第十一章 代谢调节
第十一章物质代谢的相互联系及其调节
CTP
血红素合成 ALA合成酶
血红素
（2）变构酶的特点及作用机制
变构酶常由多个亚基构成； 变构效应剂可通过非共价键与调节亚基结合，引起酶构
象改变（T态和R态）或亚基的聚合、分离从而影响酶 的活性； 变构酶的酶促反应动力学不符合米曼氏方程式； 变构效应剂常常是酶的底物、产物或其他小分子中间代 谢物。 变构调节过程不需要能量。
(CH2)4CO HS Co
OH
AO
CH
3
CO
P
丙酮酸脱氢 酶
O CH HC TT
S
二氢硫辛酸 转乙酰酶
C C S Co
H3
A
H SH
(CH2)4CO OH
2 3
HP
S
(CH2)4CO OH
S
S
FAD H2
二氢硫辛酸
脱氢酶 FA D
丙酮酸氧化脱羧
NFAA
D+
NADH +H+
乙酰 丙二酸单 β-酮脂酰转移酶 酰转移酶 合成酶
第一节
物质代谢的相互联系
一、物质代谢的特点
物质代谢的整体性 物质代谢的可调节性 组织器官代谢的特色性 不同来源代谢物代谢的共同性 能量储存的特殊性 NADPH为合成代谢提供还原当量
二、物质代谢的相互联系
（一）能量代谢上的相互联系
物质代谢过程中所伴随的能量的贮存、释放、转移和利 用等称为能量代谢。
现出激素的生物学效应。 根据激素作用受体部位不同，激素可分为：细胞膜受
体激素和细胞内受体激素。
三、整体水平的代谢调节
1.应激状态下的代谢调节
应激是机体在一些特殊的情况下，如严重创伤、感染、中 毒、剧烈的情绪变化等所作出的应答性反应。
生物化学 第11章、代谢调控
色氨酸操纵子 调节基因产生的阻遏蛋白没有生物) 酶蛋白
阻遏蛋白不能跟操纵基因结 合, 结构基因可以表达 B:有色氨酸 色氨酸与阻遏蛋白结合,从 而使阻遏蛋白能够结合到 操纵基因,结构基因不表达
代谢产物
色氨酸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。
操纵子（operon ）：指原核生物基因表达的的 调控单位。包括一个操纵基因(operator,O) ， 一群功能相关的结构基因(S）和专管转录起始 的启动基因(P)。
调节 基因
R
启动 操纵 基因 基因
P O S
1
结构 基因
S
2
S
3
操纵子
操纵子可分为：
可诱导操纵子：基因在正常情况下不表 达，
加入诱导物后基因表达。如乳糖操纵子 可阻遏操纵子：基因在正常情况下表达， 有辅阻遏物存在时不表达。如色氨酸操纵子
酶促反应的前馈和反馈
：
前馈作用（feedforward）：代谢途径中前
面的底物对其后某一催化反应的调节酶有作用。
前馈激活——底物对后面的酶起激活作用。
前馈抑制——底物对后面的酶起抑制作用
丙酮酸激酶
G → G-6-P → F-6-P → FDP →→→ PEP
前馈激活
丙酮酸
乙酰CoA+CO2 + H2O + ATP
前馈抑制
乙酰CoA羧化酶
丙二酸单酰CoA+ADP+ Pi
反馈调节（feedback）—某一代谢途径的产物或 终产物积累时，反过来对反应序列前头的限速 酶发生的调节作用
正反馈（反馈激活）——产物能使反应速度加快 负反馈（反馈抑制）——产物能使反应速度减慢
第十一章 能量代谢和体温调节
(二)散热 1.物理散热 ☆传导与对流 ☆辐射：指机体以发射红外线电滋波的 方式散热 ☆蒸发：
2.生理散热 1)皮肤血管运动： 交感缩血管纤维活动降低 交感舒血管纤维活动加强，与汗腺活动无关。 ☆出汗：温热作用于皮肤温度感受器而 出现的反射性汗液分泌活动，通过汗腺活 动实现。
三.体温调节 (一)温度感受器 ☆外周温度感受器：分布于皮肤、黏膜 及腹腔内脏等处 ☆中枢温度感受器：视前区-下丘脑前部 有热敏和冷敏神经元
(二)体温调节中枢的整合作用 ☆体温调节中枢：主要位于下丘脑 前部---产热中枢 后部---散热中枢 ☆体温调定点 (三)体温调节障碍
第十一章 能量代谢和体温调节
第一节 能量代谢 一.能量在体内释放、贮存和利用 (一)三种营养物质代谢放能 1.糖：是机体重要的能源物质 一般情况下人体所需能量约70%由糖提供。 2.脂肪：是体内贮能和供能的重要物质 3.蛋白质：是构成机体组织成分的重要物质，作 为能源物质意义不大 (二)腺苷三磷酸(ATP)：是机体生理活动的直接供 能物质
