生物化学：十三章 代谢调节

卵
磷
胆碱
脂
7
甘3油) 和脂糖代一谢样与可蛋以白转质变代成谢多的种相非互必联需系氨基酸
甘油 脂肪酸
磷酸二羟丙酮 乙酰-CoA
丙氨酸 丙酮酸
乙酰-CoA
草酰乙酸
草酰乙酸
α-酮戊二酸 糖或蛋白质
谷氨酸
门冬氨酸 α-酮戊二酸
谷氨酸
单靠脂肪酸不能生成氨基酸
8
UTP
GTP
ATP
4 核酸代谢与糖、脂、蛋白质代谢的关系
黄嘌呤氧化酶
S—S / SH
增强/减弱
真核细胞 磷酸化/去磷酸化
原核细胞 核苷酰化/去核苷酰化 19
（一） 酶活性调节
2、共价修饰调节
4ATP
4ADP
激酶 -OH
-OH
糖原磷酸化酶b （低活性）
P -OH
磷酸酯酶
4H2O
P -OP -O-
-O- P -O- P
糖原磷酸化酶a （高活性）
★ 酶分子共价变化 ★ 调节物有信号放大作用
神经水平
动
激素水平
植
物
细胞水平
单 细 胞
物
酶水平
生
物
15
二. 酶水平的调节
酶水平 调节
酶活性
酶原激活 变构调节 共价修饰调节
酶含量 基因表达的调控
16
（一） 酶活性调节
1、酶原激活
切除部分肽段
酶原（无活性） 激活剂
酶（有活性）
17
（一） 酶活性调节
2、共价修饰调节
通过其它酶对酶分子上的基团进行共价修饰 使酶分子处于有活性与无活性之间变化。
生糖氨基酸
丙酮酸、α-酮戊二酸、 琥珀酸、草酰乙酸
5
3. 脂代谢与蛋白质代谢的相互关系
蛋白质在动物体内可以转变成脂肪
蛋 生酮aa 白 质 生糖aa
乙酰乙酸 丙酮酸
脂肪酸
乙酰CoA
脂
肪
磷酸二羟丙酮
甘油
6
3. 脂代谢与蛋白质代谢的相互关系
脑
磷
－CO2
胆胺
脂
Ser
Ser作为磷脂合成的原料
S-腺苷高半胱氨酸
22
3、前馈和反馈调节
（1）前馈调节
ATP ADP
Biblioteka Baidu
G
6-P-G
UTP PPi
1-P-G
UDPG
+
糖原合成酶b
糖原
23
3、前馈和反馈调节
（2）反馈抑制
天冬氨酸 转氨甲酰酶
天冬氨酸 + 氨甲酰磷酸
分支代谢途径
单价反馈抑制
氨甲酰天冬氨酸 + Pi
多价反馈抑制 协同反馈抑制 累积反馈抑制 顺序反馈抑制
CTP 24
磷酸化 / 脱磷酸化 乙酰化 / 脱乙酰化 S—S / SH
甲基化 / 脱甲基化 腺苷酰化 / 脱腺苷酰化 尿苷酰化 / 脱尿苷酰化
18
（一） 酶活性调节
2、共价修饰调节
糖原磷酸化酶 磷酸化/去磷酸化 增强/减弱
磷酸化酶激酶
…
增强/减弱
糖原合成酶
…
减弱/增强
谷氨酰胺合成酶 腺苷酰化/去腺苷酰化 减弱/增强
酵解
G
NADH
胆
固 NADPH2
醇
ATP
NADPH2
脂 肪
3
？
糖
脂肪
糖不脂1脂足)肪肪，糖酸酸奇在代在数植甘谢碳动物油与比物、脂偶微→体数代生内碳谢物糖不脂内的能肪可相酸转以互营变转联养变成价系成糖值糖高
糖 或糖尿病 糖异生
草酰乙酸
G
磷酸二羟丙酮
草酰乙酸
TCA 循环
柠檬酸
琥珀酸
ATP 2CO2
α-磷酸甘油 酮体
乙酰CoA
甘油 脂肪酸
乙醛酸 循环
植物 微生物
丙酰-CoA
脂肪酸、蛋白质分解
琥珀酸
琥珀酰-CoA
4
2. 糖代谢与蛋白质代谢的相互关系
糖分解代谢的中间产物可以为氨基酸合成提供碳骨架
丙酮酸
转氨基作用 Ala
糖
草酰乙酸
Asp
α-酮戊二酸 氨基化作用 Glu
20种aa除Leu外都可以转变成糖
糖异生的 中间产物
