十二章物质代谢的调节学课.ppt
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1、第十二章物质代谢的调节,本章的重点和难点重点:掌握三大物质代谢的相互关系;掌握 酶活性及酶合成的调节,明确两种调节在代谢上的重要性及调节机制;重点了解原核生物的基因表达的调节。难点:理解和掌握第二信使和激素水平的调节机制。,主要内容,第一节 物质代谢的相互联系,第二节 代谢调节,第三节 基因表达调控,第一节 物质代谢的相互联系,一、糖代谢与脂类代谢的相互关系,二、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系,三、脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系,四、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系,一、糖代谢与脂代谢的相互关系,总 结,糖酵解过程中产生的磷酸二羟丙酮可转变为 磷酸甘油,可作为脂肪合成过程中甘油的 原料;糖有氧氧
2、化产生的乙酰COA是脂肪酸和酮 体的合成原料;脂肪酸分解产生的乙酰COA最终进入TCA;酮体氧化产生的乙酰COA和丙酮酸可进入 TCA或糖异生;甘油经磷酸甘油激酶作用后转变为磷酸二羟 丙酮或进入糖酵解或糖异生。糖有氧代谢产生的NADPH可供脂肪酸合成需要。,二、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系,糖-酮酸 非必需氨基酸 蛋白质,NH3,蛋白质 氨基酸-酮酸 糖,(生糖氨基酸),1、丙酮酸是糖代谢的重要中间产物,它可转变成Ala、Glu、Asp、-酮戊二酸、草酰乙酸;2、糖可转化成某些非必需氨基酸(生糖氨基酸);3、蛋白质可转变为糖水解为氨基酸脱氨基-酮酸-酮戊二酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸糖或糖原,变
3、为酮酸可有以下途径形成糖原:(1)形成草酰乙酸丙酮酸羧化支路异生糖原(2)形成丙酮酸异生作用(3)有些氨基酸可形成-酮戊二酸、延胡索酸、琥珀酰COA等,沿TCA形成草酰乙酸后再走(1)等等。,总 结,三、脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系,脂肪,甘油,磷酸二羟丙酮,脂肪酸,乙酰CoA,氨基酸碳架,氨基酸,蛋白质,蛋白质,氨基酸,酮酸或乙酰CoA,脂肪酸,脂肪,(生酮氨基酸),总 结,氧化产生的乙酰COA与草酰乙酸缩合进入 TCA,产生的-酮戊二酸经联合脱氨基作用产生glu,可以用于合成蛋白质;2.生酮生糖氨基酸可产生乙酰COA,用于合成脂肪酸;3.生酮生糖氨基酸可产生丙酮酸可合成甘油或乙酰COA,
4、用于合成脂肪酸。,四、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系,核苷酸的一些衍生物具重要生理功能(如CoA、NAD+,NADP+,cAMP,cGMP)。,核酸是细胞内重要的遗传物质,控制着蛋白质的合成,影响细胞的成分和代谢类型。,核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加,而且需要酶和多种蛋白质因子。,各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸,如ATP是能量的“通货”,此外UTP参与多糖的合成,CTP参与磷脂合成,GTP参与蛋白质合成与糖异生作用。,举例 1,举例 2: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,摄入
5、的糖量超过能量消耗时,糖可以转变成 脂肪。,磷酸二羟丙酮,a磷酸甘油,举例 3,脂肪的分解代谢受糖代谢的影响,举例 4:饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时,第二节 代谢调节的种类与机制,高等生物 三级水平代谢调节,细胞水平代谢调节,一、细胞水平的代谢调节,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。,(一)细胞内酶的隔离分布,代谢途径有关酶类常常组成多酶体系,分布于细胞的某一区域。,多酶体系在细胞内的分布,酶的隔离分布的意义 避免了各种代谢途径互相干扰。,速度最慢,它的
6、速度决定整个代谢途径的总速度,故又称其为限速酶(limiting velocity enzymes)。,催化单向反应不可逆或非平衡反应,它的活性决定整个代谢途径的方向。,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。,关键酶催化的反应具有以下特点:,快速代谢,迟缓代谢,代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的,(二)酶的化学修饰调节,1.化学修饰调节,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.化学修饰调节的主要方式,磷酸化-去磷酸,乙酰化-脱乙酰,甲基化-去甲基,腺苷化-脱
7、腺苷,SH 与 S S 互变,酶的磷酸化与脱磷酸化,3.化学修饰调节的特点,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。具有放大效应,效率较变构调节高。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。,二、激 素 水 平 的 代 谢 调 节(一)、概 述(二)、质膜受体介导的信息传递途径,(一)、概 述,1.受体及其特征受体 细胞组成成分中具有特异结构的大分子物质,它可与激素神经递质或其他化学物质专一性结合而相互作用,并触发生物学效应,其本质为蛋白质。配体 能与受体特异性结合并触发生物
8、学效应的化学物质。受体的特征:1.受体与配体结合具有严格的选择性、特异性结合;2.受体与配体的亲合性:与其配体的生理浓度相适应;3.受体结合配体具有饱和性;4.具有明显触发生物学效应的功能。,2.激素按作用机制分为两类,质膜受体激素(含氮激素)亲水性的,不易通过质膜的脂双层,只能与靶细胞表面受体结合后通过胞内的第二信使起作用的。胞内受体激素 亲脂性的,易透过质膜的脂双层进入靶细胞内起作用的。,质膜受体激素的作用方式,胞内受体激素的作用方式,(二)、质膜激素受体的信息传递,第一信使 指激素、神经递质等体内的化学信号分子。第二信使 激素作为第一信使,通过与受体的相互作用,将信号传至效应器后所产生的
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- 十二 物质 代谢 调节