代謝調(diào)控的課件資料第1頁(yè)/共33頁(yè)葡萄糖異生葡萄糖脂肪酸合成檸檬酸-丙酮酸循環(huán)PEP丙酮酸乙醇酒精發(fā)酵乳酸乳酸發(fā)酵TCA乙酰CoA轉(zhuǎn)氨基作用芳香族氨基酸丙氨酸Leu、Ser丙酮酸在物質(zhì)代謝中的作用第2頁(yè)/共33頁(yè)第一節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系

一、糖代謝與脂類代謝的相互關(guān)系二、糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系三、脂類代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系四、核酸與糖、脂類、蛋白質(zhì)代謝的聯(lián)系第3頁(yè)/共33頁(yè)糖代謝與脂類代謝的相互聯(lián)系糖乙酰CoA，NADPH脂肪酸磷酸二羥丙酮α-磷酸甘油脂肪有氧氧化酵解從頭合成脂肪甘油磷酸二羥丙酮糖代謝脂肪酸乙酰CoA琥珀酸糖

(植物)乙醛酸循環(huán)-氧化糖異生TCA第4頁(yè)/共33頁(yè)糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系葡萄糖5-磷酸核糖6-磷酸葡萄糖組氨酸4-磷酸赤蘚糖乙酰CoA3-磷酸甘油酸PEP絲氨酸GlyCys丙酮酸LeuAlaValTyrPheTrp檸檬酸草酰乙酸天冬氨酸a-酮戊二酸谷氨酸GlnProArgMetIleThrLysAsnPPPTCA第5頁(yè)/共33頁(yè)氨基酸碳骨架進(jìn)入三羧酸循環(huán)的途徑草酰乙酸磷酸烯醇式酸-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰氨丙酮酸延胡索酸琥珀酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸賴氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸谷氨酰胺精氨酸組氨酸脯氨酸異亮氨酸亮氨酸纈氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸異亮氨酸甲硫氨酸蘇氨酸纈氨酸葡萄糖檸檬酸谷氨酸第6頁(yè)/共33頁(yè)脂類代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系

脂肪甘油磷酸二羥丙酮脂肪酸乙酰CoA氨基酸碳架氨基酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸酮酸或乙酰CoA脂肪酸脂肪（生酮氨基酸）乙醛酸循環(huán)第7頁(yè)/共33頁(yè)核酸與糖、脂類、蛋白質(zhì)代謝的聯(lián)系

核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。

核酸是細(xì)胞內(nèi)重要的遺傳物質(zhì)，控制著蛋白質(zhì)的合成，影響細(xì)胞的成分和代謝類型

核酸生物合成需要糖和蛋白質(zhì)的代謝中間產(chǎn)物參加，而且需要酶和多種蛋白質(zhì)因子。

各類物質(zhì)代謝都離不開(kāi)具備高能磷酸鍵的各種核苷酸，如ATP是能量的“通貨”，此外UTP參與多糖的合成，CTP參與磷脂合成，GTP參與蛋白質(zhì)合成與糖異生作用。第8頁(yè)/共33頁(yè)脂肪代謝和糖代謝的關(guān)系延胡索酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)甘油乙酰CoA三酰甘油脂肪酸氧化

糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羥丙酮磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸合成植物或微生物第9頁(yè)/共33頁(yè)（胞液）（線粒體）（PEP）丙氨酸天冬氨酸谷氨酸（轉(zhuǎn)氨基作用）糖的分解代謝和糖異生的關(guān)系第10頁(yè)/共33頁(yè)糖類脂類氨基酸和核苷酸之間的代謝聯(lián)系PEP丙酮酸生酮氨基酸-酮戊二酸核糖-5-磷酸

