物质代谢的调节控制
生物化学第十四章物质代谢调节
难点：
酶的诱导和阻遏的调节机制
第一节 物质代谢的调节类型特点
一. 神经系统的调节作用
在中区神经的控制下，通过神经递质对效应器发生 直接影响；或者改变某些激素的分泌，再通过各种激 素的相互协调，对整个代谢进行综合调 节。
特点：
短而快 具整体性 直接调 节代谢的作用 多数通过激素发挥作用
二. 激素水平的调节
第五节细胞水平的诱导与阻遏调节机制
一、构成酶与适应酶
根据酶的合成对环境影响的反应不同:
1.构成酶/组成酶
2.适应酶 诱导酶 阻遏酶
二、酶合成的诱导机制---乳糖操纵子
(一）阻遏蛋白的负调控
1. 关闭(无乳糖)
调节基因 操纵 启动子 基因 lacZ lacY
lacA
mRNA
蛋白质 阻遏蛋白 (有活性) Z: -半乳糖苷酶 Y: -半乳糖苷透过酶
通过改变生物体细胞代谢物的浓度,也可以改变某些 酶的活性或含量从而影响代谢反应的速度。
具组织特异性和效应特异性 缓慢而持久 特点： 局部性调 节部分代谢 由神经系统控制分泌
三. 细胞水平的调节
通过代谢物的浓度的改变,来调 节某些酶促反应的速度。 又称酶水平的调节 酶的活性 特点： 酶的数量
细胞水平的调节类型：
3.沉寂子（silencer）
最早在酵母中发现，以后在T淋巴细胞的T抗原受体基因的 转录和重排中证实沉寂子的作用的存在。 作用特点： 负调控顺式元件 可不受序列方向的影响 距离发挥作用 并可对异源基因的表达起作用
如： UAS（upstream acticity sequence） CAATbox（－70～－80） GC BOX（－80～－110）
(放大效应)
激素与受体结合 激活腺苷酸环化酶
物质代谢的名词解释
物质代谢的名词解释物质代谢是生命活动中的重要过程，是生物体各种化学反应和能量转换的总称。
它包括有机物的合成、降解、能量的释放和转换等一系列反应。
本文将从多个角度对物质代谢进行深入解释。
1. 物质代谢的基本概念物质代谢是生物体内一系列的化学反应过程，它包括两个主要方面：合成代谢和分解代谢。
合成代谢是建立新的有机物的过程，通常通过将较简单的物质合成为较复杂的有机物质来完成。
相反，分解代谢是将复杂的有机物质分解为较简单的物质，以提供能量和原料，满足生物体的生长、发育和维持正常功能所需。
2. 物质代谢的类型物质代谢可分为两个主要类型：异养代谢和自养代谢。
异养代谢是指生物体从外部环境中获取有机物质来合成所需的有机物质。
相反，自养代谢是指生物体通过光合作用或化学合成从无机物质中合成所需有机物质。
这两种类型的代谢广泛存在于自然界中的不同生物体中。
3. 物质代谢的调节和控制物质代谢的调节和控制是保持生物体内稳定环境的重要机制之一。
这一过程通过细胞中的信号传导和调控网络来实现。
激素、酶活性和基因表达的调控等机制可以改变物质代谢的速率和方向。
这种调节和控制使得生物体能够根据内外环境的变化进行适应和反应。
4. 物质代谢与能量转换物质代谢与能量转换是紧密相关的。
合成代谢过程需要能量输入，而分解代谢过程则释放能量。
在生物体内，这种能量转换通常以三磷酸腺苷（ATP）的形式进行。
ATP是一种细胞内常见的高能化合物，可以通过水解产生能量供给细胞内各种代谢反应的进行。
5. 物质代谢与健康物质代谢的正常进行对维持生物体的健康至关重要。
任何代谢异常和紊乱都可能引发疾病的发生。
例如，糖尿病是一种由于胰岛素缺乏或胰岛素抵抗导致血糖代谢异常的疾病。
此外，一些代谢性疾病如高脂血症和肝病也与物质代谢的异常相关。
总结物质代谢在生物体中具有重要作用，它是生命活动的基础。
