第十九章代謝調(diào)控

1、第一節(jié) 代謝途徑之間地聯(lián)系一、代謝網(wǎng)絡(luò)（一）糖、脂和蛋白質(zhì)地關(guān)系：通過磷酸 葡萄糖、 丙酮酸和乙酰輔酶三個(gè)中間物相互 聯(lián)系.脂類中地甘油、 糖類和蛋白質(zhì)之間可互 相轉(zhuǎn)化， 脂肪酸在植物和微生物體內(nèi)可通過 乙醛酸循環(huán)由乙酰輔酶合成琥珀酸， 然后轉(zhuǎn) 變?yōu)樘穷惢虻鞍踪|(zhì)， 而動物體內(nèi)不存在乙醛 酸循環(huán)， 一般不能由乙酰輔酶生成糖和蛋白 質(zhì).資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途（二）核酸與代謝地關(guān)系：核酸不是重要地 碳源、氮源和能源， 但核酸通過控制蛋白質(zhì) 地合成可影響細(xì)胞地組成成分和代謝類型 . 許多核苷酸在代謝中起著重要作用，如、 輔 酶等 .另一方面，核酸地代謝也受其他物質(zhì)， 特別是蛋白質(zhì)地影響 .資料

2、個(gè)人收集整理， 勿 做商業(yè)用途（三）各種物質(zhì)在代謝中是彼此影響、 相互 轉(zhuǎn)化和密切聯(lián)系地 .三羧酸循環(huán)不僅是各種 物質(zhì)共同地代謝途徑， 而且是他們互相聯(lián)系 地渠道 .資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途二、分解代謝與合成代謝地單向性 雖然酶促反應(yīng)是可逆地， 但在生物體內(nèi)，代 謝過程是單向地 .一些關(guān)鍵部位地代謝是由 不同地酶催化正反應(yīng)和逆反應(yīng)地.這樣可使兩種反應(yīng)都處于熱力學(xué)地有利狀態(tài).一般酮酸脫羧地反應(yīng)、激酶催化地反應(yīng)、 羧化反應(yīng) 等都是不可逆地 .這些反應(yīng)常受到嚴(yán)密調(diào)控， 成為關(guān)鍵步驟 .資料個(gè)人收集整理， 勿做商業(yè) 用途三、能量地代謝（一）是通用地能量載體（二）以還原力地形式攜帶能量（三）、還原

3、力和構(gòu)造單元用于生物合成 第二節(jié) 酶活性地調(diào)節(jié)一、前饋和反饋（一）前饋即底物對反應(yīng)速度地影響， 有正 負(fù)作用 .一般起促進(jìn)作用， 有時(shí)為避免代謝途 徑過分擁擠， 當(dāng)?shù)孜镞^量時(shí)有負(fù)前饋 .此時(shí)過 量底物可轉(zhuǎn)向其他途徑 .如高濃度地乙酰輔 酶是其羧化酶地變構(gòu)抑制劑， 可避免丙二酸 單酰輔酶合成過多 .資料個(gè)人收集整理， 勿做 商業(yè)用途（二）反饋一般起抑制作用， 包括變構(gòu)調(diào)節(jié)； 也有反饋激活， 如磷酸烯醇式丙酮酸羧化激 酶地調(diào)節(jié)： 其產(chǎn)物草酰乙酸是合成天冬氨酸 和嘧啶核苷酸地前體， 嘧啶核苷酸地反饋抑 制使天冬氨酸積累， 從而減少草酰乙酸地合 成 .而草酰乙酸對三羧酸循環(huán)是必須地， 為維 持三羧酸循

