第十三章代谢调节分解
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
３.脂代谢的例子：
乙酸 ＋ ＡＴＰ＋ＣoA硫激酶乙酰CoA ＋ＡＭＰ＋ＰＰi
乙酰CoA + H2O 硫酯酶乙酸 +ＣoA
三、分解为合成提供还原力、能量和构造单元
代谢的基本要略是通过分解代谢形成ATP、还 原力和构造单元用于生物合成
➢ 底物水平磷酸化、氧化磷酸化
ATP
➢ 磷酸戊糖途径
NADPH
脂肪
质合成与糖异生作用。ATPADPG,UTP UDPG:多糖的合成
•核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP ，cGMP）
代 谢 网 络
蛋白质 核酸
淀粉、糖原
脂肪
氨基酸
核苷酸
1-磷酸葡萄糖
生糖氨基酸
甘氨酸 天冬氨酸 谷氨酰氨
丙氨酸 甘氨酸 丝氨酰 苏氨酸 半胱氨酸
天冬氨酸 天冬酰氨
底物水平 A 的调节
酶的共价修饰调节
酶水平 E 的调节
B
X 辅助因子 的调节
酶活性的调节 酶含量的调节 酶的定位调节
产物调节
酶原激活（不可逆共价修饰）
酶的共价修饰（可逆）和级联系统
酶的变构调节
第十三章 代谢调节
分子水平的调节 细胞水平的调节 多细胞整体水平的调节
围绕上述几个方面： 各种物质代谢途径间的调控网络 酶活性的调节 酶量的调节 细胞区域化调节 信号转导的基本机制
代谢调节
第一节 代谢途径的相互联系 第二节 代谢调节
第一节 代谢途径的相互联系
一、代谢网络
不同的代谢途径之间通过关键的中间代谢物彼此 沟通、相互作用、相互转化，形成经济有效，运 转良好的代谢网络。
❖ 蛋白质分解产生的氨基酸，在体内可以转变为糖
蛋白质 氨基酸 α-酮酸 糖
（生糖氨基酸）
糖异生
（二）脂类代谢与蛋白质代谢的关系
脂类分解过程中产生较多的能量，可作为体内贮藏能量 的物质。脂类与蛋白质之间可以相互转化：
脂类分子中的甘油丙酮酸
乙酰辅酶A
草酰乙酸 —酮戊二酸
氨基酸
—氧化
TCA循环
脂肪酸
乙酰辅酶A
第二节 代谢调节
底物水平
酶水平 E 的调节
酶活性的调节 酶含量的调节 酶的定位调节
的调节 A 酶的共价修饰调节
酶原激活
B X 辅助因子
产物调节
的调节
酶的共价修饰和级联系统
酶的变构调节
反馈与前馈作用
能荷的调节
酶分子的解聚和聚合调节（乙酰CoA羧化酶）
一、 酶活性的调节
（一）酶的共价修饰调节
共价修饰（covalent modification）：指在 专一性酶的催化下，某些小分子基团共价地 结合（或脱去）到被修饰的酶分子上，使被 修饰酶的活性发生改变，从而调节酶活性。
胰凝乳蛋白酶原的激活
胰凝乳蛋白酶原
（单链）
1
245
胰蛋白酶
-胰凝乳蛋白酶
（有活性不稳定）
A链 + B链
（1-15） 16
245
水解芳香族AA 羧基形成的肽键
Ser14-Arg15 自身激活
Thr147-Asn148
C链+ D链 + E链 （1-13） 16 146 149 245
胰凝乳蛋白酶 （有活性、稳定）
糖代谢与蛋白质代谢的相互联系 脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系 糖代谢与脂类代谢的相互关系 核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系
（一）糖代谢与蛋白质代谢的关系
糖代谢为蛋白质的合成提供碳源和能源：如糖分解 过程中可产生丙酮酸，丙酮酸经TCA循环产生—酮戊 二酸和草酰乙酸，它们均可经加氨基或氨基移换作用形 成相应的氨基酸。另外，糖分解过程中产生的能量可供 氨基酸和蛋白质的合成之用。
草酰乙酸
—酮戊二酸
苹果酸
氨基酸
乙醛酸循环 琥珀酸
蛋白质
生酮氨基酸 生糖氨基酸
乙酰乙酸 丙酮酸
脂肪酸
甘油 乙酰辅酶A
脂肪
丙二酸单酰辅酶A
（三）糖代谢与脂类代谢的关系
❖糖与脂类物质也能相互转变：
有氧氧化
从头合成
乙酰CoA，NADPH
脂肪酸
糖
酵解 磷酸二羟丙酮
α-磷酸甘油
脂肪
甘油
脂肪
脂肪酸
磷酸二羟丙酮
糖
酪氨酸 天冬氨酸 苯丙酰氨
异亮氨酸 甲硫酰氨
苏氨酸 缬氨酸
谷氨酸 谷氨酰氨
组氨酸 脯氨酸 精氨酸
核糖-5-磷酸
6-磷酸葡萄糖 磷酸二羟丙酮
生酮氨基酸
亮氨酸 赖氨酸 酪酰氨 色氨酸 笨丙氨酸