本文通过解释物质代谢的基本概念、分类、调节和控制、与能量转换的关系以及与健康的关联，对物质代谢进行了全面的解释。
生物化学-第十一章-物质代谢调节控制
一、酶活性的调节
A
B
E1
C E2
D E3
催化反应速度最慢的酶：关键酶或限速酶
酶结构调节 酶数量调节 （快速调节） （迟缓调节）
1、变构调节
活性中心
代谢物
非共价键
E
别位
变构酶 E 酶结构发生改变
变构效应剂
变构激活剂 变构抑制剂
酶活性↑ 酶活性↓
变构调节的生理意义
① 代谢终产物反馈抑制 (feedback inhibition) 反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多 。
呼吸链 蛋白质合成 尿素合成 三羧酸循环 氧化磷酸化 血红素合成 蛋白质降解 核酸合成
分布区域 线粒体 核糖体 胞浆、线粒体 线粒体 线粒体 胞浆、线粒体 溶酶体、蛋白酶体 细胞核
• 多酶体系的隔离分布：使物质代谢互不干扰
酶活性的调节方式： 1、快速调节，也叫酶活性调节。
2、迟缓调节，也叫酶含量调节。
• 受体分类
按受体在细胞的部位不同，分为：
Ι 膜受体 Ⅱ 细胞内受体
细胞膜受体和细胞内受体
细胞膜受体的类型 1. 离子通道偶联受体 2. G蛋白偶联受体 3. 酶偶联受体
离子通道偶联受体
G蛋白偶联受体
G蛋白
全称：鸟苷酸结合蛋白 特点： ① 由a、b、g亚基组成的异聚体； ②具有GTP酶(GTPase)的活性，能结合GTP或GDP； ③ 其本身的构象改变可活化效应蛋白。
乙酰CoA
乙酰CoA羧化酶
丙二酰CoA
长链脂酰CoA
②变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。
+ 糖原合酶
G-6-P –
糖原磷酸化酶
促进糖的储存
抑制糖的氧化
2、共价修饰
生物体内代谢物质的动态平衡调节机制
生物体内代谢物质的动态平衡调节机制生物体内的代谢物质，包括蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养素和水、盐等无机离子，是维持生命活动不可或缺的物质基础。
这些物质的存在和合理的比例关系对于生命体内的生物化学反应、细胞和器官液体的渗透压平衡等都至关重要。
然而，生物体内代谢物质的分解与合成等任何一方面出现的失调都可能会导致代谢病的发生。
因此，生物体为了维持内部代谢物质的动态平衡状态，发展出了一套复杂而严密的代谢物质调节机制。
一、内分泌系统的调节作用内分泌系统是生物体内控制代谢物质平衡的重要调节机构之一，它通过释放激素来调节某些下游靶细胞或组织的代谢状态。
例如，胰岛素和胰高血糖素分别由胰腺内的β细胞和α细胞分泌，分别调节血糖代谢和脂肪代谢。
甲状腺素和甲状旁腺素则分别由甲状腺和甲状旁腺分泌，调节体内的能量代谢和钙磷代谢。
此外，下丘脑和垂体也是内分泌系统的组成部分，它们可以一定程度上通过调节身体的生理节律和代谢水平，来影响内分泌系统中的激素分泌和消耗等。
二、人体器官之间的协同作用生物体内不同器官之间的相互作用也是代谢物质平衡调节的重要方面。
例如，肝脏是酮体生成和糖原合成的主要器官，同时还具有氨基酸代谢、胆汁分泌等重要功能。
脾脏是造血、储蓄和分泌各种细胞因子的器官，它通过血液循环，与其他器官共同维持着身体的代谢物质平衡。
此外，心脏、肺、胃肠系统等器官也都除了其自身的功能外，同时参与到代谢物质的平衡调节中来。
三、神经系统的作用神经系统是生物体内代谢物质平衡调节的重要组成部分。
例如，下丘脑-垂体-肾上腺轴可以调节肾上腺素和去甲肾上腺素的分泌，进而影响代谢物质的分解和合成过程。
交感神经和副交感神经通过调节机体的生理节律，可以对代谢物质的分解、合成等过程进行精确的控制。
