第十二部分代谢间的联系与调控教学课件
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2021/1/13
操纵子类型
• 1、诱导型操纵子 • 乳糖操纵子 • 2、阻遏型操纵子 • 色氨酸操纵子
2021/1/13
节首
乳糖操纵子的认识
1.包括三个结构基因z、y、a，呈多顺反子结构 2.操纵基因o是阻遏蛋白的结合位点，当阻遏蛋白与操
纵基因结合时，lac mRNA的转录受阻 3.调节基因i编码阻遏蛋白与o基因结合 4.启动基因P位于I与o之间，其上游还有一个CAP(降解
mRNAZ mRNAY mRNAA 基 因 表 达
2021/1/13
阻遏蛋白 （有活性）
节首
2021/1/13
2021/1/13
乳糖操纵子的正调控
CAP 基因
RT
mRNA
CAP结 合部位
结构基因
P O LacZ LacY LacA T
RNA 聚合酶
mRNAZ
mRNAY
基
mRNAA 因 表 达
CAP
2021/1/13
节首
激素对代谢的调节
• （一）激素通过细胞膜受体而起作用 氨基酸、肽、蛋白质类激素 • 1、激素与膜上的受体结合 • 2、cAMP的生成(第二信使) • 3.级联放大作用
2021/1/13
节首
2021/1/13
第蛋 二白 信质 使激 学素 说的
作 用 机 制
—
激素对代谢的调节
控制作用。 • 在医疗上，激素也是一类重要药物。
2021/1/13
激素的分类
• 在生物激素中，动物激素最为重要。植物激素 主要为植物生长调节剂。
• 根据激素的化学结构和调控功能，一般可以分 为三类
• （1）含氮激素。包括蛋白质激素、多肽激素 、氨基酸衍生物激素等。
• （2）类固醇激素。性腺和肾上腺皮质分泌的 激素大多数是类固醇激素。
2021/1/13
分支反馈调节几种类型(P251)
• (1)多价反馈抑制 • (2)协同反馈抑制 • (3)累积反馈抑制 • (4)合作反馈抑制 • (5)顺序反馈抑制
2021/1/13
反馈调节的机制
• 1)变构酶调节---反馈的普遍机制 • 2)同工酶调节---对环境及代谢变化的一
种适应机制 • 3)多功能酶调节---更灵活的调节机制
Trp合成途径还存在色氨酸操纵子中衰减子所引起的衰 减调节。
2021/1/13
2021/1/13
真核生物基因表达的调控
• 为多级调控方式：转录前水平调控 、转录水平上的调控、转录后水平 的调控、翻译水平调控、翻译后水 平调控。
2021/1/13
三.激素水平的代谢调节
• 1)激素的概念: • 2)激素的分类: • 3)激素受体 • 4)激素对代谢的调节
cAMP - CAP
葡萄糖降解物与cAMP的关系
降低cAMP浓度 cAMP 使CAP呈失活状态
CAP：降解物基因活化蛋白（catabolic gene activation protein）
2021/1/13
ATP
腺苷酸 抑制 环化酶
cAMP
磷酸二 5'-AMP 酯酶 激活
葡萄糖 分解代 谢产物
节首
第十二部分代谢间的联系与调控教学课 件
一 物质代谢的相互联系
（一）糖代谢与脂肪代谢的相互关系 糖可以在生物体内变成脂肪。 脂肪不能大量转变为糖，除了油料作 物种子。