三.能量代谢的影响因素： (一)食物的特殊生热作用 (二)肌肉活动 (三)环境温度 (四)精神因素 四.基础代谢率及基础代谢率(BMR) ☆基础代谢：人体在清醒而又极端安静的状 态下，不受食物、肌肉活动、环境温度及 精神紧张等影响时的能量代谢。
第二节 体温调节 一.体温 ☆体表温度：机体表层的温度 ☆体核温度：机体内部或深部的温度 二.产热与散热 (一)产热器官 安静时最大的产热器官为肝脏 运动时主要产热器官为骨骼肌
二.能量代谢的测定 (一)直接测热---用大型呼吸热量计
(二)间接测热：
1.测定原理：利用定比定律，即在一般化学反应中， 反应物的量与产物量之间呈一定的比例关系。 2.几个基本概念： ☆呼吸商(RQ)：一定时间内机体的CO2产量与耗氧 量的比值。 ☆食物的热价：1克食物氧化时所释放出来的能量 ， 单位为焦耳。 ☆食物的氧热价：营养物质氧化时消耗1升氧所产 生的热量 。 (三)能量代谢率： 表示方法：kcal/(m2 h)
代谢的相互关系及调控
第十一章代谢的相互关系及调节控制I 主要内容本章重点讲了两个方面问题，一是生物体内不同物质代谢的相互联系，二是生物体内物质代谢的调控。
一、物质代谢的相互联系糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢和核酸代谢是广泛存在于各种生物体内的四大物质代谢途径，不同途径之间的相互关系集中体现为各有所重，相互转化，又相互制约的关系。
二、代谢调节的一般原理代谢的调节控制方式有分子水平调节、细胞水平调节、激素水平调节和神经水平调节四种，其中神经水平调节是高等动物所特有的，细胞水平是所有生物体共有的，各种类型的调节都是由细胞水平来实现的。
细胞水平调控是一切调控的最重要基础，细胞水平调节主要分为酶的区域化分布调节、底物的可利用性、辅因子的可利用性调节、酶活性的调节、酶量调节五种形式。
（一）酶的区域化分布调节（二）底物的可利用性（三）辅助因子的可利用性（四）酶活性调节酶活性调节是通过对现有酶催化能力的调节，最基本的方式是酶的反馈调节，亦即通过代谢物浓度对自身代谢速度的调节作用，反馈调节作用根据其效应的不同分为正反馈调节和负反馈调节。
反馈是结果对行为本身的调节或输出对输入的调节，在物质代谢调节中引用反馈是指产物的积累对本身代谢速度的调节。
反馈抵制调节包括顺序反馈调节、积累反馈调节、协同反馈调节和同功酶调节四种。
(五) 酶量的调节细胞内的酶可以根据其是否随外界环境条件的改变而改变分为组成酶和诱导酶。
组成酶是催化细胞内各种代谢反应的酶，如糖酵解、三羧酸循环等。
诱导酶则是其含量可以随外界条件发生变化的一些酶类。
它的产生或消失可以使细胞获得或失去代谢某一种物质的能力。
1.原核生物基因表达调控操纵子学说是F. Jacob 和 J. Monod 于1961年首先提出来用于解释原核生物基因表达调控的一个理论。
该理论认为一个转录调控单位包括：结构基因、调节基因、启动子和操纵基因四个部分，其中操纵基因加上它所控制的一个或几个结构基因构成的转录调控功能单位称为操纵子。
第十章 代谢调节
R C
R C
R C R R C
R C
R C 酶分子
R C
C
酶活性增加/降低
--生理小分子物质：代谢产物、底物、其他 和调节基团非共价、可逆结合
果糖－1，6二磷酸酶的变构效应
酶亚基上的催化部位 X：酶亚基上的调节部位 FDP：果糖-1，6－二磷酸
3.变构酶的酶促反应动力学不符合米曼氏方程 式，酶促反应速率和作用物浓度的关系曲线 不呈矩形而常常呈S形。
糖原
I
脂肪 脂肪酸+甘油
乙酰CoA
蛋白质 氨基酸
葡萄糖
II
III
三羧酸循环
CO2，H2O，ATP
三大营养物分解代谢的三个阶段
联系枢纽
葡糖-6-磷酸酶
果糖-1，6-二磷酸酶
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
细胞浆
丙酮酸羧化酶
线粒体
糖
脂肪
磷酸丙糖
α —磷酸甘油
脂肪酸
磷酸烯醇式丙酮酸 丙氨 酸 半胱氨酸 甘氨 酸 苏氨 酸 ○ 色氨 酸 丙酮酸 酮体 ▲亮氨酸 ○ 异亮氨酸 ○ 色氨酸 乙酰乙酰CoA ▲亮氨 酸 ▲赖氨 酸 ○ 异亮 氨酸 ○ 色氨 酸 ○ 苯丙 氨酸 ○ 酪氨 酸 谷氨 酸 谷氨 酰胺 精氨 酸 组氨 酸 脯氨 酸