多种神经递质和神经荷尔蒙也可以通过直接影响代谢物质的合成和分解、抑制或促进食欲、改变胃肠蠕动等，对代谢物质的平衡状态产生重要的影响。
四、基因和环境因素的作用除了上述因素之外，基因和环境因素也是代谢物质平衡调节复杂性的重要因素。
植物物质代谢途径的调节和控制
植物物质代谢途径的调节和控制植物的生长发育和代谢过程是由多种因素调控和控制的，其中植物物质代谢途径的调节和控制是其中之一。
植物物质代谢途径是指植物在生长发育过程中合成代谢物质或对外界环境的响应所涉及到的一系列生物化学反应，包括光合作用、呼吸作用、物质转运、信号传导等。
本文将从植物物质代谢途径的调节和控制入手，探讨影响植物代谢途径的因素、以及如何进行有效的调节和控制。
一、影响植物代谢途径的因素植物代谢途径的调节和控制受到许多内在和外在因素的影响，这些因素包括：1. 光照强度和光质光照强度和光质是影响植物光合作用和其他代谢过程的重要因素。
适宜的光照强度和光质有利于植物进行光合作用和生长发育，而过高或过低的光照强度和光质则会影响植物的代谢途径。
2. 温度和湿度温度和湿度是植物生长发育和代谢活动的另外两个重要因素。
一定范围内的适宜温度和湿度有利于植物进行正常的代谢活动和生长发育，高温或干旱可能导致植物代谢途径受到负面影响。
3. 水分和营养水分和营养是植物生长发育和代谢活动的必要条件。
植物需要适量的水和营养元素才能进行正常的代谢活动和生长发育，缺乏水分或营养元素则会影响植物的代谢途径。
4. 植物激素植物激素是植物内源性物质，它们参与了植物生长发育和代谢过程中的多种调节和控制作用。
例如，赤霉素促进植物生长、细胞分裂和伸长；脱落酸抑制生长和促进果实脱落；乙烯促进果实成熟和腐烂等。
5. 生物逆境生物逆境包括病害、虫害、自然灾害等多种因素，它们会对植物代谢途径产生负面影响。
二、植物代谢途径的调节和控制为了保持植物代谢途径的平衡和稳定，需要进行有效的调节和控制。
下面将从植物的内在和外在调节两个方面，讨论植物代谢途径的调节和控制。
1. 内在调节内在调节是指植物自身对代谢途径的调节和控制。
植物通过基因表达、信号传递和代谢物反馈等方式来调节和控制其代谢途径。
（1）基因表达植物基因表达是植物代谢途径的一种重要调节和控制方式。
生物体内代谢物质的调节机制
生物体内代谢物质的调节机制生物体内代谢物质的调节机制是指生物体内各种代谢物质的平衡状态和调节机制。
生物体内包含多种代谢物质如蛋白质、碳水化合物、脂质、核酸等，这些代谢物质在生命活动的过程中扮演着不可或缺的角色。
因此，生物体需要通过一系列的调节机制来控制这些代谢物质的数量和质量，以保证身体的正常功能。
一、蛋白质代谢物质的调节机制蛋白质是人体内最重要的有机物质之一，参与了人体内许多重要的生理活动。
人体需要通过一系列调节机制来控制蛋白质的代谢，维持其正常的水平。
1、蛋白质的消化吸收：蛋白质进入体内后需要被消化，然后吸收到肠道壁。
人体会分泌消化酶来消化蛋白质，例如胃液中的胰蛋白酶、胃蛋白酶等。
2、蛋白质的合成：蛋白质在身体中的合成受到体内营养、激素、免疫因子等多种因素的调控。
当身体缺乏某种氨基酸时，蛋白质的合成能力就会受到影响。
3、蛋白质的分解：蛋白质在人体内会保持动态平衡，即蛋白质合成和分解相互对等。
蛋白质的分解能够释放氨基酸，进而供给身体需要。
二、碳水化合物代谢物质的调节机制碳水化合物是人体内最主要的能量来源，人体需要通过一系列调节机制来维持血糖的平衡，确保身体有足够的能量。
1、血糖水平的调节：胰岛素和胰高血糖素是体内调节血糖平衡的两个重要激素。
当血糖水平过高时，胰岛素能够促进氧化剂的转运和利用，同时也能刺激糖原的合成。
