物质代谢概述物质代谢的相互联系代谢调节.ppt

物质代谢概述 物质代谢的相互联系 代谢调节 14.1 物质代谢概述 提问：代谢网络有什么益处？ 资源共享—途径 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 这些代谢之间是否会存在互相干扰的问题呢？ 是 如何尽量降低其程度呢？ 各种代谢调控的方法 14.2 物质代谢的相互联系 ● 共同代谢池 metabolic pool ● 动态平衡 dynamic equilibrium ● 整体性 integration ● ATP是通用的 ● NADPH是合成代谢所需还原当量 ● 代谢调节 ● 组织、器官代谢各具特色 1、体内供能物质以糖和脂肪为主，节约蛋白质以构成细胞结构。 2、糖、脂、氨基酸的分解代谢?乙酰CoA三羧循环ATP+CO2+H2O 节约酶的种类和数量 简化反应机构 4、相互转变、相互制约、殊途同归。 为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路？ 1、三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H2O的途径； 2、糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环被氧化； 3、脂肪分解产生的甘油可通过有氧氧化进入三羧酸循环，脂肪酸经β-氧化产生乙酰CoA可进入三羧酸循环氧化； 4、蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后其骨架可进入三羧酸循环，同时，三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架接受氨后合成非必需氨基酸。 14.3 物质代谢的调节 提问：如何调控呢？ 酶——代谢调控的开关 提问：影响酶活力的因素有哪些？ 底物浓度、酶浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂、辅酶或辅基、别构激活抑制 pH、温度基本控制在定值 1.酶活性调节 A 抑制作用 背景介绍 大肠杆菌通常利用葡萄糖作为碳源，通常情况下环境中乳糖极少，降解乳糖的酶不被合成，其实质是乳糖降解酶基因不表达。 真核生物基因是多层次调控 目前生化领域最引人注目的研究课题之一。 研究目的——更有效地控制真核生物（动植物及人类自身）的生长发育。 真核生物DNA中基因部分只占5%，其余大多与调控有关。 严密控制不同部位的细胞中基因的表达—以实现明确的分工（代谢能力、功能） B.降解调控 泛肽——有选择的控制一些酶的降解 3.激素对酶的连续激活 主要指肽类及氨基酸衍生物激素。 （动物激素主要包括肽类、氨基酸衍生物类、固醇类激素） 4.神经信号对酶的调节 高等动物特有的调节机制 各种生物在生物化学层次完全平等 生物化学中具有高度的生命智慧 y x D C B a A b c d d′ 1、顺序反馈抑制 y x D C B a A b c d d′ 2、协同反馈抑制 y x D C B a A b c d d′ 3、累积反馈抑制 4、同工反馈抑制 y x D C B a A b c d d′ a′ B 化学修饰 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 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 3. 化学修饰的特点 ①酶蛋白的共价修饰是可逆的酶促反应，在不同酶的作用下，酶蛋白的活性状态可互相转变。催化互变反应的酶在体内可受调节因素如激素的调控。 ②具有放大效应，效率较变构调节高。 ③磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。 同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节。 2.酶数量调控 合成调控、降解调控 A.合成调控 诱导合成与阻遏合成 当需要的时候，合成相应的酶—底物是诱导物 节省能源和物质 例1 大肠杆菌乳糖酶诱导合成 阻遏蛋白 乳糖酶基因 操纵基因 结构基因 半乳糖苷酶 半乳糖苷转乙酰酶 半乳糖苷透性酶 操纵基因——基因合成的开关 调节基因 关——阻遏蛋白阻挡操纵基因，结构基因不表达 诱导物（乳糖） 开——诱导物阻止阻遏蛋白功能发挥。 mRNA 酶蛋白 阻遏蛋白 操纵基因 结构基因 调节基因 mRNA 酶蛋白 阻遏蛋白不能与操纵基因结合，所以结构基因表达。 酶代谢产物一旦大量积累 阻遏蛋白被产物激活，结构基因不表达。 原核生物基因主要是转录控制。 稳定的酶结构 泛肽 易被降解的酶结构 溶酶体 蛋白酶 氨基酸 泛肽 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(