第15章 物质代谢的调节控制(1)
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Asp-草酰乙酸（4C）；Glu-酮戊二酸(5C)；Ala-丙酮酸(3C) 7、奇数碳原子脂肪酸代谢与糖代谢的交汇点：
琥珀酰辅酶A(4C)、乙酰辅酶A(2C)
二、不同物质之间的代谢转变
1、糖是良好的碳源，可转变为：脂肪、氨基酸、胆固醇等. 但一般不能转变为酮体
2、偶数碳原子的脂肪酸不能转变为葡萄糖 3、生糖、生酮、生糖兼生酮的氨基酸 4、磷酸戊糖途径可实现3、4、5、6、7C的转变 5、两用代谢途径在物质转变中具有重要意义 6、3个重要氨基酸的代谢转变： Asp；Glu；Ala
【举例】饱餐一顿血糖不会居高不下。
第一节 代谢调节的类型
� 1、细胞水平的调节 通过对细胞内酶的调节来实现
� 2、激素水平的调节 协调不同细胞间及组织与器官之间的代谢。
� 3、整体水平的调节 在神经系统参与下由酶和激素共同构成的调节网络
一、细胞水平的调节/酶调节：酶的位置、活性、数量
� 细胞水平的调节即是酶的调节，它是一切代谢调节的基 础，酶的调节包括三方面：
三、能量代谢的共性
1、糖类、脂类是人体的主要供能物质 2、糖类在动物供能中的优势 3、脂肪是良好的能量储存形式，相同碳原子的脂肪酸氧化分解时 提供的ATP最多
4、ATP在能量代谢中的中心作用
四、细胞内、间的代谢联系
1、细胞器之间的代谢分工及合作 2、器官之间的代谢分工及合作
� 生物体内的代谢不是孤立的，它们相互联系转化， 协调一致，又互相限制制约。体内代谢能保持这种 动态的平衡，应归功与它的精确的调节机构。
象变化，由此改变酶活性 � 2) 化学修饰调节/ 共价修饰调节 � 磷酸化/去磷酸化是主要的修饰调节方式
关建酶、限速酶、以及反馈调节
� 各种代谢途径需多种酶的参与，有些称作关键酶， 它们包括催化不可逆反应的酶；催化代谢途径分叉点 的酶；及参与代谢途径中限速反应的酶。
� 限速酶催化的反应常是代谢调节的枢纽步骤。
丙二酸单酰CoA + ADP+Pi
前馈抑制
2.反馈作用（feedback）代谢产物对前面的某一酶有作用
(1）反馈激活（feedback activation） (2) 反馈抑制（feedback inhibition）
A 一价或单价反馈抑制（monovalent feedback inhibition ）
8 、以糖和脂肪为主要供能物质，节约蛋白质 9 、存在两用代谢途径，简化机构
概述二 代谢途径间的相互联系
一、枢纽性中间产物可以沟通不同的代谢通路
1、糖酵解、异生、有氧氧化、磷酸戊糖途径及糖原代谢的交汇点： 6磷酸葡萄糖（6C水平）
2、糖、核苷酸代谢的交汇点：5磷酸核糖（5C） 3、糖、甘油代谢的交汇点：磷酸二羟丙酮（3C） 4、糖、脂、氨基酸分解代谢的交汇点：乙酰辅酶A（2C） 5、氨基酸、核苷酸代谢的交汇点：一碳单位（1C） 6、3个重要氨基酸与糖代谢的交汇点：
乙酰辅酶A羧化酶 HMG-CoA合成酶 CPS Ⅰ 、精氨琥珀酸合成酶 PRPP合成酶、酰胺转移酶 PRPP合成酶、 CPS II
反馈与前馈作用
+或-
前馈
E0
S0
E1
S1
+或-
反馈
En-1
Sn
正作用：凡反应物能使代谢过程速度加快者称为正作用。 负作用：凡反应物能使代谢过程速度变慢者称为负作用。
1.前馈作用(feedforward)：在代谢途径中前面的底物对其后某
（一）酶的分布：各种多酶体系在细胞内的分布是区域化 的，同一多酶体系的酶均集中在一定的亚细胞结构中。
（二）酶活性的调节：通过酶结构的改变，使其活性发生 变化，调节特点是产生效应快，但时效短。
（三）酶量的调节：通过改变酶的生成与降解速度来改变 酶活性，特点是速度慢，但调节的时间较长久。
（一）酶的空间分布
� 区域化的意义：
1. 可避免代谢途径之间相互干扰。 2. 有利于不同调节因素对不同代谢途径的特异调节。 3. 区域分布使代谢物浓度对代谢速度产生重要影响。
代谢途径
亚细胞定位
糖原分解
细胞液、微粒体
糖原合成
细胞液
糖酵解
细胞液
丙酮酸氧化
线粒体
TCA 糖异生
线粒体 线粒体、细胞液、微粒体
磷酸戊糖途径
细胞液