当血糖水平过低时，胰高血糖素能够通过刺激肝糖原分解和糖生成来提升血糖水平。
2、能量平衡的调节：人体内的能量平衡受到体内激素、饮食等多种因素的影响。
当人体消耗的能量超过了身体所摄入的能量时，血糖水平就会下降；反之，当人体摄入的能量超过了消耗时，血糖水平就会升高。
三、脂质代谢物质的调节机制脂质是人体内重要的能量来源之一，同时也是组织构成的重要成分。
人体需要一系列调节机制来维持其正常的水平。
1、脂质的消化吸收：脂质的消化和吸收主要发生在小肠中。
人体在胰液中分泌脂肪酶来分解脂质，最后转化成脂肪酸和甘油，然后吸收到小肠壁。
植物物质和代谢的调节和控制途径
植物物质和代谢的调节和控制途径生命的奥秘在于其细胞内反应的协调和调节。
植物与动物一样，对外界刺激做出反应，实现自身的生长和发育。
植物物质和代谢的调节和控制途径，是我们理解其生命现象的关键所在。
一、植物光合作用光合作用是植物生长发育的基础，其过程中植物需要吸收光能量，产生化学能量。
植物的色素分别吸收不同波长的光，其中叶绿素a和叶黄素吸收蓝色和近紫外线的光，叶绿素b吸收绿色的光，类胡萝卜素则吸收橙色和黄色的光。
各种色素的合作，确保植物能够充分吸收太阳光谱中的能量。
植物的光合作用是一个复杂而精密的过程，包括光吸收、光反应和暗反应。
光吸收和光反应都受到环境的影响，例如强光和弱光、气温、空气中二氧化碳的浓度等。
植物会调节叶片的位置、大小和成分，以适应环境变化。
此外，植物的光合作用还受到内部物质的调节，例如ATP、NADPH等，这些物质能够调节植物的光合作用速率。
二、植物荷尔蒙植物荷尔蒙是植物内分泌系统的调节物质，影响植物生长发育、果实成熟、叶片落叶等等。
常见的植物荷尔蒙有生长素、赤霉素、脱落酸、细胞分裂素等。
这些植物荷尔蒙相互之间和与其他生理物质的关系非常复杂。
例如，生长素和赤霉素的作用相互矛盾，在植物的生长发育过程中需要平衡这两种植物荷尔蒙的作用。
植物荷尔蒙的产生和分泌受到多种因素的调节，其中包括外界环境、内部生理状态、日夜节律等。
例如，生长素在植物的顶端组织中合成并富集，这是由于顶端组织对生长素的转运和稳定性有一定的保障。
此外，植物荷尔蒙的合成和分泌也受到自身植物基因的控制。
三、植物次生代谢物质植物次生代谢物质是植物在特定环境条件下合成的物质，不同植物物种之间的次生代谢物质也存在差异。
常见的植物次生代谢物质包括生物碱、黄酮类、萜类化合物等，这些物质对植物的生长发育、抗病能力等都有一定影响。
植物次生代谢物质的合成受到内外部因素的协同调节。
内部因素包括植物自身的基因表达、代谢活性、受体分布等，外部因素包括光照、紫外线辐射、干旱、病虫害等。
《生物化学》-物质代谢的调节与控制
1.酶量调节机理
酶量调节的两种基本调节机制是诱导和阻遏
诱导：一些分解代谢的酶类只在有关的底物或底物 类似物存在时才被诱导合成。依赖于诱导物才能合 成的酶称为诱导酶。
阻遏：对于合成代谢的酶类，在产物或产物类似物 足够量存在时，其合成被阻遏。（反馈阻遏）
共价修饰调节是酶蛋白中的活性基团（-OH、SH、-COOH、-NH2）在其他酶的作用下发生共价 修饰，从而改变酶的活性。
共价修饰调节具有级联放大作用，效率高。
（三）酶量变化对代谢的调节（基因表达的调节控制）
细胞内酶浓度的改变也可以改变代谢速度。
主要是通过调节酶蛋白的合成过程实现的。 （1）活化基因则合成相应的酶，酶量增加； （2）钝化基因则停止酶的合成，酶量降低。
柠檬酸
+
–
乙酰辅酶A羧化酶 6-磷酸果糖激酶
促进脂酸的合成 抑制糖的氧化
2.共价修饰调节