3. 耗能少 4. 按需调节，是体内酶活性的经济、高 效的调节方式
酶别构调节与化学修饰调节的比较
某些酶同时存在两种调节方式 别构调节是细胞的基本调节方式 化学修饰调节是高效的调节方式
三、细胞内酶含量的调节
属于酶的迟缓调节。
迟缓调节：通过对酶蛋白分子的合成或降 解来改变细胞内酶的含量的调节方式，一 般需要数小时或数天才能实现。
磷酸果糖激酶I
生物化学复习资料重点试题第十一章代谢调节解读
第十一章代谢调节一、知识要点代谢调节是生物在长期进化过程中,为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。
通过调节作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一,使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。
根据生物的进化程度不同,代谢调节作用可在不同水平上进行:低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调节而起作用的;多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。
因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的,所以,细胞内酶的调节是最基本的调节方式。
酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方面对代谢进行调节的。
细胞是一个高效而复杂的代谢机器,每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。
细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸,在功能上虽各不相同,但在代谢途径上却有明显的交叉和联系,它们共同构成了生命存在的物质基础。
代谢的复杂性要求细胞有数量庞大、功能各异和分工明确的酶系统,它们往往分布在细胞的不同区域。
例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中;参与三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中;与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中;与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。
细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。
生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。
酶合成主要来自转录和翻译过程,因此,可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调节。
在转录水平上,调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭,这是一种负调控作用。
而分解代谢阻遏作用通过调节基因产生的降解物基因活化蛋白(CAP促进转录进行,是一种正调控作用,它们都可以用操纵子模型进行解释。
操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位,由启动子(P、操纵基因(O和在功能上相关的几个结构基因组成;转录后的调节包括,真核生物mRNA 转录后的加工,转录产物的运输和在细胞中的定位等;翻译水平上的调节包括,mRNA 本身核苷酸组成和排列(如SD序列,反义RNA的调节,mRNA 的稳定性等方面。
第十一章代谢调节讲解
第十一章代谢调节—、知识要点代谢调节是生物在长期进化过程中，为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。
通过调iT作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一，使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。