2021/1/13
糖脂
脂肪代谢和糖代谢的关系
3-磷酸甘油
三酰甘油
脂肪酸
甘油
氧
合
化
成
丙酮 酸
乙酰 CoA
植物或微 生物
三羧酸 循环
பைடு நூலகம்
乙醛酸 循环
• （二）激素通过细胞内受体起作用
• 类固醇激素对代谢的调节不是改变酶 的活性，而是通过作用于基因系统改变 蛋白质的合成，从而调节生物效应。
2021/1/13
节首
2021/1/13
节首
四、神经水平的代谢调节
• 人及高等动物具有高度发达的神经系统 ，这类生物的各种活动和代谢的调节机 制都处于中枢神经系统的控制之下。神 经系统既直接影响各种酶的合成，又影 响内分泌腺分泌激素的种类和水平，所 以神经系统的调节具有整体性特点。
• (4)、蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架 可进入三羧循环，同时，三羧酸循环的中间产物 可 基作 酸为 。氨所基以酸，的三碳 羧骨 酸架 循接 环受 是三NH大3后物合质成代非谢必共需同氨通 路
2021/1/13
(五)核酸 糖、脂和蛋白质
代 谢 网 络
二、细胞水平的调节
• 代谢途径的区域化 • 酶活性的调节 • 酶量的调节
胞浆 线粒体 胞浆
蛋白质合成酶 系
DNA聚合酶
系
线粒体
脂肪酸β氧化酶系 胞浆
RNA聚合酶 水解酶类
脂肪酸合成酶系 线粒体和胞 尿素合成酶系 浆
粗面内质 网 细胞核 细胞核 溶酶体
2021/1/13
节首
（二）酶活性的调节
• 酶原激活
• 酶的非共价修饰调节 • 酶的共价修饰调节
2021/1/13
节首
酶原的活化
节首
反馈调节
2021/1/13
反馈与前馈
• 前馈—代谢底物浓度的的调节 • 反馈—终产物的调节作用
2021/1/13
反馈与前馈
2021/1/13
反馈抑制的方式
• 1)线性反馈:反馈抑制的基本方式
• 2)分支代谢反馈:原核生物中重要调控方式
特点:每一个分支途径的终产物常常控制分支后的第 一个酶,同时每一个终产物又对整个途径的第一个 酶有部分抑制作用.
2021/1/13
正常情况下，蛋白质的代谢主要用于蛋白质的不 断自我更新，只有当机体能源物质糖类、脂类严 重消耗时，蛋白质才表现为大量分解供能。
• 殊途同归：三大物质代谢分解途径虽不相同，但 彻底氧化为水和二氧化碳最终汇合到TCA循环中 ，所以TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质彻底分解 氧化的一条共同途径。
物基因活化蛋白,由CAP基因编码)结合位点，由p、o 和CAP结合位点共同调节lac操纵子的调控区
2021/1/13
乳糖操纵子模型
i
启操
po z
ya
调节基因 控制位点
结构基因
i
po z
ya
CAP与cAMP形成复合物，结 合在lac operon的启动基因上， 促进转录的进行。
cAMP-CAP是正调控因子，阻遏蛋白是负调控因子。
2021/1/13
激素
• 什么是激素？ • 激素是生物体内特定细胞产生的的对某些
靶细胞具有特殊刺激作用的微量物质。 • 在机体的代谢过程或生理过程起调控作用.