� 反馈调节：代谢终末段的某一产物，可返回影响代谢 初的某步反应，并对代谢全程起限速作用，这种调节 方式叫反馈调节。—如果因这种调节使反应加速的叫 正反馈；反之，如使反应减速的则称为负反馈。
代谢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ径
糖原分解 糖原合成
糖酵解 丙酮酸氧化 三羧酸循环
糖异生 磷酸戊糖途径
主要关键酶
糖原磷酸化酶 糖原合酶
代谢途径 脂肪分解 脂肪酸分解 脂肪酸合成 酮体生成 酮体利用 氧化磷酸化 尿素生成
亚细胞定位 细胞液 线粒体 细胞液 线粒体 线粒体 线粒体
线粒体、细胞液
（二）酶活性调节：
别构调节、化学修饰调节、同工酶
� 关键酶(key enzyme)与限速酶(rate-limiting enzyme) � 反馈调节(feedback regulation) � 1) 别构调节与别构酶 � 某些小分子可与酶蛋白特殊部位结合，引起酶分子构
磷酸果糖激酶Ⅰ、己糖激酶、丙酮酸激酶 丙酮酸脱氢酶系
柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶 、 α酮戊二酸脱氢酶
果糖二磷酸酶、丙酮酸羧化酶、 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 葡萄糖6磷酸脱氢酶
代谢途径
脂肪分解 脂肪酸分解 脂肪酸合成 酮体生成 尿素生成 嘌呤核苷酸从头合成 嘧啶核苷酸从头合成
主要关键酶
激素敏感性甘油三酯脂肪酶 肉毒碱酰基转移酶 Ⅰ
一催化反应的调节酶有作用。
(1)前馈激活（feedforward activation）丙酮酸激酶
G 6- P - G 6- P -F 1.6-二 P -F
PEP 丙酮酸
前馈激活
(2)前馈抑制(feedforward inhibition)
乙酰CoA羧化酶
乙酰CoA + CO2 +H2O + ATP
Metabolic network and regulation
概述一 物质代谢的特点
1 、共有的代谢池
2、动态平衡，以防止中间产物的堆积和缺乏 3、代谢联系构成代谢网络
4、代谢调节与协调 5、组织、器官的代谢各有特色，相互配合形成整体 6、ATP是机体能量利用的共同形式 7、NADPH是合成代谢所需的还原当量
琥珀酰辅酶A(4C)、乙酰辅酶A(2C)
二、不同物质之间的代谢转变
1、糖是良好的碳源，可转变为：脂肪、氨基酸、胆固醇等. 但一般不能转变为酮体
2、偶数碳原子的脂肪酸不能转变为葡萄糖 3、生糖、生酮、生糖兼生酮的氨基酸 4、磷酸戊糖途径可实现3、4、5、6、7C的转变 5、两用代谢途径在物质转变中具有重要意义 6、3个重要氨基酸的代谢转变： Asp；Glu；Ala
【举例】饱餐一顿血糖不会居高不下。
第一节 代谢调节的类型
� 1、细胞水平的调节 通过对细胞内酶的调节来实现
� 2、激素水平的调节 协调不同细胞间及组织与器官之间的代谢。
� 3、整体水平的调节 在神经系统参与下由酶和激素共同构成的调节网络
一、细胞水平的调节/酶调节：酶的位置、活性、数量
� 细胞水平的调节即是酶的调节，它是一切代谢调节的基 础，酶的调节包括三方面：
三、能量代谢的共性
1、糖类、脂类是人体的主要供能物质 2、糖类在动物供能中的优势 3、脂肪是良好的能量储存形式，相同碳原子的脂肪酸氧化分解时 提供的ATP最多
4、ATP在能量代谢中的中心作用
四、细胞内、间的代谢联系
1、细胞器之间的代谢分工及合作 2、器官之间的代谢分工及合作
� 生物体内的代谢不是孤立的，它们相互联系转化， 协调一致，又互相限制制约。体内代谢能保持这种 动态的平衡，应归功与它的精确的调节机构。
象变化，由此改变酶活性 � 2) 化学修饰调节/ 共价修饰调节 � 磷酸化/去磷酸化是主要的修饰调节方式
关建酶、限速酶、以及反馈调节
� 各种代谢途径需多种酶的参与，有些称作关键酶， 它们包括催化不可逆反应的酶；催化代谢途径分叉点 的酶；及参与代谢途径中限速反应的酶。
� 限速酶催化的反应常是代谢调节的枢纽步骤。
丙二酸单酰CoA + ADP+Pi
前馈抑制
2.反馈作用（feedback）代谢产物对前面的某一酶有作用
(1）反馈激活（feedback activation） (2) 反馈抑制（feedback inhibition）