甘氨酸天冬氨酸谷氨酰氨丙氨酸甘氨酸絲氨酰蘇氨酸半胱氨酸

氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸二羥丙酮乙酰CoA甘油脂肪酸膽固醇亮氨酸賴氨酸酪酰氨色氨酸笨丙氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸乙酰乙酰CoA脂肪核苷酸天冬氨酸天冬酰氨天冬氨酸苯丙酰氨酪氨酸異亮氨酸甲硫酰氨蘇氨酸纈氨酸琥珀酰CoA蘋果酸草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸乙醛酸蛋白質(zhì)淀粉、糖原核酸生糖氨基酸谷氨酰氨組氨酸脯氨酸精氨酸谷氨酸延胡索酸琥珀酸丙二單酰CoA1-磷酸葡萄糖第11頁(yè)/共33頁(yè)一、代謝調(diào)節(jié)的概念二、細(xì)胞區(qū)域化調(diào)節(jié)第二節(jié)代謝調(diào)節(jié)三、酶水平的調(diào)節(jié)第12頁(yè)/共33頁(yè)代謝調(diào)節(jié)

生命是靠代謝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)維持的。生命有限的空間內(nèi)同時(shí)有那麼多復(fù)雜的代謝途徑在運(yùn)轉(zhuǎn)，必須有靈巧而嚴(yán)密的調(diào)節(jié)機(jī)制，才能使代謝適應(yīng)外界環(huán)境的變化與生物自身生長(zhǎng)發(fā)育的需要。調(diào)節(jié)失靈便會(huì)導(dǎo)致代謝障礙，出現(xiàn)病態(tài)甚至危及生命。在漫長(zhǎng)的生物進(jìn)化歷程中，機(jī)體的結(jié)構(gòu)、代謝和生理功能越來(lái)越復(fù)雜，代謝調(diào)節(jié)機(jī)制也隨之更為復(fù)雜。代謝調(diào)節(jié)的四級(jí)水平：

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)多細(xì)胞整體水平調(diào)節(jié)第13頁(yè)/共33頁(yè)1、酶原激活2、酶的別構(gòu)效應(yīng)

酶活性的前饋和反饋調(diào)節(jié)3、酶的共價(jià)修飾與級(jí)聯(lián)放大機(jī)制酶水平的調(diào)節(jié)

——已有酶活性的調(diào)節(jié)4、輔因子對(duì)已有酶活性的調(diào)節(jié)第14頁(yè)/共33頁(yè)酶定位的區(qū)域化線粒體:丙酮酸氧化;三羧酸循環(huán);-氧化;呼吸鏈電子傳遞;氧化磷酸化細(xì)胞質(zhì):酵解;磷戊糖途徑;糖原合成;脂肪酸合成;細(xì)胞核:核酸合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng):蛋白質(zhì)合成;磷脂合成第15頁(yè)/共33頁(yè)（3）前饋激活——代謝底物的調(diào)節(jié)作用酶活性的前饋和反饋調(diào)節(jié)（1）關(guān)鍵酶與限速步驟（2）反饋抑制——終產(chǎn)物的調(diào)節(jié)作用

前饋（feedforward）和反饋（feedback）是來(lái)自電子工程學(xué)的術(shù)語(yǔ)，前者的意思是“輸入對(duì)輸出的影響”，后者的意思是“輸出對(duì)輸入的影響”，這里分別借用來(lái)說(shuō)明底物和代謝產(chǎn)物對(duì)代謝過(guò)程的調(diào)節(jié)作用。這種調(diào)節(jié)作用是通過(guò)酶的變構(gòu)效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第16頁(yè)/共33頁(yè)反饋調(diào)節(jié)中酶活性調(diào)節(jié)的機(jī)制代謝物別構(gòu)中心活性中心第17頁(yè)/共33頁(yè)（1）關(guān)鍵酶與限速步驟

代謝調(diào)控主要通過(guò)途徑中少數(shù)起關(guān)鍵作用的酶進(jìn)行控制，這種可被控制并對(duì)代謝途徑產(chǎn)生重要影響的酶稱為關(guān)鍵酶。因?yàn)殛P(guān)鍵酶所催化的反應(yīng)通常是最慢的，成為整個(gè)過(guò)程的限速步驟，關(guān)鍵酶又稱限速酶。關(guān)鍵酶的特點(diǎn)：催化的反應(yīng)速度最慢，因此決定那個(gè)整個(gè)代謝途徑的總速度一般催化單向反應(yīng)，或非平衡反應(yīng)，它的活性決定代謝途徑的方向?yàn)楣丫勖?，其活性受多種代謝物或效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)一個(gè)代謝途徑的第一個(gè)酶以及分支代謝中分支后的第一個(gè)酶，通常就是關(guān)鍵酶第18頁(yè)/共33頁(yè)