2021/1/13
激素具有以下几个特点：
• 1，含量少；在生物体某特定组织细胞产生； • 2，通过体液的运动被输送到其他组织中发挥
作用； • 3，作用很大，效率高，在新陈代谢中起调节
2021/1/13
A、乳糖操纵子的结构
调节
启 动 操纵
乳糖结构基因
乳
基因
子 基因
糖
R
P O LacZ
LacY Laca
操
mRNA
基因关闭
纵
子
阻遏蛋白 （有活性）
的
B、乳糖酶的诱导
负
调节 基因
启 动 操纵 子 基因
乳糖结构基因
调
R
P O LacZ
LacY LacA
控 mRNA 乳糖
阻遏蛋白 （无活性）
由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的，实际上仅限于Glu。 蛋白质间接地转变为脂肪。
2021/1/13
脂 蛋白质
脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系
甘油 脂肪
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 （生酮氨基酸）
脂肪酸 脂肪
2021/1/13
节首
(四)三大基础物质代谢的相互关系：
2021/1/13
正调控
cAMP对转录的调控
2021/1/13
cAMP
无葡萄糖：cAMP (促进转录） 有葡萄糖：cAMP (不促进转录）
cAMP
CAP蛋白
cAMP – CAP 复合物
E. coli 色氨酸操纵子模型
p o La
E
D
C BA
trpR
trpP trpO trpE trpD trpC trpB trpA
2021/1/13
酶的非共价修饰调节
• 别构调节：小分子效应物非共价结合于酶 的调节部位，从而改变酶的活性的现象。
• 别构效应有别构激活（正协同效应）和别 构抑制（负协同效应）
• 别构激活剂与别构抑制剂：
代谢底物往往是别构激活剂，代谢产物往 往是别构抑制剂
• 某些重要代谢过程中的调节酶及其效应物
2021/1/13
• （3）脂肪酸衍生物激素。主要由生殖系统及 其它组织分泌产生。
2021/1/13
激素受体
• 分类： • 1、细胞膜受体： • 水溶性激素， • 激素－受体复合物， • 第二信使：cAMP • 2、细胞浆受体 • 脂溶性激素，易进入细胞， • 激素－受体复合物，进入细胞核，开启基因活
力，使相应基因表达，表现生物效应。
• 举例：糖原磷酸化酶
• 意义：代谢作用中关键酶的共价修饰是级联放大的 最终阶段。（特别是激素调节）
2021/1/13
节首
磷酸化酶的共价修饰调节
2021/1/13
节首
共价修饰与级联放大
2021/1/13
节首
（三）酶量的调节
• 1、酶生物合成的诱导和阻遏（原核生物）
• 酶生物合成的诱导:某些物质(诱导物)能促进细 胞内酶的生物合成.
2021/1/13
（一）代谢途径的区域化
• 概念：代谢途径的有关酶类，常常组成酶 系，分布于细胞的某一区域或亚细胞结构 中，使不同代谢途径在不同细胞内进行
• 区域化的意义：区域化的存在显著影响真 核细胞的代谢情况，有利于代谢的调节。
• 例如：脂肪酸的分解与合成
2021/1/13
节首
活细胞是一个微小的化学工业园
• 在极其微小的空间内发生着
数千种生物化学反应
• 细胞不是一个装满了各种酶
和底物的口袋
• 细胞复杂的结构特别是膜的
结构固定了各代谢反应的空 间和时间，使它们高度有序 并可以被控制和调节。
2021/1/13
真核细胞内某些酶的区域化分布
酶或酶系
所在区域 酶或酶系
所在区域
糖酵解酶系 TCA酶系 磷酸戊糖途径酶
蛋白质分解产生的氨基酸，在体内可以转变为糖。 如：多数氨基酸在脱氨后转变为丙酮酸，经糖原异生 作用可生成糖，这类氨基酸称为生糖氨基酸。
2021/1/13
节首
糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
糖 →→ α-酮酸 NH3 氨基酸
蛋白质
蛋白质 氨基酸 α-酮酸 糖
（生糖氨基酸）
2021/1/13
节首
（三）脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系
2021/1/13
TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质三大物质的共 同通路：
• (1)、三羧酸循环是乙酰辅酶A最终氧化生成CO2和H2O 的途径。
• (2)、糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化。
2021/1/13
• (3)、脂肪分解产生的甘油可通过糖有氧氧化进 入三羧酸循氧化，脂肪酸经β—氧化产生乙酰辅 酶A可进入三羧酸环氧化。
• 神经系统对生命活动的调控在很大程度 上是通过调节激素的分泌来实现的。
2021/1/13
五 代谢调控在工业上的实践意义
1.酶活性调节在工业上的应用 1)降低终产物浓度 2)利用抗代谢产物类似物—关键酶的脱敏作用 3)增大细胞膜通透性—使代谢产物易于转运到胞外 4)控制发酵条件—使产品定向生成 2.酶合成在工业上的应用 1)筛选调控基因突变的突变株—解除阻遏作用 2)增加遗传学的数量和种类—提高基因表达能力
• 酶生物合成的阻遏:某些代谢产物能阻止细胞内 某种酶的生物合成.