根据生物的进化程度不同，代谢调节作用可在不同水平上进行：低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调右而起作用的：多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。
因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的，所以，细胞内酶的调节是最基本的调肖方式。
酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方而对代谢进行调节的。
细胞是一个髙效而复杂的代谢机器，每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。
细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸，在功能上虽各不相同，但在代谢途径上却有明显的交叉和联系，它们共同构成了生命存在的物质基础。
代谢的复杂性要求细胞有数虽庞大、功能各异和分工明确的酶系统，它们往往分布在细胞的不同区域。
例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中；参与三竣酸循环、脂肪酸B ■氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中：与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中：与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。
细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。
生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。
酶合成主要来自转录和翻译过程，因此，可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调^在转录水平上，调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭，这是一种负调控作用。
而分解代谢阻遏作用通过调巧基因产生的降解物基因活化蛋白（CAP）促进转录进行，是一种正调控作用，它们都可以用操纵子模型进行解释。
操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位，由启动子（P人操纵基因（0）和在功能上相关的几个结构基因组成：转录后的调节包括，真核生物mRNA转录后的加工，转录产物的运输和在细胞中的泄位等；翻译水平上的调节包括，mRNA 本身核苜酸组成和排列（如SD序列），反义RNA 的调节，inRNA的稳宅性等方而。
第十一章生化简明教程章节习题集
第十一章代谢调节一、练习题目(一)名词解释1．限速步骤反应 2．关键酶 3．时序调节和适应调节 4．诱导作用 5．诱导物 6．诱导酶 7．阻遏作用 8．辅阻遏物 9．阻遏物 10．阻遏酶 11．操纵子 12．组成酶 13．组成突变体 14．超阻遏突变体 15．启动子 16．操纵基因 17．结构基因 18．调节基因 19．降解物基因活化蛋白 20．降解物阻遏 21．酶分子的修饰 22．共价修饰调节 23，级联系统 24．反馈抑制 25．累积反馈抑制 26．顺序反馈抑制 27，协同反馈抑制 28．前馈激活 29．前馈抑制 30．反馈激活 3l，交叉调节 32．能荷(二)问答题1．代谢调节的生物学意义是什么?2．生物体在哪几种水平上进行代谢调节?3．对酶促反应来说，可以在哪些方面进行调节?4．底物供应调节的限制因素有哪些?5．酶水平调节包括哪些方面?6．举例说明酶合成的诱导和阻遏现象。
7．操纵子学说的基本内容有哪些?8．酶活性调节的方式有哪些?9．糖元磷酸化酶和糖元合成酶活性是如何联系、调节的?10．根据能荷公式，解释能荷大小对物质代谢的调节作用。
11．真核生物细胞器的分化对代谢调节起什么作用?12．总结各物质代谢相互间的关系。