A 一价或单价反馈抑制（monovalent feedback inhibition ）
8 、以糖和脂肪为主要供能物质，节约蛋白质 9 、存在两用代谢途径，简化机构
概述二 代谢途径间的相互联系
一、枢纽性中间产物可以沟通不同的代谢通路
1、糖酵解、异生、有氧氧化、磷酸戊糖途径及糖原代谢的交汇点： 6磷酸葡萄糖（6C水平）
2、糖、核苷酸代谢的交汇点：5磷酸核糖（5C） 3、糖、甘油代谢的交汇点：磷酸二羟丙酮（3C） 4、糖、脂、氨基酸分解代谢的交汇点：乙酰辅酶A（2C） 5、氨基酸、核苷酸代谢的交汇点：一碳单位（1C） 6、3个重要氨基酸与糖代谢的交汇点：
乙酰辅酶A羧化酶 HMG-CoA合成酶 CPS Ⅰ 、精氨琥珀酸合成酶 PRPP合成酶、酰胺转移酶 PRPP合成酶、 CPS II
反馈与前馈作用
+或-
前馈
E0
S0
E1
S1
+或-
反馈
En-1
Sn
正作用：凡反应物能使代谢过程速度加快者称为正作用。 负作用：凡反应物能使代谢过程速度变慢者称为负作用。
1.前馈作用(feedforward)：在代谢途径中前面的底物对其后某
（一）酶的分布：各种多酶体系在细胞内的分布是区域化 的，同一多酶体系的酶均集中在一定的亚细胞结构中。
（二）酶活性的调节：通过酶结构的改变，使其活性发生 变化，调节特点是产生效应快，但时效短。
（三）酶量的调节：通过改变酶的生成与降解速度来改变 酶活性，特点是速度慢，但调节的时间较长久。
（一）酶的空间分布
� 区域化的意义：
1. 可避免代谢途径之间相互干扰。 2. 有利于不同调节因素对不同代谢途径的特异调节。 3. 区域分布使代谢物浓度对代谢速度产生重要影响。
代谢途径
亚细胞定位
糖原分解
细胞液、微粒体
糖原合成
细胞液
糖酵解
细胞液
丙酮酸氧化
线粒体
TCA 糖异生
线粒体 线粒体、细胞液、微粒体
磷酸戊糖途径
细胞液
� 反馈调节：代谢终末段的某一产物，可返回影响代谢 初的某步反应，并对代谢全程起限速作用，这种调节 方式叫反馈调节。—如果因这种调节使反应加速的叫 正反馈；反之，如使反应减速的则称为负反馈。
代谢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ径
糖原分解 糖原合成
糖酵解 丙酮酸氧化 三羧酸循环
糖异生 磷酸戊糖途径
主要关键酶
糖原磷酸化酶 糖原合酶
代谢途径 脂肪分解 脂肪酸分解 脂肪酸合成 酮体生成 酮体利用 氧化磷酸化 尿素生成
亚细胞定位 细胞液 线粒体 细胞液 线粒体 线粒体 线粒体
线粒体、细胞液
（二）酶活性调节：
别构调节、化学修饰调节、同工酶
� 关键酶(key enzyme)与限速酶(rate-limiting enzyme) � 反馈调节(feedback regulation) � 1) 别构调节与别构酶 � 某些小分子可与酶蛋白特殊部位结合，引起酶分子构
磷酸果糖激酶Ⅰ、己糖激酶、丙酮酸激酶 丙酮酸脱氢酶系
柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶 、 α酮戊二酸脱氢酶
果糖二磷酸酶、丙酮酸羧化酶、 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 葡萄糖6磷酸脱氢酶
代谢途径
脂肪分解 脂肪酸分解 脂肪酸合成 酮体生成 尿素生成 嘌呤核苷酸从头合成 嘧啶核苷酸从头合成
主要关键酶
激素敏感性甘油三酯脂肪酶 肉毒碱酰基转移酶 Ⅰ
一催化反应的调节酶有作用。
(1)前馈激活（feedforward activation）丙酮酸激酶
G 6- P - G 6- P -F 1.6-二 P -F
PEP 丙酮酸
前馈激活
(2)前馈抑制(feedforward inhibition)
乙酰CoA羧化酶
乙酰CoA + CO2 +H2O + ATP
Metabolic network and regulation
概述一 物质代谢的特点
1 、共有的代谢池
2、动态平衡，以防止中间产物的堆积和缺乏 3、代谢联系构成代谢网络
4、代谢调节与协调 5、组织、器官的代谢各有特色，相互配合形成整体 6、ATP是机体能量利用的共同形式 7、NADPH是合成代谢所需的还原当量