最新13细胞代谢和基因表达的调控-PPT文档.ppt
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1、,主要内容,一 物质代谢调控 细胞水平调控 体液水平调控 整体水平调控 二 基因表达调控,高等生物在进化过程中,出现了专司调节功能的内分泌细胞及内分泌器官,其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。,在中枢神经系统的控制下,或通过神经纤维及神经递质对靶细胞直接发生影响,或通过某些激素的分泌来调节某些细胞的代谢及功能,并通过各种激素的互相协调而对机体代谢进行综合调节。,外源性,次级代谢物,物质代谢遵循的总原则,物质代谢交叉形成网络 分解代谢与合成代谢的单向性 ATP是通用的能量载体 NADPH是合成代谢所需的还原当量,三个最关键的中间代谢物是: 葡萄糖-6-磷酸、丙酮酸和乙酰辅酶A,生物的重要特
2、征,补充物质代谢的相互联系,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,三大营养素可在体内氧化供能,三大营养素之间可以互相代替,并互相制约 一般供能以糖、脂为主,并尽量节约蛋白质的消耗,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。,例如:,(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,2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖,脂肪酸,乙酰CoA,葡萄糖,脂 肪,甘油,甘油激酶,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,(二)糖与氨基酸代谢的相互联系,例如:,丙氨酸
3、,丙酮酸,脱氨基,糖异生,葡萄糖,大部分氨基酸脱氨基后,生成相应的 -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,-酮戊二酸,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,(三)脂类与氨基酸代谢的相互联系, 但不能说,脂类可转变为氨基酸。,3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸,(四)核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系,1. 氨基酸是体内合成核酸的重要原料,2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供,葡萄糖、糖原,丙酮酸,乙酰CoA,脂肪,草酰乙酸,- 酮戊二酸,琥珀酸,延胡索酸,细胞水平调控,一、 酶活性的调节(活性
4、主要) 酶原的激活 酶的聚合与解聚 酶的化学修饰 酶的变构调节 二、酶量的调节(含量) 酶蛋白合成的诱导与阻遏 酶蛋白降解 三、酶的区域化分布(分布), 催化的反应速率最慢,从而决定整个代谢途径的总速率,故又称为限速酶; 催化单向反应或非平衡反应,从而其活性决定代谢途径的方向; 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; 一般位于代谢途径的第一个酶以及分支代谢中分支后的第一个酶。,关键酶催化的反应具有以下特点:,细胞内的酶种类繁多,只是对少数起关键作用的酶进行调控,这种可被调控并对代谢途径产生重要影响的酶称为关键酶(key enzyme)。,酶原的激活 (zymogen acti
5、vation),许多水解酶是以无活性的酶原形式从细胞中分泌出来,经过切断部分肽段后变成有活性的酶。如胰蛋白酶原经肠激酶或胰蛋白酶的自身催化,切下N-末端一个6肽后即变成活性的胰蛋白酶 。,酶的聚合与解聚 (polymerization and depolymerization),有一些寡聚酶的调节中心通过与一些小分子调节因子非共价结合,引起酶的聚合与解聚,从而使酶发生活性态与非活性态的互变。 有的酶聚合态时有活性,有的酶解聚为单体后有活性。,酶的化学修饰 (chemical modification),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,从而引起酶活性改变。 化学修饰的特点:
6、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。 具有级联放大效应,提供更多调控位点,效率较高。 磷酸化与脱磷酸化最为普遍、重要,哺乳动物酶的化学修饰是最常见的方式。,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,酶的变构调节 (allosteric regulation),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
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