(三)填空题1．诱导酶的合成是由于___________与由调节基因所产生的__________结合，使_________变构 __________便不能与________基因结合，结构基因不被关闭的缘故。
2．由DNA分子的调节基因编码的蛋白质称为_________。
3．酶合成的调节是__________水平调节，是________调。
4．酶活性的调节是酶分子_________上的调节，是__________调。
5．真核细胞内基因表达的调节因子是___________。
6．糖元磷酸化酶被磷酸基团修饰后，该酶呈___________状态，磷酸基团来自于__________。
7．大肠杆菌乳糖操纵子包含有__________、___________和__________DNA区段。
第11章-物质代谢的相互联系和代谢调节教学文案
第十一章物质代谢的相互联系和代谢调节一、选择题1、糖酵解中，下列哪一个催化的反应不是限速反应？A、丙酮酸激酶B、磷酸果糖激酶C、己糖激酶D、磷酸丙糖异构酶2、磷酸化酶通过接受或脱去磷酸基而调节活性，因此它属于A、别（变）构调节酶B、共价调节酶C、诱导酶D、同工酶3、下列与能量代谢有关的途径不在线粒体内进行的是A、三羧酸循环B、脂肪酸β氧化C、氧化磷酸化D、糖酵解作用4、关于共价修饰调节酶，下列哪种说法是错误的？A、这类酶一般存在活性和无活性两种形式，B、酶的这两种形式通过酶促的共价修饰相互转变C、伴有级联放大作用D、是高等生物独有的代谢调节方式5、阻遏蛋白结合的位点是A、调节基因B、启动因子C、操纵基因D、结构基因6、下面哪一项代谢是在细胞质内进行的A、脂肪酸的β-氧化B、氧化磷酸化C、脂肪酸的合成D、TCA7、在乳糖操纵子模型中，操纵基因专门控制是否转录与翻译。
A、结构基因B、调节基因C、起动因子D、阻遏蛋白８、有关乳糖操纵子调控系统的论述何者是错误的？A、大肠杆菌乳糖操纵子模型也是真核细胞基因表达调控的形式B、乳糖操纵子由三个结构基因及其上游的启动子何操纵基因组成C、乳糖操纵子有负调节系统和正调节系统D、乳糖操纵子负调控系统的诱导物是乳糖９、下列有关阻遏物的论述何者是正确的？A、阻遏物是代谢的终产物B、阻遏物是阻遏基因的产物C、阻遏物与启动子结合而阻碍基因转录D、阻遏物与RNA聚合酶结合而阻碍基因转录二、是非题（在题后括号内打√或×）1、共价调节是指酶与底物形成一个反应活性很高的共价中间物。
2、在酶的别构调节和共价修饰中，常伴有酶分子亚基的解聚和缔合，这种可逆的解聚/缔合也是肌体内酶活性调节的重要方式。
3、细胞的区域化在代谢调节上的作用，除了把不同的酶系统和代谢物分隔在特定的区间，还通过膜上的运载系统调节代谢物、辅酶和金属离子的浓度。
4、操纵基因又称操纵子，如同起动基因又称启动子一样。
第十一章 物质代谢的相互联系及其调节(编写)
第十一章物质代谢的相互联系及其调节第一节物质代谢的相互联系一、糖、脂、蛋白质在能量代谢上的相互联系二、糖、脂、蛋白质及核酸代谢之间的相互联系第二节物质代谢的调节一、细胞水平的代谢调节二、激素水平的代谢调节三、整体水平的代谢调节第十一章物质代谢的相互联系及其调节物质代谢、能量代谢与代谢调节是生命存在的三大要素。
生命体都是由糖类、脂类、蛋白质、核酸四大类基本物质和一些小分子物质构成的。
虽然这些物质化学性质不同，功能各异，但它们在生物体内的代谢过程并不是彼此孤立、互不影响的，而是互相联系、互相制约、彼此交织在一起的。
机体代谢之所以能够顺利进行，生命之所以能够健康延续，并能适应千变万化的体内、外环境，除了具备完整的糖、脂类、蛋白质与氨基酸、核苷酸与核酸代谢和与之偶联的能量代谢以外，机体还存在着复杂完善的代谢调节网络，以保证各种代谢井然有序、有条不紊地进行。
第一节物质代谢的相互联系一、糖、脂、蛋白质在能量代谢上的相互联系糖类、脂类及蛋白质都是能源物质均可在体内氧化供能。
尽管三大营养物质在体内氧化分解的代谢途径各不相同，但乙酰CoA是它们代谢的中间产物，三羧酸循环和氧化磷酸化是它们代谢的共同途径，而且都能生成可利用的化学能ATP。
从能量供给的角度来看，三大营养物质的利用可相互替代。
一般情况下，机体利用能源物质的次序是糖（或糖原）、脂肪和蛋白质（主要为肌肉蛋白），糖是机体主要供能物质（占总热量50％～70％），脂肪是机体储能的主要形式（肥胖者可多达30％～40％）。
