? 代谢调节主要是通过对关键酶的调节而实现的。 2. 变构调节的机制 变构酶 催化亚基 调节亚基 与底物结合起催化作用 与变构效应剂非共价结合起调节作用 变构效应剂 + 酶的调节亚基 酶的构象改变 酶的活性改变 （激活或抑制） 疏松 亚基聚合 紧密 亚基解聚 酶分子多聚化 酶活性的变构调节(抑制)示意图 变构剂 酶 底物 活性中心 变构中心 变构抑制 3. 变构调节的生理意义 ① 代谢终产物反馈抑制 (feedback inhibition) 反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。 乙酰CoA 乙酰CoA羧化酶 丙二酰CoA 长链脂酰CoA ②变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。 G-6-P – + 糖原磷酸化酶 抑制糖的氧化 糖原合酶 促进糖的储存 ③变构调节使不同的代谢途径相互协调。 柠檬酸 – + 6-磷酸果糖激酶-1 抑制糖的氧化 乙酰辅酶A 羧化酶 促进脂酸的合成 2）酶的化学修饰调节 1. 化学修饰的概念 酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发生可逆的共价修饰(covalent modification)，从而引起酶活性改变，这种调节称为酶的化学修饰。 2. 化学修饰的主要方式 磷酸化 - - - 去磷酸 乙酰化 - - - 脱乙酰 甲基化 - - - 去甲基 腺苷化 - - - 脱腺苷 SH 与 – S — S – 互变 糖原磷酸化酶 磷酸化/脱磷酸 激活/抑制 磷酸化酶b激酶 磷酸化/脱磷酸 激活/抑制 糖原合酶 磷酸化/脱磷酸 抑制/激活 丙酮酸脱羧酶 磷酸化/脱磷酸 抑制/激活 磷酸果糖激酶 磷酸化/脱磷酸 抑制/激活 丙酮酸脱氢酶 磷酸化/脱磷酸 抑制/激活 HMGCoA还原酶 磷酸化/脱磷酸 抑制/激活 HMGCoA还原酶激酶磷酸化/脱磷酸 激活/抑制 乙酰CoA羧化酶 磷酸化/脱磷酸 抑制/激活 甘油三酯脂肪酶 磷酸化/脱磷酸 激活/抑制 黄嘌呤氧化脱氢酶 SH/-S-S- 脱氢酶/氧化酶 酶 化学修饰类型 酶活性改变 酶促化学修饰对酶活性的调节 酶的磷酸化与脱磷酸化 -OH Thr Ser Tyr 酶蛋白 H2O Pi 磷蛋白磷酸酶 ATP ADP 蛋白激酶 Thr Ser Tyr -O-PO32- 磷酸化的酶蛋白 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1992 for their discoveries concerning reversible protein phosphorylation as a biological regulatory mechanism Edmond H. Fischer Edwin G. Krebs 1920 - 1918-2009 University of Washington，Seattle, WA, USA (1) 化学修饰酶一般都具有无活性（低活性）和有活性（高活性）两种形式，它们之间在两种不同的酶催化下可相互转变。酶受激素调节。(可控) (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