生化代谢调节.ppt

? 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活性的调节而实现的。 ① 速度慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度，速度最慢的称为限速酶(limiting velocity enzymes)。 ② 催化单向反应（不可逆反应）或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。 ③ 这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂的调节。 关键酶催化的反应具有以下特点： （二）关键酶活性的调节 代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的关键酶决定 。 例：糖代谢的关键酶 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 果糖二磷酸酶 葡萄糖-6-磷酸酶 丙酮酸羧化酶 糖异生 α-酮戊二酸脱氢酶系 异柠檬酸脱氢酶 柠檬酸合酶 丙酮酸脱氢酶系 丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶-1 己糖激酶 糖的有氧氧化 糖原合酶 糖原合成 磷酸化酶 糖原分解 关键酶 代谢途径 快速代谢 迟缓代谢 数秒、数分钟 通过改变酶的活性 数小时、几天 通过改变酶的含量 变构调节 (allosteric regulation) 化学修饰调节 (chemical modification) ? 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。 1. 变构调节的概念 小分子化合物与酶分子活性中心以外的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子构象变化，从而改变酶的活性，这种调节称为酶的变构调节或别构调节(Allosteric regulation)。 （二）关键酶的变构调节 被调节的酶称为变构酶或别构酶 (allosteric enzyme) 使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂 (allosteric effector) ? 变构激活剂——引起酶活性增加的变构效应剂。 ? 变构抑制剂——引起酶活性降低的变构效应剂。 2. 变构调节的机制 变构酶 催化亚基 调节亚基 变构效应剂： 底物、终产物 其他小分子代谢物 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 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 丙二酸单酰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 抑制糖原分解 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CoA 羧化酶 促进脂酸的合成 * * 第 九 章 物质代谢的联系与调节 Metabolic Relationships and Regulation 物质代谢的相互联系 Metabolic Crosstalk 第 一 节 一、在能量代谢上的相互联系 三大营养素 共同中间产物 共同最终代谢通路 糖 脂肪 蛋白质 乙酰CoA TCA 2H 氧化磷酸化 ATP CO2 三大营养素可在体内氧化供能。 从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代替，并互相制约。 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。 脂肪分解增强 ATP 增多 ATP/ADP 比值增高 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约其他物质的降解。 糖分解被抑制 6-磷酸果糖激酶-1被抑制 （糖分解代谢限速酶） 例如 饥饿时 肝糖原分解 ?，肌糖原分解? 肝糖异生?，蛋白质分解 ? 以脂酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低 1 ~ 2 天 3 ~ 4 周 （一）糖代谢与脂代谢的相互联系 1. 摄入的糖量超过能量消耗时 二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系 葡萄糖 乙酰CoA 合成脂肪 （脂肪组织） 合成糖原储存（肝、肌肉） 2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖 脂酸 乙酰CoA 葡萄糖 脂 肪 甘油 甘油激酶 肝、肾、肠 磷酸-甘油 葡萄糖 3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时： 高酮血症 草酰乙酸相对不足 糖不足 脂肪大量动员 酮体生成增加 氧化受阻 乙酰CoA （二）糖与氨基酸代谢的相互联系 例如 丙氨酸 丙酮酸 脱氨基 糖异生 葡萄糖 1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α-酮酸，可转变为糖。 2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸 糖 丙酮酸 草酰乙酸 乙酰CoA 柠檬酸 α-酮戊二酸 丙氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 氨基酸 乙酰CoA 脂肪 1. 蛋白质可以转变为脂肪 2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料 丝氨酸 磷脂酰丝氨酸 胆