生物化学 14物质代谢的相互联系和调节控制

在植物体或微生物体内由于存在着乙醛酸循环脂肪可以大 量转化为糖尤其是油料作物种子在萌发时。
Fatty acid---acetyl-CoA---succinyl- -CoA--- hepatin
结论：在动物体内脂肪不能大量转化为糖,在植物体或 微生物体内脂肪可以大量转化为糖尤其是油料作物种子 在萌发时。
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。
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
Trp操纵子的阻遏机制
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。
①酶合成的诱导作用 ②降解物的阻遏作用 ③酶合成的阻遏作用
（2）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。
（二）酶在细胞内的集中存在与隔离分布 （细胞水平调节）
代谢酶类区域化具有的生理意义即是实现代 谢调控的一个原始方式。
第十四章 物质代谢的相互联系和 调节控制
一 物质代谢的相互联系
（一）糖代谢与脂肪代谢的相互关系 （二）糖代谢与蛋白质代谢的关系 （三）脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系 （四）核酸与其他物质代谢的相互关系
二 代谢的调节
（一）酶水平调节 （二）酶在细胞内的集中存在与隔离分布（细胞水平调节） （三）激素对代谢的调节 （四）神经系统对代谢的调节
糖与其他物质代谢的相互联系
一 物质代谢的相互联系(2)
（三）脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系
由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的，实际上仅 限于Glu。 蛋白质可在动物体内转变为脂肪，不过这种转变 是间接的。
（四）核酸与其他物质代谢的相互关系
蛋白质代谢为嘌呤和嘧啶的合成提供许多原料；糖 类产生二羧基氨基酸的酮酸前身，又是戊糖的来源。 核酸是细胞内的重要遗传物质，可通过控制蛋白质 的合成影响细胞的组成成分和代谢类型。
②乙酰化/脱乙酰化；
③腺苷酸化/脱腺苷酸化；
④尿苷酸化/脱尿苷酸化；
⑤ADP-核糖基化；
⑥甲基化/脱甲基化；
⑦S-S/SH相互转变。
共价修饰调节对调节信号有放大作用。如磷酸化酶
激活的级联反应。
2. 基因表达的调节
酶生物合成在转录水平和翻译水平受到调节。
（1）原核生物基因表达调节
19来自百度文库0~1961年，J. Monod 和 F. Jacob 提出乳糖操 纵子模型（lac operon model）。
（一）酶水平调节
1. 酶活性的调节
（1）别构调节作用
一般为寡聚酶，由催化亚基和调节亚基组成，别构效应
物与调节亚基结合，引起酶分子的构象发生变化，从而
改变酶的活性。
反馈调节（包括正反馈和负反馈）是别构调节的一种，
它主要是通过代谢途径中与酶有直接关系的化合物进
行的。
（2）共价修饰调节作用
不同类型的可逆共价修饰作用：①磷酸化/脱磷酸化；
（三）激素对代谢的调节
动物激素4类：氨基酸及其衍生物、肽及蛋白 质、固醇类、脂肪酸衍生物。 植物激素5类：生长素、赤霉素类、激动素类、 脱落酸、乙烯。 蛋白质肽类激素与类固醇激素的作用机制。
（四）神经系统对代谢的调节
乳糖操纵子
i
po
调节基因 控制位点
z ya
结构基因
i
po z
ya
诱导物
诱导物-阻遏 蛋白复合物
一 物质代谢的相互联系(1)
（一）糖代谢与脂肪代谢的相互关系
1.糖可以在生物体内变成脂肪。 历程：glucose---pyruvate---acetyl-CoA---Fatty acid ---lipid 2.脂肪能变成糖吗？ 回顾脂肪的代谢过程： lipid--- Fatty acid +glycerol glycerol ---a-phosphate glycerol ---DHAP--- acetyl-CoA—OAA---hepatin Fatty acid---acetyl-CoA—OAA----hepatin
糖、脂类、蛋白质及核酸代谢 的相互关系
氨基酸 核 酸 糖 乙酰CoA 脂
碱 基
α
酮 酸
植 物 中
蛋白质
二 代谢的调节
生物界代谢的调节，可分为4个水平：酶水平调节、 细胞水平调节、激素水平调节、神经水平调节。
酶和细胞水平的调节是最基本的调节方式，为动 植物和单细胞生物所工共有。激素和神经的调节 是随着生物发展而完善起来的。但高级水平的神 经和激素的调节仍然是以酶水平和细胞水平的原 始调节为基础的。
（二）糖代谢与蛋白质代谢的关系
1.糖可以转变为非必需氨基酸，但是糖不能在体内合成必需的 氨基酸 Pyruvate—Ala OAA---Asp a-ketoglutartate---Glu 2.蛋白质水解变为氨基酸，氨基酸可以通过多种途径转变为糖。 (设计实验证明氨基酸可以在体内转变为糖） 历程：protein---amino acids---a-ketotate(Pyruvate OAA aketoglutartate) --- hepatin Arg His Pro ----- a-ketoglutartate---hepatin Phe Tyr----- OAA----hepatin Ser Gly Thr Trp Cys Val---- Pyruvate----hepatin