机体以糖、脂供能为主，能节约蛋白质的消耗，因为蛋白质是组织细胞的重要结构成分。
由于糖、脂、蛋白质分解代谢有共同的代谢途径限制了进入该代谢途径的代谢物的总量，因而各营养物质的氧化分解又相互制约，并根据机体的不同状态来调整各营养物质氧化分解的代谢速度以适应机体的需要。
若任一种供能物质的分解代谢增强，通常能代谢调节抑制和节约其它供能物质的降解，如在正常情况下，机体主要依赖葡萄糖氧化供能，而脂肪动员及蛋白质分解往往受到抑制；在饥饿状态时，由于糖供应不足，则需动员脂肪或动用蛋白质而获得能量。
代谢途径的相互联系和代谢调控
（胞液）
关
-酮戊二酸 谷氨酸
系 天冬氨酸
草酰乙酸 C1 丙酮酸
乙酰CoA
（线粒体） TCA循环
脂肪
多糖
蛋白质
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递 （氧化）
+Pi
e-
三羧酸 循环
生物氧化的三个阶段
大分子降解 成基本结构 单位
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（如 丙酮酸、乙酰
脂肪酸
氨
甘氨酸 天冬氨酸
基
谷氨酰氨
磷酸二羟丙酮 PEP
甘油
酸
丙氨酸 甘氨酸
生酮氨基酸
和
丝氨酰 苏氨酸
亮氨酸 赖氨酸
核 苷
半胱氨酸 天冬氨酸
酪酰氨 色氨酸
笨丙氨酸
丙酮酸 乙酰乙酰CoA
丙二单酰CoA
乙酰CoA
胆固醇
酸
天冬酰氨
异亮氨酸
之
酪氨酸 天冬氨酸
亮氨酸 色氨酸
间
苯丙酰氨
的
异亮氨酸 甲硫酰氨
代 谢
苏氨酸 缬氨酸
改变细胞的生理过程
细胞膜
问答题
1、为什么说三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大物质代谢的 共同通路？
2、举例说明核苷酸类化合物在代谢中起的作用。 3、试比较变构调节与化学修饰调节作用的异同？ 4、试以大肠杆菌乳糖操纵子说明酶合成的诱导和阻遏。
5、写出天冬氨酸在体内氧化生成CO2和H2O的主要历程， 注明其中脱氢反应的酶，并计算所产生的ATP数目。 6、简述能荷调节对代谢的影响及其生物系意义。
顺序反馈抑制示意图
-
-
H
E1
兽医药理学课件：第11章 水盐代谢调节药和营养药
第十一章水盐代谢调节药和营养药一、能量补充药能量是维持机体生命活动的基本要素。
能量补充药有葡萄糖、磷酸果糖和ATP 等，其中葡萄糖最常用。
葡萄糖(‘Glucose)：是机体能量的主要来源。
1．作用1〉供给能量2〉增强肝脏的解毒能力，保护肝脏3〉强心利尿4〉扩充血容量5%等渗：补充水分、能量、血容量高渗糖(10、25、50%)：组织脱水——暂时性利尿2、应用1〉下痢、呕吐、失血等体内水份大量损失。
静注5~10%葡萄糖配合生理盐水以补充体液损失以及Na的不足2〉重症患畜补充营养3〉作为通用解毒剂，用于各种急性中毒、促进毒物的排出（但禁用于戊巴比妥）。
三、酸碱平衡药NaHCO3（Sodium Bicarbonate）小苏打1、作用1〉内服可直接中和胃酸，减轻疼痛，但维持时间短2〉内服或静注可直接增加机体碱储，纠正酸中毒，所以是治疗酸中毒的首选药物。
3〉经尿排泄，碱化尿液，增加酸性药物如磺胺类等在尿道中的溶解度而易于排出。
4〉提高部分弱碱性药物如庆大霉素对泌尿道感染的疗效。
2、应用1〉主要用于严重酸中毒2〉内服可治疗胃肠卡他、碱化尿液等乳酸钠体内经三羧循环代谢成CO32-而发挥作用，作用不及NaHCO3快且不稳定，应用不广。
主要治疗代谢性酸中毒，特别是高血钾等引起的心律失常所伴有的酸血症。
不宜用生理盐水或其他含NaCl的溶液稀释，以免成为高渗液，用5%葡萄糖稀释成1.9%等渗液后静注。
四、血容量扩充剂体内血液或体液大量丢失时使用。
右旋糖酐40或70使用较多。
成分输血！自身输血！第二节Ca、P常量元素：占动物体重0.01%以上的矿物元素。
微量元素：占动物体重0.01%以下的矿物元素。
Ca、P、K、Na、Cl、Mg、S为常量元素，正常Mg、S机体不缺，K、Na、Cl在水盐代谢部分介绍，本节主要介绍Ca和P。
Ca、P是构成牙齿和骨组织的主要元素，体内99%的Ca和80%以上的P存在于骨骼、牙齿中，并不断与血液、体液中的Ca、P进行代谢，维持动态平衡。