• 操纵子学说：
• 2、酶的降解
• 酶降解速度的增加也使酶的含量减少.
• ：2021/1/13
节首
操纵子概念
• 在DNA分子的不同区域分布着一个调节 基因和一个操纵子，一个操纵子包括一 个操纵基因，一群功能相关的结构基因 ，以及在调节基因和操纵基因之间专管 转录起始的启动基因。
相互转变、相互制约、殊途同归。
2021/1/13
• 相互转变：指糖类、脂肪、蛋白质代谢通过共同的代谢 中间产物丙酮酸、乙酰辅酶A、α-酮戊二酸等相互联系 起来，可以相互转变。
• 相互制约：指生物体内脂类、蛋白质代谢的强度主要由 糖类的代谢强度决定。当糖类供应充足时，糖类在体内 大量氧化分解供能，这时脂肪、蛋白质的分解就受到一 定的制约。糖类供应短缺时，脂类可大量分解供能，蛋 白质也有供能作用。
2021/1/13
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
草酰乙酸
苹果酸 延胡索酸 琥珀酸
节首
（二）糖代谢与蛋白质代谢的关系 糖可以转变为非必需氨基酸。 蛋白质可以转变为糖。
2021/1/13
糖
蛋白质
糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
糖代谢为蛋白质的合成提供碳源和能源：如糖分解 过程中可产生丙酮酸，丙酮酸经TCA循环产生α—酮 戊二酸和草酰乙酸，它们均可经加氨基或氨基移换作 用形成相应的氨基酸。另外，糖分解过程中产生的能 量可供氨基酸和蛋白质的合成之用。
2021/1/13
酶活力的共价修饰调节
• 定义：酶蛋白在另一种酶的催化下，在其分子上以 共价结合的方式接上或脱去某种特殊的化学基团， 从而引起酶活力改变的过程
• 类型：磷酸化/去磷酸化，乙酰化/去乙酰化，腺苷 酰化/去腺苷酰化，尿苷酰化/去尿苷酰化，甲基化/ 去甲基化，氧化（S-S）/还原(2SH)
操纵子类型
• 1、诱导型操纵子 • 乳糖操纵子 • 2、阻遏型操纵子 • 色氨酸操纵子
2021/1/13
节首
乳糖操纵子的认识
1.包括三个结构基因z、y、a，呈多顺反子结构 2.操纵基因o是阻遏蛋白的结合位点，当阻遏蛋白与操
纵基因结合时，lac mRNA的转录受阻 3.调节基因i编码阻遏蛋白与o基因结合 4.启动基因P位于I与o之间，其上游还有一个CAP(降解
mRNAZ mRNAY mRNAA 基 因 表 达
2021/1/13
阻遏蛋白 （有活性）
节首
2021/1/13
2021/1/13
乳糖操纵子的正调控
CAP 基因
RT
mRNA
CAP结 合部位
结构基因
P O LacZ LacY LacA T
RNA 聚合酶
mRNAZ
mRNAY
基
mRNAA 因 表 达
CAP
2021/1/13
节首
激素对代谢的调节
• （一）激素通过细胞膜受体而起作用 氨基酸、肽、蛋白质类激素 • 1、激素与膜上的受体结合 • 2、cAMP的生成(第二信使) • 3.级联放大作用
2021/1/13
节首
2021/1/13
第蛋 二白 信质 使激 学素 说的
作 用 机 制
—
激素对代谢的调节
控制作用。 • 在医疗上，激素也是一类重要药物。
2021/1/13
激素的分类
• 在生物激素中，动物激素最为重要。植物激素 主要为植物生长调节剂。
• 根据激素的化学结构和调控功能，一般可以分 为三类
• （1）含氮激素。包括蛋白质激素、多肽激素 、氨基酸衍生物激素等。
• （2）类固醇激素。性腺和肾上腺皮质分泌的 激素大多数是类固醇激素。