4、環(huán)，產(chǎn)生了三種正調(diào)節(jié)：嘧啶核 苷酸和乙酰輔酶地反饋激活和二磷酸果糖 地前饋激活 .資料個(gè)人收集整理， 勿做商業(yè)用 途二、能荷地調(diào)節(jié) 許多反應(yīng)受能量狀態(tài)地調(diào)節(jié)， 能量狀態(tài)可用 能荷表示 .正常細(xì)胞地能荷約為， 過高則抑制 分解代謝和氧化磷酸化 .所以和是糖酵解、 三 羧酸循環(huán)等途徑地變構(gòu)調(diào)節(jié)物 .資料個(gè)人收 集整理，勿做商業(yè)用途三、酶地連續(xù)激活和共價(jià)修飾（一）高等動物常用磷酸化和脫磷酸進(jìn)行級 聯(lián)放大，而細(xì)菌常用腺苷?；兔撓佘兆饔?進(jìn)行修飾 .這兩種作用都由腺苷酰轉(zhuǎn)移酶催 化，其特異性由調(diào)節(jié)蛋白控制，促進(jìn)腺苷酰 化，促進(jìn)脫腺苷 .調(diào)節(jié)蛋白受尿苷?；兔撃?苷地可逆修飾 . 大腸桿菌谷氨酰胺合成酶

5、是 此機(jī)制地代表 . 和酮戊二酸激活尿苷酰轉(zhuǎn)移 酶，谷氨酰胺則抑制 .資料個(gè)人收集整理， 勿 做商業(yè)用途（二）級聯(lián)地意義：.放大信號.提供更多調(diào)控位點(diǎn)， 可對多種因素作出反應(yīng) .控制靈活，不同情況下反應(yīng)不同 .第三節(jié) 細(xì)胞水平地調(diào)節(jié)一、酶在細(xì)胞中地分布（一）細(xì)胞核：核膜上有大量酶類，與糖、 脂類、 蛋白質(zhì)代謝、 核酸運(yùn)輸、 復(fù)制、 轉(zhuǎn)錄、 加工和修飾有關(guān) .這些酶鑲嵌在核膜上， 或結(jié) 合在膜表面，有利于各種反應(yīng)地定向進(jìn)行 . 資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途（二）胞液：指細(xì)胞質(zhì)地連續(xù)液相部分 .大部 分中間代謝在此進(jìn)行，如糖酵解、異生、磷 酸戊糖途徑、糖、脂類、氨基酸以及核苷酸 地生物合成等 .

6、其重量地是蛋白質(zhì)， 所以是 高度組織地膠狀物質(zhì)， 而不是溶液 .與糖原代 謝有關(guān)地酶結(jié)合在糖原顆粒表面.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途（三）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)： 粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)地加 工有關(guān)， 光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與糖類和脂類地合成有 關(guān)，細(xì)胞地磷脂、糖脂和膽固醇幾乎都是內(nèi) 質(zhì)網(wǎng)上地酶合成地 .資料個(gè)人收集整理， 勿做 商業(yè)用途（四）高爾基體：可對細(xì)胞合成或吸收地物 質(zhì)進(jìn)行加工、濃縮、包裝和運(yùn)輸，參與細(xì)胞 地分泌和吸收過程 .其膜地內(nèi)表面有加工寡 聚糖地酶類 .資料個(gè)人收集整理， 勿做商業(yè)用 途（五）溶酶體：含水解酶類，主要功能為消 化、吸收、防御、吞噬和細(xì)胞自溶 .（六）線粒體：內(nèi)膜形成嵴，其上有與呼吸 鏈有

7、關(guān)地細(xì)胞色素和氧化還原酶、 合成酶以 及調(diào)節(jié)代謝物進(jìn)出地運(yùn)輸?shù)鞍?.內(nèi)膜中地基 質(zhì)含有三羧酸循環(huán)、氧化、氨基酸分解等酶 類.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途二、膜結(jié)構(gòu)對代謝地調(diào)控（一）控制濃度梯度： 膜地三種最基本功能： 物質(zhì)運(yùn)輸、 能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞都與離子和 電位梯度地產(chǎn)生和控制有關(guān)， 如質(zhì)子梯度可 合成，鈉離子梯度可運(yùn)輸氨基酸和糖， 鈣可 作為細(xì)胞內(nèi)信使 .資料個(gè)人收集整理， 勿做商 業(yè)用途（二）控制細(xì)胞和細(xì)胞器地物質(zhì)運(yùn)輸： 通過 底物和產(chǎn)物地運(yùn)輸可調(diào)節(jié)代謝， 如葡萄糖進(jìn) 入肌肉和脂肪細(xì)胞地運(yùn)輸是其代謝地限速 步驟，胰島素可促進(jìn)其主動運(yùn)輸， 從而降低 血糖 .資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途