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E1
E2
E3
E4
E5
F G
多价反馈抑制方式分为：
协同反馈抑制 累积反馈抑制 顺序反馈抑制 同工酶反馈抑制
协同反馈抑制 一个终产物过量只抑制其分支反应的酶 几个终产物同时过量时才抑制共同途径的酶
E5
F G
A B C D E
E1 E2 E3 E4 E6
累积反馈抑制
一个终产物过量，部分抑制共同途径的酶
阻遏蛋白与操纵基因O紧密合 相关结构基因关闭，不转录，不翻译。
合成色氨酸所需的酶类不合成
调节基因对操纵子的负调控
负调控
阻遏蛋白与操纵基因结合结构基因不转录 阻遏蛋白不与操纵基因结合结构基因转录
原核生物：负调控为主
调节基因对操纵子的正调控
正调控
激活蛋白 阻遏蛋白与操纵基因结合结构基因转录 阻遏蛋白不与操纵基因结合结构基因不转录 激活蛋白 阻遏蛋白
P
O
Z
Y
A
Z： β-半乳糖苷酶
操纵基因 启动基因 调节基因
Y： 透过酶 A：乙酰基转移酶
lacｚ:β-半乳糖苷酶
催化乳糖半乳糖 葡萄糖
lacｙ:半乳糖透过酶
催化乳糖进入细菌
lacａ:乙酰基转移酶
催化半乳糖的乙酰化
阻遏蛋白有活性！！ 调节基因
DNA
操纵子处 于阻遏状 态
R
pol P
O
Z
Y
A
mRNA
调节基因
激活蛋白
原核生物：正调控为辅
四、分解代谢物阻遏（正调节）
葡萄糖 环境中有葡萄糖和乳糖 不能合成分解乳糖的酶类
环境中葡萄糖耗尽， 只剩下乳糖时
能合成分解乳糖的酶类
葡萄糖的降解产物对 lac 操纵子的阻遏作用 称分解代谢阻遏。
CAP---降解物基因活化蛋白，由调节基因编码 CAP-cAMP结合后，活化并结合到启动子的一定 部位，利于RNApol 的识别，增强转录。
酶原激活 快速代谢 酶活性的调节 分子水 平调节 迟缓代谢 酶含量的调节 共价修饰调节
前馈与反馈调节调节
辅因子调节
细胞水平调节---- 细胞区域化
第二节
基因表达调控
根据酶合成对环境反应的不同，将酶分为：
组成酶
EMP, TCA的酶
诱导酶 阻遏酶
酶蛋白的合成不受 代谢状态的影响
酶蛋白的合成受 代谢状态的影响
CoA、NAD、NADP、FAD等辅因子参与β-氧 化和脂肪酸合成
二、代谢网络的三个交叉点代谢物
6-磷酸葡萄糖
糖酵解、糖异生、磷酸戊糖途径、糖原合成、 核苷酸合成（核酸）、甘油（脂肪）
丙酮酸
糖酵解、糖异生、三羧酸循环、发酵、氨基酸合成等
乙酰COA
三羧酸循环、乙醛酸循环、脂肪酸合成、酮体、氨 基酸合成、燃料分子的终氧化等
三、代谢调节的不同水平
分子水平 酶活性调节 限速酶 酶含量调节 细胞区域 化调节
细胞水平（生物膜）
整体水平（激素和神经调节）
（一）酶活性的调节（快速调节） 1.酶原激活
2.共价修饰调节 3.前馈作用、反馈作用 4.辅因子
1.酶原激活
无活性
酶原
酶
有活性
胃蛋白酶 原 胰蛋白酶 原
2.共价修饰调节
操纵子处 于去阻遏 状态
阻遏蛋白失去与操纵基因O紧密结合的能力， 相关结构基因开放，从而转录翻译。
分解乳糖的酶类合成
三、酶合成的阻遏机制（色氨酸操纵子模型）
环境不能提供 足够的色氨酸
自身合成色氨酸
环境能够提供色氨酸时
减少或停止合成色氨酸
色氨酸(Trp)操纵子结构
结构基因
调控区 DNA
P
O
TrpE TrpD TrpC TrpB TrpA
Z
Y
A
操纵基因 启动基因 调节基
Trp E: 磷酸核糖基转移酶 Trp D：邻氨基苯甲酸合成酶 Trp C：吲哚甘油酸磷酸合成酶 Trp B：色氨酸合成酶α亚基 TrpA： 色氨酸合成酶β亚基 催化分支酸转变为Trp---见书P280
Trp是辅助遏物
阻遏蛋白没有活性 阻遏蛋白与辅阻遏物结合后，有活性 调节区
没有乳糖存在时
阻遏蛋白
不转录
在环境没有乳糖存在的情况下
操纵子处 于阻遏状 态
阻遏蛋白能特异性与操纵基因O紧密结合， 相关结构基因关闭，无法转录和翻译
分解乳糖的酶类不合成
阻遏蛋白与诱导物结合后，无活性！！
DNA
I
pol P
O
Z
Y
A
mRNA
mRNA
启动转录
阻遏蛋白
乳糖
乳糖存在时
转录
在环境有乳糖存在的情况下
lacA
CAP CAP-cAMP cAMP 复合物
+
mRNA
分解乳糖的酶类合成
CAP-cAMP复合物与启动子结合，故转录。