（1）有些酶，在其它酶的催化下，其分子结构中的某 些基团，如：Ser、Thr或Tyr 的-OH 基，能与特殊的 化学基团，如ATP分子上脱下的磷酸基或腺苷酰基 (AMP)，共价结合或解离，从而使酶分子活性形式发生 改变。这种修饰作用称为共价修饰调节。这种被修饰 的酶称为共价调节酶。
葡萄糖
分解代 谢产物
变构调节的生理意义
① 代谢终产物反馈抑制 (feedback inhibition) 反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。
乙酰CoA
丙二酰CoA
乙酰CoA羧化酶
长链脂酰CoA
②变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。
G-6-P
+
–
糖原合酶
糖原磷酸化酶
物质代谢的联系和调节专业知识讲解
汇报人： 2023-12-30
目录
• 物质代谢的基本概念 • 物质代谢的联系 • 物质代谢的调节 • 物质代谢异常与疾病 • 物质代谢的研究方法 • 物质代谢的前沿进展与未来展
望
01
物质代谢的基本概念
物质代谢的定义
物质代谢
指生物体内所发生的用于维持生命活动的化学反应的总和，包括 合成代谢和分解代谢两类。
合成代谢
指生物从外界吸收各种营养物质，通过一系列化学反应将其转化 为自身组成成分，并储存能量的过程。
分解代谢
指生物体将自身组成成分分解为简单物质，并释放能量的过程。
物质代谢的过程
消化吸收
食物经过物理和化学方式被分解为可被细胞吸 收的小分子，如氨基酸、单糖和脂肪酸。
转运
吸收的小分子通过细胞膜的转运进入细胞内部 。
物质代谢与细胞信号转导的联系
激素调节物质代谢
激素作为细胞信号分子，可以调节细胞内酶的活性或影响基因的表达，从而调 节物质代谢的速度和方向。
物质代谢影响细胞信号转导
细胞内的物质代谢可以产生一些小分子信号分子，如cAMP、Ca2+等，这些信 号分子可以作为第二信使参与细胞信号转导过程。
03
物质代谢的调节
05
物质代谢的研究方法
生物化学研究方法
生物化学研究方法是通过生物化学手段来研究物质代谢的过 程。这些手段包括生物化学实验、生物化学分析和生物化学 技术等。通过这些方法，可以深入了解物质代谢的分子机制 和代谢途径。
生物化学研究方法还可以用来研究生物体内各种物质的合成 、分解和转化等过程，以及这些过程之间的相互联系和调节 机制。这些研究对于理解生物体的生命活动和疾病发生机制 具有重要意义。
代谢的调控PPT课件
营养与健康管理
通过调节个体的代谢过程， 可以实现更有效的营养补 充和健康管理，预防疾病 的发生。
代谢调控在农业领域的应用前景
作物改良
通过调节作物的代谢过程，可以培育出抗逆性强、产量高、品质 优良的新品种，提高农业生产效益。
精准农业
利用代谢调控技术，可以实现精准施肥、灌溉和病虫害防治，减 少资源浪费和环境污染。
THANKS
感谢观看
蛋白质组学是研究蛋白质表达、 修饰、功能和相互作用的学科。
蛋白质组学在生命科学、医学和 生物技术等领域具有广泛的应用
价值。
蛋白质组学的研究进展包括蛋白 质相互作用组学、蛋白质翻译后 修饰组学和蛋白质功能组学等方
面的研究。
基因组学的研究进展
基因组学是研究生物体基因组的 学科。
基因组学在遗传学、生物技术和 医学等领域具有广泛的应用前景。
葡萄糖代谢调控
01
癌细胞通常会优先利用葡萄糖作为能量来源，通过增加葡萄糖
转运子和酶的表达来促进葡萄糖的摄取和利用。
脂肪酸代谢调控
02
癌细胞会改变脂肪酸的合成和分解代谢，以满足自身对能量的
需求。
氨基酸代谢调控
03
癌细胞会利用氨基酸作为合成蛋白质和其他重要物质的原料，
同时也会通过增加酶的表达来促进氨基酸的摄取和利用。