2021/1/13
分支反馈调节几种类型(P251)
• (1)多价反馈抑制 • (2)协同反馈抑制 • (3)累积反馈抑制 • (4)合作反馈抑制 • (5)顺序反馈抑制
2021/1/13
反馈调节的机制
• 1)变构酶调节---反馈的普遍机制 • 2)同工酶调节---对环境及代谢变化的一
种适应机制 • 3)多功能酶调节---更灵活的调节机制
Trp合成途径还存在色氨酸操纵子中衰减子所引起的衰 减调节。
2021/1/13
2021/1/13
真核生物基因表达的调控
• 为多级调控方式：转录前水平调控 、转录水平上的调控、转录后水平 的调控、翻译水平调控、翻译后水 平调控。
2021/1/13
三.激素水平的代谢调节
• 1)激素的概念: • 2)激素的分类: • 3)激素受体 • 4)激素对代谢的调节
cAMP - CAP
葡萄糖降解物与cAMP的关系
降低cAMP浓度 cAMP 使CAP呈失活状态
CAP：降解物基因活化蛋白（catabolic gene activation protein）
2021/1/13
ATP
腺苷酸 抑制 环化酶
cAMP
磷酸二 5'-AMP 酯酶 激活
葡萄糖 分解代 谢产物
节首
第十二部分代谢间的联系与调控教学课 件
一 物质代谢的相互联系
（一）糖代谢与脂肪代谢的相互关系 糖可以在生物体内变成脂肪。 脂肪不能大量转变为糖，除了油料作 物种子。
2021/1/13
糖脂
脂肪代谢和糖代谢的关系
3-磷酸甘油
三酰甘油
脂肪酸
甘油
氧
合
化
成
丙酮 酸
乙酰 CoA
植物或微 生物
三羧酸 循环
பைடு நூலகம்
乙醛酸 循环
• （二）激素通过细胞内受体起作用
• 类固醇激素对代谢的调节不是改变酶 的活性，而是通过作用于基因系统改变 蛋白质的合成，从而调节生物效应。
2021/1/13
节首
2021/1/13
节首
四、神经水平的代谢调节
• 人及高等动物具有高度发达的神经系统 ，这类生物的各种活动和代谢的调节机 制都处于中枢神经系统的控制之下。神 经系统既直接影响各种酶的合成，又影 响内分泌腺分泌激素的种类和水平，所 以神经系统的调节具有整体性特点。
• (4)、蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架 可进入三羧循环，同时，三羧酸循环的中间产物 可 基作 酸为 。氨所基以酸，的三碳 羧骨 酸架 循接 环受 是三NH大3后物合质成代非谢必共需同氨通 路
2021/1/13
(五)核酸 糖、脂和蛋白质
代 谢 网 络
二、细胞水平的调节
• 代谢途径的区域化 • 酶活性的调节 • 酶量的调节
胞浆 线粒体 胞浆
蛋白质合成酶 系
DNA聚合酶
系
线粒体
脂肪酸β氧化酶系 胞浆
RNA聚合酶 水解酶类
脂肪酸合成酶系 线粒体和胞 尿素合成酶系 浆
粗面内质 网 细胞核 细胞核 溶酶体
2021/1/13
节首
（二）酶活性的调节
• 酶原激活
• 酶的非共价修饰调节 • 酶的共价修饰调节
2021/1/13
节首
酶原的活化
节首
反馈调节
2021/1/13
反馈与前馈
• 前馈—代谢底物浓度的的调节 • 反馈—终产物的调节作用
2021/1/13
反馈与前馈
2021/1/13
反馈抑制的方式
• 1)线性反馈:反馈抑制的基本方式
• 2)分支代谢反馈:原核生物中重要调控方式
特点:每一个分支途径的终产物常常控制分支后的第 一个酶,同时每一个终产物又对整个途径的第一个 酶有部分抑制作用.