五、真核生物基因表达的调节
基因组更复杂 遗传物质与组蛋白构成染色质 不组成操纵子 单顺反子mRNA 转录和翻译分隔进行 多种调节水平
转录前水平的调节 转录调节
---这个导致原始信号放大的连锁反应体系， 又称级联放大系统。
肾上腺素（10-10 -10-8 M ）
腺苷酸环化酶蛋白激酶磷酸化酶激酶
糖原磷酸化酶 葡萄糖（5mM）
10-10 -10-8M
级 联 放 大 系 统
5mM
3.前馈作用和反馈作用
（1）前馈作用---代谢底物对反应过程的影响
+ -
A
诱导酶
诱导作用：指诱导物促进基因表达而诱 导该酶合成的现象。 诱导酶:受诱导物诱导合成的酶。
诱导物:能诱导酶合成的物质。（常为底物）
乳糖 ---- -半乳糖苷酶 诱导物 诱导酶
乳糖
阻遏酶
阻遏作用：代谢物通过阻止某种酶基因的表 达而阻止酶合成的现象。 辅阻遏物:能阻遏酶合成的物质（常为产物） 阻遏酶:被辅阻遏物作用而停止合成的酶。 Trp ---- Trp合成酶
概念：酶蛋白肽链上一些侧链基团与某些化 合物发生共价结合或裂解，酶的构象与活性 也随之发生变化。
E1
可逆
E1
共价键结合
酶活性 改变
特点：
具有低活性/高活性两种形式
常见为磷酸化/去磷酸化修饰（真核）
具有级联放大效应 高效、快速、普遍
修饰方式:
最常见！
磷酸化 ——蛋白激酶催化 脱磷酸化——蛋白磷酸酶催化
转录后加工调节
转运调节
翻译水平调节
翻译后结构调节
各终产物对共同酶的抑制作用有累积效应
都过量时，对酶的抑制作用达到最大
E5
F G
A B C D E
E1 E2 E3 E4 E6
顺序反馈抑制
一个终产物只抑制其分支反应的酶
逐级抑制其前面共同途径的酶
最终抑制共同途径的第一个酶
-
E5
F
A B C D E
E1 E2 E4 E6
ATP 蛋白激酶 ADP
E
磷蛋白磷酸酶
E
Pi
Pi
H2 O
其它修饰方式:
乙酰化---去乙酰化
腺苷酸化---脱腺苷酸化(原核—细菌) 尿苷酸化---脱尿苷酸化 甲基化---脱甲基化 S-S---SH相互转变
级联放大效应与级联放大系统 ---在一个连锁反应中，起始酶激活继而引起 一系列其它酶的激活，结果导致原始信号放 大的现象。
糖，蛋白质，脂类 糖，蛋白质，脂类
合成代谢
有机酸， 磷酸丙糖
第一阶段:合成简单有机物 第二阶段:合成单体 第三阶段:合成大分子化合物
一、代谢网络 P360
1.糖代谢与脂类代谢的相互联系 2.糖代谢与蛋白质代谢的相互联系 3.脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系 4.核酸代谢与糖、脂类和蛋白质代谢的联系
辅阻遏物
阻遏酶
一、 操纵子模型
Jacob and Monod（1961）提出
操纵子---- P367 结构---紧密连锁 功能---协同表达 启动基因 P 组成--操纵基因 O 结构基因 S
DN A
调节基因
结构基因
RNA pol
操纵基因 阻遏蛋白
启动子
A
B
C
操纵子（operon）
操 纵 子
第十章 代谢调节
本章重点 1 酶活性调节的概念 2 酶合成的调控机理
第一节
物质代谢的相互联系
小分子→大分子 合成代谢 （同化） 新陈 代谢 分解代谢 （异化） 需要 能量 释放 能量 大分子→小分子 能量 代谢
物质 代谢
分解代谢 第一阶段:产生单体 第二阶段:产生乙酰COA 第三阶段:产生CO2和H2O
核酸-蛋白质 3种RNA指导和控制蛋白质合成 ATP、GTP为蛋白质合成提供能量 蛋白质参与核酸复制与转录 氨基酸为核苷酸的从头合成提供原料
核酸-糖
ATP、UDPG参与糖的合成
NAD、NADP、FAD等辅因子参与糖代谢 5-磷酸核糖参与核苷酸的合成
核酸-脂类
ATP参与脂肪酸合成 CTP参与磷脂合成
操纵 启动子 基因 lacZ lacY
调节基因
lacA
CAP CAP-cAMP cAMP 复合物
分解乳糖的酶类不合成
mRNA
CAP-cAMP复合物不与启动子结合，故不转录。
葡萄糖耗尽时，cAMP的浓度升高，则CAPcAMP复合物增加，与启动子结合，故转录。
操纵 启动子 基因 lacZ lacY
调节基因
ATP+ADP+AMP
太阳能
化学能
ADP+Pi
生物合成 细胞运动 膜运输
(2) NADH / NAD+对代谢的调节