方向。
酶的活性调节
酶的活性可以通过共价修饰、变构 效应、别构效应等方式进行调节， 从而改变酶对底物的作用。
酶的分布和定位
酶在细胞内的分布和定位对代谢调 控具有重要意义，不同细胞器中的 酶可以催化不同的代谢反应。
激素的调控
激素的合成与分泌
激素的合成与分泌受到多种因素的影响，如营养状况、神经信号 等，这些因素可以调节激素的合成与分泌。
【生物化学简明教程】第四版16章 物质代谢的调节控制
16 物质代谢的调节控制1．哪些化合物是联系糖类、脂质、蛋白质和核酸代谢的重要物质?为什么?解答：详见本章引言和图16-1，并结合各代谢章节的内容加以总结归纳。
2．举例说明代谢途径的反馈调节。
解答：反馈调节主要是指在酶促反应系统中的最终产物对起始步骤的酶活性的调节作用。
凡最终产物抑制起始步骤酶的活性的作用称为负反馈或反馈抑制；凡最终产物激活起始步骤酶的活性的作用称为正反馈。
详见16.1.1.1“反馈调节”。
3．何谓酶活性的共价修饰调节。
解答：共价调节酶可通过其他酶对其肽链上某些基团进行共价修饰，使酶处于活性与无活性的互变状态，从而调节酶的活性，这种调节方式称为共价修饰调节作用。
目前已知有6种类型的可逆共价修饰作用，(1)磷酸化／脱磷酸化；(2)乙酰化／脱乙酰化；(3)腺苷酰化／脱腺苷酰化；(4)尿苷酰化／脱尿苷酰化；(5)甲基化／脱甲基化；(6) S—S／SH相互转变。
详见16.1.1.3 “共价修饰调节作用”。
4．何谓操纵子?根据操纵子模型说明酶合成的诱导和阻遏。
解答：所谓操纵子是原核细胞基因表达的协调单位。
操纵子由一组在功能上相关的结构基因和控制位点所组成。
控制位点包括启动基因和操纵基因。
此控制位点可受调节基因产物的调节。
详见16.1.2.1“原核生物基因表达调节乳糖操纵子和色氨酸操纵子模型”。
5．说明衰减子的作用机制和生物学意义。
解答：色氨酸合成途径中除了阻遏蛋白对操纵基因的阻遏调节外，还存在色氨酸操纵子中衰减子所引起的衰减调节。
衰减调节是在转录水平调节基因表达，它可使转录终止或减弱，衰减调节比阻遏作用是更为精细的调节。
阻遏作用是控制转录的起始。
衰减调节控制转录不能继续进行下去。
转录衰减作用是转录能正常开始，但是转录过程可因细胞内氨基酸浓度升高而使转录中止的一种调节机制。
细节见16.1.2.1“原核生物基因表达调节”。
6．为什么说阻遏蛋白对乳糖操纵子起负调节作用，而在降解物阻遏中的调节蛋白CAP 起正调节作用?解答：当无诱导物乳糖存在时，调节基因编码的阻遏蛋白处于活性状态，阻遏蛋白可与操纵基因相结合，阻止了RNA聚合酶与启动基因的结合，使结构基因(Z、Y、A)不能编码参与乳糖分解代谢的3种酶，既乳糖操纵子关闭，因此阻遏蛋白为负调控因子。
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。
《代谢的调节控制》课件
负反馈是指某一生理指标出现偏差时，调节机构会发出纠正指令，使该指标向正常范围回归；正反馈 是指某一生理指标未达到正常范围时，调节机构会发出指令，使该指标继续升高或降低；前馈是在生 理过程发生异常变化时，通过前馈控制预先采取措施防止异常继续发展。
代谢调节控制的类型
总结词
代谢调节控制主要分为酶的调节、激素调节和神经调节三种类型。
蛋白质对代谢的调节
总结词
蛋白质在代谢调节中发挥重要作用。
VS
详细描述
蛋白质是细胞生长和修复所必需的，同时 也是多种激素和酶的组成成分。例如，胰 岛素是一种蛋白质激素，对糖代谢具有重 要调节作用。此外，蛋白质还参与了细胞 信号转导和基因表达等复杂过程，对代谢 的精细调控至关重要。
维生素和矿物质对代谢的调节