异ຫໍສະໝຸດ Baidu氨酸 亮氨酸 色氨酸
PEP 丙酮酸
乙酰乙酰CoA
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸 琥珀酸 琥珀酰CoA
-酮戊二酸
甘油
-氧化
乙醛酸循环
乙酰CoA
琥珀酸
(植物微生物)
糖异生
糖
TCA
(四)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(PPP途径产生的磷酸戊 糖)，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
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
分解代谢的三个阶段
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），产生还原力 NADPH和少量ATP 。
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 中一部分用于合成 ATP。
脂肪酸
乙酰CoA
丙二酸单酰 CoA
胆固醇
乙醛酸
柠檬酸 异柠檬酸
二、分解代谢和合成代谢的单向性
1.相对立的单向反应（opposing unidirectional reaction）：
2.糖代谢的例子：
G + ATP己糖激酶6— —PG + ADP（变构调节） 6— —P G +H2O ６—磷酸葡萄糖酶G + Pi
蛋白质分解产生的氨基酸，在体内可以转变为糖。 如：多数氨基酸在脱氨后转变为丙酮酸，经糖原异生作 用可生成糖，这类氨基酸称为生糖氨基酸。
糖代谢与蛋白质代谢的关系
❖糖分解代谢为蛋白质的合成提供碳架和能源
糖 →→ α-酮酸 NH3
丙酮酸 酮戊二酸 草酰乙酸
氨基酸
蛋白质
糖分解过程产生的能量可供氨基酸和蛋白质合成之用。
即通过共价修饰调节活性的酶叫共价修饰调节 酶。
1、 酶原激活(不可逆的共价修饰)
（1）酶原：酶的无活性前体。
（2）酶原激活：某些酶先以无活性的酶原形式 合成或分泌，然后在到达作用部位时由其它酶作 用，使其失去部分肽段从而形成或暴露活性中心、 形成有活性酶分子的过程。
（3）酶原激活的实例
（4）酶原激活的生理意义
乙酸 ＋ ＡＴＰ＋ＣoA硫激酶乙酰CoA ＋ＡＭＰ＋ＰＰi
乙酰CoA + H2O 硫酯酶乙酸 +ＣoA
三、分解为合成提供还原力、能量和构造单元
代谢的基本要略是通过分解代谢形成ATP、还 原力和构造单元用于生物合成
➢ 底物水平磷酸化、氧化磷酸化
ATP
➢ 磷酸戊糖途径
NADPH
脂肪
质合成与糖异生作用。ATPADPG,UTP UDPG:多糖的合成
•核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP ，cGMP）
代 谢 网 络
蛋白质 核酸
淀粉、糖原
脂肪
氨基酸
核苷酸
1-磷酸葡萄糖
生糖氨基酸
甘氨酸 天冬氨酸 谷氨酰氨
丙氨酸 甘氨酸 丝氨酰 苏氨酸 半胱氨酸
天冬氨酸 天冬酰氨
底物水平 A 的调节
酶的共价修饰调节
酶水平 E 的调节
B
X 辅助因子 的调节
酶活性的调节 酶含量的调节 酶的定位调节
产物调节
酶原激活（不可逆共价修饰）
酶的共价修饰（可逆）和级联系统
酶的变构调节
第十三章 代谢调节
分子水平的调节 细胞水平的调节 多细胞整体水平的调节
围绕上述几个方面： 各种物质代谢途径间的调控网络 酶活性的调节 酶量的调节 细胞区域化调节 信号转导的基本机制
代谢调节
第一节 代谢途径的相互联系 第二节 代谢调节
第一节 代谢途径的相互联系
一、代谢网络
不同的代谢途径之间通过关键的中间代谢物彼此 沟通、相互作用、相互转化，形成经济有效，运 转良好的代谢网络。
❖ 蛋白质分解产生的氨基酸，在体内可以转变为糖
蛋白质 氨基酸 α-酮酸 糖
（生糖氨基酸）
糖异生
（二）脂类代谢与蛋白质代谢的关系
脂类分解过程中产生较多的能量，可作为体内贮藏能量 的物质。脂类与蛋白质之间可以相互转化：
脂类分子中的甘油丙酮酸
乙酰辅酶A
草酰乙酸 —酮戊二酸
氨基酸
—氧化
TCA循环
脂肪酸
乙酰辅酶A
第二节 代谢调节
底物水平
酶水平 E 的调节
酶活性的调节 酶含量的调节 酶的定位调节
的调节 A 酶的共价修饰调节
酶原激活
B X 辅助因子
产物调节
的调节