由代謝終產(chǎn)物作為變構(gòu)劑來(lái)抑制在此產(chǎn)物合成過(guò)程中某一酶（通常為限速酶）活性的作用，稱為反饋抑制(feedbackinhibiton)。這是一種負(fù)反饋機(jī)制，多數(shù)情況下控制合成代謝。類型：順序反饋抑制

協(xié)同反饋抑制

累積反饋抑制

同工酶反饋抑制反饋抑制第19頁(yè)/共33頁(yè)順序反饋抑制示意圖ABYFJDCX---E1E5E4E2E3第20頁(yè)/共33頁(yè)芳香族氨基酸合成的順序反饋調(diào)節(jié)第21頁(yè)/共33頁(yè)協(xié)同調(diào)節(jié)示意圖ABGFXDCY-E1E5E4---E2E3第22頁(yè)/共33頁(yè)賴氨酸和蘇氨酸的協(xié)同反饋調(diào)節(jié)第23頁(yè)/共33頁(yè)同工酶反饋抑制示意圖ABGFJDCH----E1E2E5E4E2E3第24頁(yè)/共33頁(yè)幾種氨基酸的同工酶反饋調(diào)節(jié)第25頁(yè)/共33頁(yè)累積反饋抑制示意圖第26頁(yè)/共33頁(yè)谷氨酰氨合成酶的累積反饋抑制第27頁(yè)/共33頁(yè)前饋激活

在一系列反應(yīng)序列中，前面反應(yīng)產(chǎn)生的中間代謝物對(duì)后面反應(yīng)的酶起激活作用，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，這叫前饋激活(feelforwardactivation)。前饋激活作用能使代謝速度加快，所以是一種正調(diào)控。葡萄糖6-磷酸葡萄糖UDPG糖原糖原合成酶+ATPADPUTPPPi6-磷酸葡萄糖的前饋激活作用第28頁(yè)/共33頁(yè)

酶分子中的某些基團(tuán)，在其它酶的催化下，可以共價(jià)結(jié)合或脫去，引起酶分子構(gòu)象的改變，使其活性得到調(diào)節(jié)，這種方式稱為酶的共價(jià)修飾（Covalentmoldification

）。目前已知有六種修飾方式：磷酸化/去磷酸化，乙?；?去乙酰化，腺苷酰化/去腺苷?；蜍挣；?去尿苷?；谆?去甲基化，氧化（S-S）/還原(2SH)。激酶ATPADP磷酸化酶（無(wú)活性）磷酸化酶P（有活性）磷酸酯酶-OHH2OP例：糖原磷酸化酶的共價(jià)修飾共價(jià)修飾

第29頁(yè)/共33頁(yè)酶級(jí)聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控示意圖意義：由于酶的共價(jià)修飾反應(yīng)是酶促反應(yīng)，只要有少量信號(hào)分子（如激素）存在，即可通過(guò)加速這種酶促反應(yīng)，而使大量的另一種酶發(fā)生化學(xué)修飾，從而獲得放大效應(yīng)。這種調(diào)節(jié)方式快速、效率極高。腎上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸環(huán)化酶（無(wú)活性）腺苷酸環(huán)化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶（無(wú)活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶（無(wú)活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶b（無(wú)活性）磷酸化酶a（活性）6、糖原6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖葡萄糖血液腎上腺素或胰高血糖素132102104106108葡萄糖ATPADPATPADP456第30頁(yè)/共33頁(yè)輔因子對(duì)已有酶活性的調(diào)節(jié)能荷對(duì)代謝的調(diào)節(jié)[NADH]/[NAD+]對(duì)代謝的調(diào)節(jié)金屬離子濃度對(duì)代謝的調(diào)節(jié)第31頁(yè)/共33頁(yè)問(wèn)答題1、為什么說(shuō)三羧酸循環(huán)是糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)代謝的共同通路？2、舉例說(shuō)明核苷酸類化合物在代謝中起的作用。3、試比較變構(gòu)調(diào)節(jié)與化學(xué)修