激素对脂肪代谢的调节控制
胰岛素
促进脂肪细胞对葡萄糖的摄取和利用，同时抑制脂肪 分解和酮体生成。
胰高血糖素
促进脂肪分解和酮体生成，同时抑制脂肪细胞对葡萄 糖的摄取。
肾上腺素
促进脂肪分解和脂肪酸氧化，同时抑制脂肪细胞对葡 萄糖的摄取。
激素对蛋白质代谢的调节控制
胰岛素
促进蛋白质合成，同时抑制蛋白质分解。
胰高血糖素
促进蛋白质分解，同时抑制蛋白质合成。
糖皮质激素
促进蛋白质分解，同时抑制蛋白质合成，同时参 与炎症反应和免疫应答等生理过程。
03
神经系统对代谢的调节控 制
神经系统的结构与功能
神经元
是神经系统的基本单位，具有感受刺激、传递 信息、处理信息的功能。
神经胶质细胞
支持、保护、营养神经元的作用，还参与构成 髓鞘和神经纤维。
《代谢的调节控制 》ppt课件
目 录
十四物质代谢的相互联系和调节控制
（二）糖代谢与蛋白质代谢的相互关系
糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
01
糖 →→ α-酮酸 氨基酸 蛋白质
02
NH3
03
蛋白质 氨基酸 α-酮酸 糖
04
（生糖氨基酸）
05
1
由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的，实际上仅限于Glu。
2
蛋白质间接地转变为脂肪。
（三）脂类代谢与蛋白质代谢的相互关系
01
脂肪
02
甘油
03
磷酸二羟丙酮
04
脂肪酸
05
乙酰CoA
06
氨基酸碳架
07
氨基酸
08
蛋白质
09
蛋白质
10
氨基酸
11
酮酸或乙酰CoA
12
脂肪酸
13
脂肪
14
（生酮氨基酸）
脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系
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。
核苷酸的一些衍生物具重要生理功能(如CoA, NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。
核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，而且需要酶和多种蛋白质因子。
各类物质代谢都离不开具高能磷酸键的各种核苷酸，如ATP是能量的“通货”，此外UTP参与多糖的合成，CTP参与磷脂合成, GTP参与蛋白质合成与糖异生作用。
代谢调节的四级水平： 酶水平调节 细胞水平调节 激素水平调节 神经水平调节
多细胞整体水平调节
(二)酶水平的调节
1、酶活性的调节 1）酶的别构效应 酶活性的前馈和反馈调节 2）产能反应与需能反应的调节 3）酶的共价修饰与级联放大机制 2、基因表达的调节 1）原核生物基因表达调节 2）真核生物基因表达调节
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生物系统中的能流
生物化学
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糖 的分 解代 谢和 糖异 生的 关系
天冬氨酸
（PEP） 丙氨酸
（胞液） （线粒体）
（转氨基作用） 谷氨酸 生物化学
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•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. 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.
