物质代谢的联系及调节.ppt

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1、第十一章物质代谢的联系及其调节第一节代谢途径的相互联系一、糖代谢与脂类代谢的相互联系糖乙酰CoA，NADPH脂肪酸磷酸二羟丙酮α-磷酸甘油脂肪有氧氧化酵解从头合成糖可以在生物体内变成脂肪。脂肪甘油磷酸二羟丙酮糖代谢脂肪酸乙酰CoA琥珀酸糖(植物)乙醛酸循环-氧化糖异生脂肪不能大量转变为糖，除了油料作物种子。TCA糖代谢和脂类代谢的关系延胡索酸琥珀酸苹果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循环乙醛酸循环甘油乙酰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羟丙酮磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸合成

2、植物或微生物二、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系糖→→α-酮酸氨基酸蛋白质NH3糖可以转变为蛋白质。蛋白质氨基酸α-酮酸糖（生糖氨基酸）蛋白质可以转变为糖。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）由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的。蛋白质间接地转变为脂肪。四、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系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

3、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。核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。五、糖、脂类、蛋白质和核酸之间的代谢联系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丝氨酰苏氨酸半胱氨酸氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸二羟丙酮乙酰CoA甘油脂肪酸胆固醇亮氨酸赖氨酸酪酰氨色氨

4、酸笨丙氨酸异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异亮氨酸甲硫酰氨苏氨酸缬氨酸琥珀酰CoA苹果酸草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸乙醛酸蛋白质淀粉、糖原核酸生糖氨基酸谷氨酰氨组氨酸脯氨酸精氨酸谷氨酸延胡索酸琥珀酸丙二单酰CoA1-磷酸葡萄糖在分解代谢中，大分子化合物分三个阶段逐步降解，在第一阶段它们降解为单体；在第二阶段这些单体又转变成更简单的中间代谢物（乙酰CoA）；最后第三阶段是乙酰CoA和其它产物氧化成水和CO2。合成代谢则经历反向三个阶段，首先是小分子作为起

5、始原料合成简单有机物；第二阶段是简单有机物进一步合成构造大分子所需的单体；第三阶段是由单体合成大分子化合物。第二节代谢调节代谢调节是生物长期进化过程中为适应环境的变化而形成的一种适应能力。在正常情况下，各种代谢途径几乎全部按照生理的需求，有节奏、有规律地进行，同时，为适应体内外环境的变化，及时地调整反应速度，保持整体的动态平衡。可见，体内物质代谢是在严密的调控下进行的。一、代谢调节的四级水平（层次）进化程度越高的生物，其代谢调节的机制越复杂。酶水平：酶的活性和酶的调节，细胞内局部细胞水平：代谢物

6、变化改变多种酶之间的相互作用关系，激素水平：分泌细胞产生激素对其它细胞进行调节，高等多细胞生物。神经水平：整体水平调节，高等动物。代谢调节的四级水平细胞水平调节酶水平调节单细胞生物激素水平调节植物动物神经水平调节二、酶量的调节酶含量的调节就是通过改变酶的合成和降解速度，来调节细胞内酶的含量，进而影响代谢速度。（一）酶合成的调节(基因表达水平的调节)酶合成的调节是通过酶的有无或多少（酶浓度）的变化来调节代谢速率，属“粗调”。是基因表达水平上的作用。酶合成的调节分为三个水平：转录水平、转录后水平和翻

7、译水平调节两种方式：酶合成的诱导酶合成的阻遏。（1）、酶合成的诱导在有诱导物存在时大量产生的酶称诱导酶。通常底物就是诱导物，酶也可诱导自身的合成。e.g.水稻在含硝酸盐的溶液中，诱导形成硝酸还原酶，在培养液中不含硝酸盐，幼苗中就不含这种酶。NO3-→NH4+诱导的实质是：开启酶合成相关基因的表达。1、转录水平的调节（2）、酶合成的阻遏代谢反应的终产物阻遏酶的合成。如色氨酸积累可阻止大肠杆菌中色氨酸合成酶的生成。阻遏的实质是：阻遏物关闭了合成酶的基因表达。e.g.大肠杆菌培养在只含无机盐及单一碳源

8、的培养基中细胞内可以测出色氨酸合成的酶系，能利用C源和无机分子合成色氨酸；如果在培养基中加入色氨酸，大肠杆菌中色氨酸合成的酶系就明显降低。（3）、酶合成调节的遗传机理：操纵子学说Jacob和Monod在研究大肠杆菌的β-半乳糖苷酶合成的遗传基础上,1961提出了控制基因表达的操纵子学说。1965获NoblePrize.操纵子（Operator):是指在转录水平上调控基因表达的协同单位，它包括启动子、操纵基因以及在功能上彼此相关的几个结构基因。遗传学上一般将决定某种蛋白质的某一段DNA成为某基因。