2021/1/13
正常情况下，蛋白质的代谢主要用于蛋白质的不 断自我更新，只有当机体能源物质糖类、脂类严 重消耗时，蛋白质才表现为大量分解供能。
• 殊途同归：三大物质代谢分解途径虽不相同，但 彻底氧化为水和二氧化碳最终汇合到TCA循环中 ，所以TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质彻底分解 氧化的一条共同途径。
物基因活化蛋白,由CAP基因编码)结合位点，由p、o 和CAP结合位点共同调节lac操纵子的调控区
2021/1/13
乳糖操纵子模型
i
启操
po z
ya
调节基因 控制位点
结构基因
i
po z
ya
CAP与cAMP形成复合物，结 合在lac operon的启动基因上， 促进转录的进行。
cAMP-CAP是正调控因子，阻遏蛋白是负调控因子。
2021/1/13
激素
• 什么是激素？ • 激素是生物体内特定细胞产生的的对某些
靶细胞具有特殊刺激作用的微量物质。 • 在机体的代谢过程或生理过程起调控作用.
2021/1/13
激素具有以下几个特点：
• 1，含量少；在生物体某特定组织细胞产生； • 2，通过体液的运动被输送到其他组织中发挥
作用； • 3，作用很大，效率高，在新陈代谢中起调节
2021/1/13
A、乳糖操纵子的结构
调节
启 动 操纵
乳糖结构基因
乳
基因
子 基因
糖
R
P O LacZ
LacY Laca
操
mRNA
基因关闭
纵
子
阻遏蛋白 （有活性）
的
B、乳糖酶的诱导
负
调节 基因
启 动 操纵 子 基因
乳糖结构基因
调
R
P O LacZ
LacY LacA
控 mRNA 乳糖
阻遏蛋白 （无活性）
由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的，实际上仅限于Glu。 蛋白质间接地转变为脂肪。
2021/1/13
脂 蛋白质
脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系
甘油 脂肪
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 （生酮氨基酸）
脂肪酸 脂肪
2021/1/13
节首
(四)三大基础物质代谢的相互关系：
2021/1/13
正调控
cAMP对转录的调控
2021/1/13
cAMP
无葡萄糖：cAMP (促进转录） 有葡萄糖：cAMP (不促进转录）
cAMP
CAP蛋白
cAMP – CAP 复合物
E. coli 色氨酸操纵子模型
p o La
E
D
C BA
trpR
trpP trpO trpE trpD trpC trpB trpA
2021/1/13
酶的非共价修饰调节
• 别构调节：小分子效应物非共价结合于酶 的调节部位，从而改变酶的活性的现象。
• 别构效应有别构激活（正协同效应）和别 构抑制（负协同效应）
• 别构激活剂与别构抑制剂：
代谢底物往往是别构激活剂，代谢产物往 往是别构抑制剂
• 某些重要代谢过程中的调节酶及其效应物
2021/1/13
• （3）脂肪酸衍生物激素。主要由生殖系统及 其它组织分泌产生。
2021/1/13
激素受体
• 分类： • 1、细胞膜受体： • 水溶性激素， • 激素－受体复合物， • 第二信使：cAMP • 2、细胞浆受体 • 脂溶性激素，易进入细胞， • 激素－受体复合物，进入细胞核，开启基因活
力，使相应基因表达，表现生物效应。
• 举例：糖原磷酸化酶
• 意义：代谢作用中关键酶的共价修饰是级联放大的 最终阶段。（特别是激素调节）
2021/1/13
节首
磷酸化酶的共价修饰调节
2021/1/13
节首
共价修饰与级联放大
2021/1/13
节首
（三）酶量的调节
• 1、酶生物合成的诱导和阻遏（原核生物）
• 酶生物合成的诱导:某些物质(诱导物)能促进细 胞内酶的生物合成.