多糖
蛋白质
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
NADPH
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
CoA等）
共同中间物进 入三羧酸循环, 氧化脱下的氢由 电子传递链传递 生成H2O，释放 出大量能量，其 中一部分通过磷 酸化储存在ATP 中。
脂肪酸 脂肪
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核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系
• 核酸是细胞内重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成，影响细
胞的成分和代谢类型
• 核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，而且需要
酶和多种蛋白质因子。
• 各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸，如ATP
是能量的“通货”，此外UTP参与多糖的合成，CTP参与磷脂合 成，GTP参与蛋白质合成与糖异生作用。
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代谢的基本要略
代谢的基本要略在于形成ATP、还原力和构造单元以用 于生物合成。 由ATP、还原力和构造单元可合成各类生物分 子，并进而装配成生物不同层次的结构。生物合成和生物形 态建成是一个耗能和增加有序结构的过程，需要由物质流、 能量流和信息流来支持。
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脂肪
谷氨酸
联
谷氨酰氨
系
组氨酸 脯氨酸
草酰乙酸 苹果酸
延胡索酸 琥珀酸
琥珀酰CoA -酮戊二酸
乙醛酸
柠檬酸 异柠檬酸
精氨酸
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糖代谢与脂类代谢的相互联系
有氧氧化
从头合成
乙酰CoA，NADPH
脂肪酸
糖
脂肪
酵解
磷酸二羟丙酮
α-磷酸甘油
甘油
磷酸二羟丙酮
糖代谢
脂肪
脂肪酸
-氧化
乙醛酸循环
糖异生
乙酰CoA
琥珀酸
苹果酸 延胡索酸 琥珀酸 生物化学
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糖原（或淀粉）
糖分
解和糖 异生途 径中相 对独立 的单向 反应
二磷酸果糖 磷酸酯酶
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
己糖激酶 葡萄糖
6-磷酸果糖 6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶
果糖 激酶
1，6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
2磷酸烯醇丙酮酸
丙酮酸 激酶
PEP羧激酶 2草酰乙酸
2丙酮酸
丙酮酸羧化酶
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太阳能 化学能
ATP ADP+Pi
生物合成 细胞运动 膜运输
ATP携带能量由能源传递给细胞的 需能过程
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还原性有机物
NADP+
分解代谢
氧化物
NADPH+H+
还原性生物 合成产物
还原性生物合成反应
氧化前体
通过NADPH循环将还原力由分解代谢 转移给生物合成反应
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•代谢途径间的相互联系
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 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）.
糖
(植物)
TCA
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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）
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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）
第一节 细胞代谢的调节网络
一、 代谢途径交叉形成网络 1、糖代谢与脂类代谢的相互关系 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、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系
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蛋白质 核酸
淀粉、糖原
脂肪
糖
类
氨基酸
核苷酸
1-磷酸葡萄糖
脂
6-磷酸葡萄糖
类 生糖氨基酸
核糖-5-磷酸
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
：一碳单位（1C）.
6、3个重要氨基酸与糖代谢的交汇点： Asp-草酰乙酸4C）； Glu-酮戊二酸(5C)；Ala-丙酮酸(3C).
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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)
•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.
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方建平
生物化学
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第十一章 物质代谢的调节控制
一、教学目标 1. 了解调节控制的类型； 2. 了解各类型之间的关系。
二、教学重点 代谢调控的类型及联系。
三、教学难点 调节机制及各类型之间的特点。
四、教学学时 4学时
五、教学方法 对比讲授法
六、教学练习 3题
生物化学
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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.
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•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
•核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，
cAMP，cGMP）。
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脂肪代谢和糖代谢的关系
三酰甘油
3-磷酸甘油 脂肪酸
甘油
氧
合
化
成
乙酰 CoA
丙酮 酸
植物或 微生物
三羧酸 循环
乙醛酸 循环
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