8、（三）內(nèi)膜系統(tǒng)對代謝地分隔：內(nèi)膜形成分 隔區(qū)，其中含有濃集地酶和輔因子，有利于 反應(yīng) .而且分隔可防止反應(yīng)之間地互相干擾， 有利于對不同區(qū)域代謝地調(diào)控 .資料個(gè)人收 集整理，勿做商業(yè)用途（四）膜與酶地可逆結(jié)合：某些酶可與膜可 逆結(jié)合而改變性質(zhì)， 稱為雙關(guān)酶 .離子、 代謝 物、激素等都可改變其狀態(tài)，發(fā)揮迅速、靈 敏地調(diào)節(jié)作用 .資料個(gè)人收集整理， 勿做商業(yè) 用途三、蛋白質(zhì)地定位控制（一）信號肽：分泌蛋白、膜蛋白和溶酶體 蛋白必須先進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng) .分泌蛋白完全通過 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，膜蛋白地羧基端則固定在膜中 . 資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途（二）導(dǎo)肽：線粒體、葉綠體等地蛋白是翻 譯后跨膜運(yùn)輸?shù)兀?需要

9、導(dǎo)肽 .導(dǎo)肽通常位于氨 基端，富含堿性氨基酸和羥基氨基酸， 易形 成兩性螺旋， 可通過內(nèi)外膜地接觸點(diǎn)穿越膜 . 是需能過程， 跨膜電位為運(yùn)輸提供能量，蛋 白解折疊需 .不同地導(dǎo)肽含不同信息， 可將蛋 白送入線粒體地不同部位 .資料個(gè)人收集整 理，勿做商業(yè)用途四、蛋白質(zhì)壽命地控制 可隨細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境而改變 .有選擇性降解系 統(tǒng)，需要提供能量， 活化泛肽 .泛肽分布廣泛， 結(jié)構(gòu)保守，可標(biāo)記需要降解地蛋白質(zhì)， 使水 解酶能識別并攻擊這種蛋白 . 資料個(gè)人收集 整理，勿做商業(yè)用途 第四節(jié) 整體水平地調(diào)控 神經(jīng)和激素都作用于細(xì)胞， 通過調(diào)節(jié)酶地活 性而發(fā)揮作用 .一、主要器官地代謝（一）腦：以葡萄糖為燃料

10、， 沒有燃料儲備， 每天消耗克葡萄糖 .只有在長期饑餓時(shí)用酮 體 .脂肪酸與蛋白結(jié)合，不能通過血腦屏障.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途（二）肌肉：主要燃料是葡萄糖、脂肪酸和 酮體 .人體糖原地位于肌肉中， 不能向外運(yùn)輸 活動地肌肉中酵解遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過三羧酸循環(huán)， 產(chǎn) 生大量乳酸，通過科里循環(huán)由肝臟異生為 糖，返回肌肉 .靜止肌肉地主要燃料是脂肪酸 心肌則優(yōu)先消耗乙酰乙酸 .資料個(gè)人收集整 理，勿做商業(yè)用途（三）脂肪組織：脂解受環(huán)腺苷酸促進(jìn)，產(chǎn) 生地甘油運(yùn)往肝臟 .脂肪酸酯化需由葡萄糖 提供磷酸二羥丙酮， 缺乏葡萄糖時(shí)釋放入血 . 資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途（四）肝臟：調(diào)節(jié)血液中代謝物地濃度，如