2021/1/13
（一）代谢途径的区域化
• 概念：代谢途径的有关酶类，常常组成酶 系，分布于细胞的某一区域或亚细胞结构 中，使不同代谢途径在不同细胞内进行
• 区域化的意义：区域化的存在显著影响真 核细胞的代谢情况，有利于代谢的调节。
• 例如：脂肪酸的分解与合成
2021/1/13
节首
活细胞是一个微小的化学工业园
• 在极其微小的空间内发生着
数千种生物化学反应
• 细胞不是一个装满了各种酶
和底物的口袋
• 细胞复杂的结构特别是膜的
结构固定了各代谢反应的空 间和时间，使它们高度有序 并可以被控制和调节。
2021/1/13
真核细胞内某些酶的区域化分布
酶或酶系
所在区域 酶或酶系
所在区域
糖酵解酶系 TCA酶系 磷酸戊糖途径酶
蛋白质分解产生的氨基酸，在体内可以转变为糖。 如：多数氨基酸在脱氨后转变为丙酮酸，经糖原异生 作用可生成糖，这类氨基酸称为生糖氨基酸。
2021/1/13
节首
糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
糖 →→ α-酮酸 NH3 氨基酸
蛋白质
蛋白质 氨基酸 α-酮酸 糖
（生糖氨基酸）
2021/1/13
节首
（三）脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系
2021/1/13
TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质三大物质的共 同通路：
• (1)、三羧酸循环是乙酰辅酶A最终氧化生成CO2和H2O 的途径。
• (2)、糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化。
2021/1/13
• (3)、脂肪分解产生的甘油可通过糖有氧氧化进 入三羧酸循氧化，脂肪酸经β—氧化产生乙酰辅 酶A可进入三羧酸环氧化。
• 神经系统对生命活动的调控在很大程度 上是通过调节激素的分泌来实现的。
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五 代谢调控在工业上的实践意义
1.酶活性调节在工业上的应用 1)降低终产物浓度 2)利用抗代谢产物类似物—关键酶的脱敏作用 3)增大细胞膜通透性—使代谢产物易于转运到胞外 4)控制发酵条件—使产品定向生成 2.酶合成在工业上的应用 1)筛选调控基因突变的突变株—解除阻遏作用 2)增加遗传学的数量和种类—提高基因表达能力
• 酶生物合成的阻遏:某些代谢产物能阻止细胞内 某种酶的生物合成.
• 操纵子学说：
• 2、酶的降解
• 酶降解速度的增加也使酶的含量减少.
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节首
操纵子概念
• 在DNA分子的不同区域分布着一个调节 基因和一个操纵子，一个操纵子包括一 个操纵基因，一群功能相关的结构基因 ，以及在调节基因和操纵基因之间专管 转录起始的启动基因。
相互转变、相互制约、殊途同归。
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• 相互转变：指糖类、脂肪、蛋白质代谢通过共同的代谢 中间产物丙酮酸、乙酰辅酶A、α-酮戊二酸等相互联系 起来，可以相互转变。
• 相互制约：指生物体内脂类、蛋白质代谢的强度主要由 糖类的代谢强度决定。当糖类供应充足时，糖类在体内 大量氧化分解供能，这时脂肪、蛋白质的分解就受到一 定的制约。糖类供应短缺时，脂类可大量分解供能，蛋 白质也有供能作用。
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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
草酰乙酸
苹果酸 延胡索酸 琥珀酸
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（二）糖代谢与蛋白质代谢的关系 糖可以转变为非必需氨基酸。 蛋白质可以转变为糖。
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糖
蛋白质
糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
糖代谢为蛋白质的合成提供碳源和能源：如糖分解 过程中可产生丙酮酸，丙酮酸经TCA循环产生α—酮 戊二酸和草酰乙酸，它们均可经加氨基或氨基移换作 用形成相应的氨基酸。另外，糖分解过程中产生的能 量可供氨基酸和蛋白质的合成之用。
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酶活力的共价修饰调节
• 定义：酶蛋白在另一种酶的催化下，在其分子上以 共价结合的方式接上或脱去某种特殊的化学基团， 从而引起酶活力改变的过程
• 类型：磷酸化/去磷酸化，乙酰化/去乙酰化，腺苷 酰化/去腺苷酰化，尿苷酰化/去尿苷酰化，甲基化/ 去甲基化，氧化（S-S）/还原(2SH)