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1、,第十二章 物质代谢的相互联系和调节控制 第一节 物质代谢的相互联系 糖 容易 容易 困难 蛋白质 困难 脂肪 容易 一.糖代谢与脂肪代谢的相互联系,1.糖转变为脂肪 磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油 糖 脂肪 丙酮酸 乙酰CoA 脂酰CoA 2.脂肪转变为糖 甘油 -磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 脂肪 糖异生 糖 脂肪酸 乙酰CoA TCA OAA 一.糖代谢与蛋白质代谢的相互联系 1.糖转变为蛋白质,丙酮酸 Ala 糖 -酮戊二酸 Glu NEAA 草酰乙酸 Asp 糖 EAA 2.蛋白质转变为糖 蛋白质首先成氨基酸 十四种生糖氨基酸 -酮酸 糖 四种生糖兼生酮氨基酸 -酮酸 糖 二种生酮氨基酸 糖,琥
2、珀酰CoA TCA OAA PEP羧激酶 PEP 糖异生 糖 延胡索酸 丙酮酸、 -酮戊二酸 糖异生 糖 三 脂肪代谢与蛋白质代谢 1 脂肪转变为蛋白质 脂肪转变为蛋白质十分有限,且只局限于生成Glu OAA -酮戊二酸 Glu 脂肪 -氧化 乙酰CoA,2 蛋白质转变为脂肪 生酮氨基酸 乙酰CoA 脂酰CoA 生糖兼生酮氨基酸 脂肪 生糖氨基酸 丙酮酸 DHAP -磷酸甘油 四 核酸和三大物质的联系 1 三大物质代谢与核酸及其衍生物的关系 糖代谢: 提供戊糖 蛋白质代谢:提供嘌呤和嘧啶的合成的原料 脂肪代谢: 提供CO2,联系不紧密,2 核糖与三大物质的联系 ATP:提供能量,参与磷酸基团的
3、转移 UTP:参加糖的合成 (UDPG) CTP:参与磷脂的合成 GTP:提供蛋白质合成所需的能量 许多辅酶为核苷酸衍生物,第二节 代谢的调节 生物界中代谢调节的主要方式有: 酶水平的调节 (基本调节方式) 细胞水平的调节 激素水平的调节 神经水平的调节 (高级形式的调节),一 酶水平的调节 酶的别构调节 酶活性的调节 (快速调节) 酶的共价调节 酶水平的调节 酶的合成 酶含量的调节 (缓慢调节) 酶的降解 1 酶活性的调节 (1)别构调节作用 别构作用:有些酶可与底物、代谢中间物或终产物以非共价键结合, 使酶的构象发生改变,进而改变酶的活性,此现象称为别构效应。 具有别构作用的酶称为别构酶,
4、大多数为寡聚酶,一般由两个或两 个以上的亚基组成,其中一组为催化亚基,另一组称为调节亚基。,别构剂:使酶发生别构作用的物质称别构剂。 提高活性的物质别正别构剂;反之为负别构剂。 代谢过程加快的称正反馈;反之为负反馈。负反馈为常见反馈 种类:底物、产物、或代谢途径的终产生及其它小分子物质。,(2)共价修饰调节作用 共价修饰:有些酶可以在另一种酶的催化下与特写的化学基团发生 共价结合,或使已结合的基团解离,从而改变酶活性。 共价修饰类型: 磷酸化脱磷酸化; 乙酰化脱乙酰化; 腺苷酰化脱腺苷酰化;尿苷酰化脱尿苷酰化; ADP核糖基化;甲基化脱甲基化; S-SSH相互转变 例: 蛋白激酶和磷酸酯酶催化
5、酶的磷酸化和脱磷酸化,化学修饰特点:引起酶分子共价键变化; 对调节信号有放大效应。,2 基因表达的调节 (酶含量的调节) 在转录水平和翻译水平进行调控 (1)原核生物基因表达调节 酶合成的诱导作用 诱导作用: 某些物质(诱导物)能促进细胞内酶的合成。 诱导酶: 具有诱导作用的酶 诱导物: 通常是诱导酶的底物 阻遏物: 通常是代谢过程的终产物 例: 乳糖操纵子,操纵子模型:由调节基团、控制位点和一组功能相关的结构基团组成 控制位点包括:启动基因和操纵基因 乳糖操纵子各部分作用: 结构基因(z、y、a)合成将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖的三种酶 操纵基因(o) 阻遏蛋白结合位点 启动基因(p) RNA
6、聚合酶结合位点 调节基因(i) 编码产物阻遏蛋白可调节操纵基因的“开”与“关”,A 诱导状态 B 阻遏状态,酶合成的阻遏作用(色氨酸操纵子模型) 除具有阻遏调节外,还存有衰减调节,(1)真核生物基因表达调节 主要在转录水平进行调控 作用方式主要有:顺式作用元件、反式作用因子及相互作用上 A 顺式作用元件:对基因转录有调节作用的DNA序列 (启动子和增强子) 启动子:控制转录起始的频率 增强子:增加转录的频率 B 反式作用因子:是指能直接或间接与DNA上基因表达调控元件结合而发挥调控作用的蛋白质因子。,二 酶在细胞内的集中存在与隔离分布,三 激素对代谢的调节 概念:由多细胞生物的特殊细胞所合成,
7、并经体液输送到其他部位 显示特殊生理活性的微量化学物质 分类: 根据激素的受体在靶细胞上定位的不同将其分为两类 类 主要是多肽、蛋白质、儿茶酚胺等(水溶性)(受体在细胞膜上) 类 主要是类固醇类激素、甲状腺素等(脂溶性)(受体在细胞内),1 质膜受体激素的调节机理,(第一信使) 激素与膜上受体结合 激活细胞膜上的腺苷酸环化酶 促使细胞内的ATP转化为cAMP (第二信使) cAMP激活蛋白激酶 蛋白激酶催化细胞内的蛋白质和酶系磷酸化 发生别构后再发挥其作用,2 细胞内受体激素的调节机理,(第一信使) 激素 + 膜内受体蛋白 激素-受体蛋白复合物 (第二信使) 进入细胞核 影响RNA和蛋白质的合成过程 影响某种酶蛋白的合成及其活性,四、神经系统对代谢的调节 最高级的调节形式 高等动物有完善的神经系统,神经系统不仅控制各种生理活动 ,也控制物质代谢。很多内分泌腺的活动受中枢神经系统的控 制,亦即神经系统对代谢的控制在很大程度上是通过激素而发 挥其作用的。,谢谢同学们对本课程教学的配合! 祝同学们在期终考试中取得 理想成绩!,
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