酶的共价修饰和级联系统
酶的变构调节
反馈与前馈作用
能荷的调节
酶分子的解聚和聚合调节（乙酰CoA羧化酶）
一、 酶活性的调节
（一）酶的共价修饰调节
共价修饰（covalent modification）：指在 专一性酶的催化下，某些小分子基团共价地 结合（或脱去）到被修饰的酶分子上，使被 修饰酶的活性发生改变，从而调节酶活性。
胰凝乳蛋白酶原的激活
胰凝乳蛋白酶原
（单链）
1
245
胰蛋白酶
-胰凝乳蛋白酶
（有活性不稳定）
A链 + B链
（1-15） 16
245
水解芳香族AA 羧基形成的肽键
Ser14-Arg15 自身激活
Thr147-Asn148
C链+ D链 + E链 （1-13） 16 146 149 245
胰凝乳蛋白酶 （有活性、稳定）
糖代谢与蛋白质代谢的相互联系 脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系 糖代谢与脂类代谢的相互关系 核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系
（一）糖代谢与蛋白质代谢的关系
糖代谢为蛋白质的合成提供碳源和能源：如糖分解 过程中可产生丙酮酸，丙酮酸经TCA循环产生—酮戊 二酸和草酰乙酸，它们均可经加氨基或氨基移换作用形 成相应的氨基酸。另外，糖分解过程中产生的能量可供 氨基酸和蛋白质的合成之用。
草酰乙酸
—酮戊二酸
苹果酸
氨基酸
乙醛酸循环 琥珀酸
蛋白质
生酮氨基酸 生糖氨基酸
乙酰乙酸 丙酮酸
脂肪酸
甘油 乙酰辅酶A
脂肪
丙二酸单酰辅酶A
（三）糖代谢与脂类代谢的关系
❖糖与脂类物质也能相互转变：
有氧氧化
从头合成
乙酰CoA，NADPH
脂肪酸
糖
酵解 磷酸二羟丙酮
α-磷酸甘油
脂肪
甘油
脂肪
脂肪酸
磷酸二羟丙酮
糖
酪氨酸 天冬氨酸 苯丙酰氨
异亮氨酸 甲硫酰氨
苏氨酸 缬氨酸
谷氨酸 谷氨酰氨
组氨酸 脯氨酸 精氨酸
核糖-5-磷酸
6-磷酸葡萄糖 磷酸二羟丙酮
生酮氨基酸
亮氨酸 赖氨酸 酪酰氨 色氨酸 笨丙氨酸
异ຫໍສະໝຸດ Baidu氨酸 亮氨酸 色氨酸
PEP 丙酮酸
乙酰乙酰CoA
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸 琥珀酸 琥珀酰CoA
-酮戊二酸
甘油
-氧化
乙醛酸循环
乙酰CoA
琥珀酸
(植物微生物)
糖异生
糖
TCA
(四)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(PPP途径产生的磷酸戊 糖)，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
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
分解代谢的三个阶段
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），产生还原力 NADPH和少量ATP 。
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 中一部分用于合成 ATP。
脂肪酸
乙酰CoA
丙二酸单酰 CoA
胆固醇
乙醛酸
柠檬酸 异柠檬酸
二、分解代谢和合成代谢的单向性
1.相对立的单向反应（opposing unidirectional reaction）：
2.糖代谢的例子：
G + ATP己糖激酶6— —PG + ADP（变构调节） 6— —P G +H2O ６—磷酸葡萄糖酶G + Pi
蛋白质分解产生的氨基酸，在体内可以转变为糖。 如：多数氨基酸在脱氨后转变为丙酮酸，经糖原异生作 用可生成糖，这类氨基酸称为生糖氨基酸。
糖代谢与蛋白质代谢的关系
❖糖分解代谢为蛋白质的合成提供碳架和能源
糖 →→ α-酮酸 NH3
丙酮酸 酮戊二酸 草酰乙酸
氨基酸
蛋白质
糖分解过程产生的能量可供氨基酸和蛋白质合成之用。
即通过共价修饰调节活性的酶叫共价修饰调节 酶。
1、 酶原激活(不可逆的共价修饰)
（1）酶原：酶的无活性前体。
（2）酶原激活：某些酶先以无活性的酶原形式 合成或分泌，然后在到达作用部位时由其它酶作 用，使其失去部分肽段从而形成或暴露活性中心、 形成有活性酶分子的过程。
（3）酶原激活的实例
（4）酶原激活的生理意义