第十二章. 代谢调节
第一节. 物质代谢途径的相互关系 第二节. 代谢调节
1
第一节. 物质代谢的相互关系
1. 糖代谢与脂代谢的相互关系 2. 糖代谢与蛋白质代谢的相互关系 3. 脂代谢与蛋白质代谢的相互关系 4. 核酸代谢与糖、脂及蛋白质代谢的相互关系
2
1. 糖代谢与脂代谢的相互关系 糖→脂肪
↓ 胆固醇
（4） 分解代谢为合成代谢提供还原力和能量
NADPH NADH、FADH2 中间产物
呼吸链 ATP
生物合成
（5） 分解、合成受不同方式调节
11
12
第二节 代谢调节
13
一. 代谢调节的不同水平
分子水平：酶活性、酶含量 细胞水平：膜的选择通透性 生物整体水平：激素调节和神经调节
14
一. 代谢调节的不同水平
半乳糖苷酶活性
104
ATP ADP
5
106
5、磷酸化酶 b
（无活性） 磷酸化酶 a（活性）
6
108
6、糖原
1-磷酸葡萄糖
葡萄糖
血液
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
21
（一） 酶活性调节
3、前馈和反馈调节
＋ －
E1
E2
E3
S
A
B
C
P
－＋
前馈：代谢底物对代谢过程的影响 反馈：代谢产物对代谢过程的影响 ★ 限速酶；标兵酶；关键酶
Gln
5-磷酸核糖
Gly
Asp
生酮氨基酸
糖原
6-磷酸葡萄糖 磷酸二羟丙酮
丙酮酸 乙酰CoA
生糖氨基酸
草酰乙酸 苹果酸 琥珀酸
乙醛酸
α-酮戊二酸
脂肪
脂肪酸
甘油
胆固醇 柠檬酸
异柠檬酸 2CO2
（1）
代5
谢物 途径质 交代 叉谢
形的 成特 网络点
物质代谢的特点
（2）分解、合成途径往往是分开的，不是简单的逆反 应 （3）ATP是通用的能量载体
20
肾上腺素或 胰高血糖素
肾上腺素或 胰高血糖素
1、腺苷酸环化酶
（无活性）
1
腺苷酸环化酶（活性）
级联系统
一个酶受到 激活后，其 他酶依次被 激活，引起 原始信号的 放大
2、ATP
cAMP
2
102
3、蛋白激酶
R、cAMP
3
（无活性） 蛋白激酶（活性）
ATP ADP
4、磷酸化酶激酶
4
（无活性） 磷酸化酶激酶（活性）
-
天冬氨酸
-
激酶
赖氨酸
天冬氨酸
天冬氨酸
天冬氨酸
磷酸
半醛
- 苏氨酸
-
-J
E1
E2
A
B
C
D
协同反馈抑制
E3
-F
G
H
25
顺序反馈抑制
-
E1
A
B
C
-
E2
J
D E3 F
-
H
G
26
芳
磷酸烯醇式丙酮酸 + 4-磷酸赤藓糖
香
族
氨
7-磷酸-3-脱氧-2-阿拉伯庚酮糖酸
基
酸
莽草酸
合
成 的
3-磷酸莽草酸
顺
序
分支酸
反
CTP
核苷酸不是重要的碳源、氮源和能源 NAD 核酸作为遗传物质
cAMP cGMP
NADP 通过蛋白质的合成影响细胞的组成成分和代谢类型
核酸的合成受其它物质特别是蛋白质的控制 FAD Gly 、Asp 、Gln是核苷酸的合成前体
CoA 核苷酸在糖、脂、蛋白质代谢中也有重要作用
9
蛋白质
核酸
核苷酸
氨基酸
馈
邻氨基苯甲酸
预苯酸
调
节
色氨酸
苯丙氨酸
酪氨酸
（二）. 酶含量的调节
根据合成对环境影响的不同将酶分为： 组成酶：酶蛋白合成含量十分稳定，不受代 谢状态的影响 诱导酶和阻遏酶：合成量受环境营养条件及 有关因子的影响
28
1. 原核生物基因表达的调节
大肠杆菌二阶段生长现象
细菌生长曲线
葡萄糖耗尽 乳糖存在