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1、第十四章 物质代谢的相互关系和调节控制,生命科学学院 生化教研室,第十四章 物质代谢的相互 关系和调节控,*调控,适应,有序,物质代谢的相互关系,代谢的调节,第十四章 物质代谢的相互关系和调节控制,（一）,（二）,脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系,（三）,核酸和其它物质代谢的相互关系,（四）,糖代谢与蛋白质代谢的相互关系,糖代谢与脂肪代谢的相互联系,1 物质代谢的相互关系,物质代谢的联系： 物质的代谢是相互联系，互通有无的、是整体、统一、协调的。 联系：通过重要的共同的中间产物或共同的代谢途径联系起来。,（一）糖代谢与脂肪代谢的相互联系,物质的代谢途径是四通八达相互联系的,（一）糖代谢与脂肪代谢
2、的相互联系,（二）糖代谢与蛋白质代谢的相互关系,（三）脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系,（四）核酸和其它物质代谢的相互关系,（1）核酸控制着蛋白质的合成，影响细胞的成分和代谢 类型。 （2）核酸合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物支援，需要酶和多种蛋白质因子。 （3）各类物质代谢中需高能磷酸化合物*ATP、UTP、CTP的参与。 （4）核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。,糖 、 脂 、 氨 基 酸 及 核 酸 代 谢 相 互 联 系,调节原因：途径复杂，纵横交错，要适应各种变化保证生命活动（如生长、发育、分化、繁殖、代谢和运动等）能够有条不紊地进
3、行 。 体内存在调节机制（系统），对代谢及时调节。调控机制是在长期进化中逐步形成的。进化程度愈高，机制愈完善、愈复杂。,2 代谢的调节,新陈代谢必需调节！,有调节才能适应，才能有序。,代谢调节的四级水平,(一)酶水平的调节 1. 酶活性的调节 1）别构调节作用 2）共价修饰调节作用 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 (二)酶在细胞内的集中存在与隔离分布 (三)激素对代谢的调节 （四）神经对代谢的调节,2 代谢的调节,酶活性的调节* 酶水平的调节 酶含量的调节,（一）酶水平的调节,酶水平的调节 是代谢调控的基础,此调节是主要是以酶分子的结构为基础的调节有多种
4、调节因素 直接调节：底物浓度，辅助因子，温度，离子强度等 间接调节：代谢产物或小分子核苷酸类等。,1. 酶活性的调节*,最重要 最灵敏 最有效,1)别构调节作用,通过别构酶的别构 效应实现。 别构效应物主要有 底物产物或代谢途 径的最终产物以及 小分子核苷酸类物 质。,1)别构调节作用,2)共价修饰调节作用,共价调节酶分子上的基团可以在另一种酶催化下发生共价修饰（例如磷酸化或去磷酸化作用），从而引起酶活性的激活或抑制。 （1）酶有活性和非活性两种形式 （2）此调节可产生酶的连续激活现象，具有信号放大效应。如肾上腺素引起糖原分解中的一系列磷酸化激活的结果将激素的信号被逐级放大了约300万倍。 通
5、过蛋白激酶和磷酸酯酶催化酶的磷酸化和脱磷酸化从而调节代谢反应，这是细胞代谢调节的一种重要机制。,2)共价修饰调节作用,3)酶原的激活,如消化系统 酶原激活,胰凝乳蛋白酶,2.基因表达的调节,蛋白质的合成的基因表达调节 至少在两个水平上进行调节的： 转录水平和翻译水平,原核生物酶合成调节的遗传机制操纵子学说, 酶诱导和阻遏的操纵子模型 大肠杆菌乳糖操纵子模型,1)原核生物基因表达调节,酶的诱导和阻遏操纵子模型,B.有活性阻遏蛋白加诱导剂,A.有活性阻遏蛋白,C.无活性阻遏蛋白,D.无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂,调节基因,操纵基因,乳糖结构基因,P,LacZ,LacY,Laca,mRNA,阻遏蛋白（有
6、活性）,基 因 关 闭,启动子,O,R,A、乳糖操纵子的结构,B、乳糖酶的诱导,阻遏蛋白（有活性）,大 肠 杆 菌 乳 糖 操 纵 子 模 型, 真核基因表达调控的五个水平 DNA水平调节 转录水平调节 转录后加工的调节 翻译水平调节 翻译后加工的调节 真核基因调控主要是正调控 顺式作用元件和反式作用因子 转录因子的相互作用控制转录,1)真核生物基因表达调节,线粒体:丙酮酸氧化;三羧酸循环;-氧化;呼吸链电子传递;氧化磷酸化,细胞质:酵解;磷戊糖途径;糖原合成;脂肪酸合成,细胞核:核酸合成,内质网:蛋白质合成;磷脂合成,(二)酶在细胞内的集中存在与隔离分布,激素(hormone)一词于1904
7、年首先由Bayliss及Starling 提出。 它由腺体分泌，体液（动物血液、淋巴液、脑脊液、肠液）运送到特定部位，引起激动效应调控各种物质代谢或生理功能）的一群微量的有机化合物(化学讯息)。 激素局部性调控，并接受神经系统的控制。 植物激素主要为植物生长调节剂。,（三）激素对代谢的调节,根据激素的化学本质和调控功能一般分为三类： （1）含氮激素：包括蛋白质激素、多肽激素、氨基酸衍生物激素等。 （2）类固醇激素：性腺和肾上腺皮质分泌的激素大多数是类固醇激素。 （3）脂肪酸衍生物激素：主要由生殖系统及其它组织分泌产生。,（三）激素对代谢的调节,人体调节代谢的重要激素,人体调节代谢的重要激素,人
8、体调节代谢的重要激素,中枢神经系统控制各种活动和代谢调节机制。 神经系统的调节具有整体性特点： 既直接影响各种酶的合成，又影响激素分泌。 1.神经系统的控制多是通过激素而发挥其作用的 2.神经对其所支配的器官组织的代谢也有直接影响， 可能是直接或间接影响了分子和细胞水平的调节机制。,(四)神经系统对代谢的调节,人、高等动物有着高度发达的神经系统,刺激副交感中枢 糖原合成酶活力 血糖含量 人精神紧张、意外刺激 大脑控制肝糖原迅速分解血糖 小狗切除大脑牛球 肌肉脂肪含量 ，肝胆固醇 损伤动物下丘脑 动物肥胖。,(四)神经系统对代谢的调节,延脑四脑室底神经核,肝细胞,血糖,冲动经交感神经,电刺激,下丘脑交感中枢,磷酸化酶活力、血糖,肝糖原,精神紧张,Thank You !,