11、糖和脂肪 .燃料充足時(shí)， 丙二酸單酰輔酶抑制 肉堿合成，脂肪酸不能進(jìn)入線粒體氧化，而 是合成脂肪， 以極低密度脂蛋白地形式分泌 入血 .肝臟主要以氨基酸降解產(chǎn)生地酮酸為 燃料，不能利用酮體 .糖酵解主要用于生成生 物合成地構(gòu)造單元 .資料個(gè)人收集整理， 勿做 商業(yè)用途二、激素地調(diào)節(jié)（一）胰島素：是飽時(shí)信號，促進(jìn)燃料儲存 和蛋白質(zhì)合成 .促進(jìn)肌肉和肝臟糖原合成， 抑 制糖地異生， 加快肝臟地糖酵解和脂肪酸合 成，促進(jìn)葡萄糖進(jìn)入肌肉和脂肪細(xì)胞， 引起 脂肪合成 .使肌肉攝取支鏈氨基酸， 促進(jìn)蛋白 合成，抑制降解 .資料個(gè)人收集整理， 勿做商 業(yè)用途（二）胰高血糖素：作用于肝臟，通過環(huán)腺 苷酸促進(jìn)糖

12、原降解，抑制合成；降低乙酰輔 酶羧化酶活力，從而抑制脂肪酸合成， 增加 糖異生；促進(jìn)脂肪細(xì)胞地脂解 .資料個(gè)人收集 整理，勿做商業(yè)用途（三）腎上腺素和去甲腎上腺素： 促進(jìn)肌肉 糖原分解，抑制肌肉對葡萄糖地?cái)z取， 使其 用脂肪酸為燃料 .總效應(yīng)是增加肝臟釋放葡 萄糖，減少肌肉地利用， 提高血糖水平 .資料 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途三、饑餓時(shí)代謝地適應(yīng) （一）戰(zhàn)略：為腦和紅細(xì)胞等提供葡萄糖， 盡量保存蛋白質(zhì) .（二）第一天后：糖已耗盡，脂肪還可用一 個(gè)月 .低血糖使胰島素分泌減少， 胰高血糖素 增加，脂解和糖異生活躍，乙酰輔酶和檸檬 酸濃度升高， 抑制酵解， 肝臟和肌肉改用脂 肪酸為燃料 .肌肉

13、將丙酮酸、 乳酸、丙氨酸運(yùn) 輸?shù)礁闻K .脂解產(chǎn)生地甘油也參加異生 .資料 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途（三）三天后：肝臟產(chǎn)生大量酮體，因?yàn)椴?酰乙酸已耗盡 . 腦需要地能量有由酮體提供 發(fā)生酮癥 .（四）幾個(gè)星期后： 酮體成為腦地主要燃料， 對糖地需要減少， 肌肉降解減少， 維持生命 地時(shí)間取決于脂肪儲量 .第五節(jié) 基因表達(dá)地調(diào)節(jié) 一、原核生物：主要是轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控 （一）操縱子模型： 包括結(jié)構(gòu)基因和控制部 位.大腸桿菌地乳糖操縱子包括三個(gè)結(jié)構(gòu)基 因：半乳糖苷酶、半乳糖苷透性酶和半乳糖 苷轉(zhuǎn)乙酰酶 .操縱基因可與調(diào)節(jié)基因編碼地 阻遏蛋白結(jié)合， 抑制轉(zhuǎn)錄 .乳糖等誘導(dǎo)物可使 阻遏蛋白變構(gòu)，解除抑制

14、.資料個(gè)人收集整 理，勿做商業(yè)用途（二）降解物阻遏： 有些調(diào)節(jié)基因起正調(diào)節(jié) 作用，如腺苷酸受體蛋白，可被環(huán)腺苷酸活 化，作用于啟動子， 促進(jìn)轉(zhuǎn)錄 .分解葡萄糖地 酶是組成酶， 葡萄糖地降解物對乳糖、 阿拉 伯糖等操縱子有阻遏作用， 稱為降解物阻遏 降解物可抑制腺苷酸環(huán)化酶， 活化磷酸二酯 酶，降低環(huán)腺苷酸濃度， 抑制轉(zhuǎn)錄 .資料個(gè)人 收集整理，勿做商業(yè)用途（三）衰減子： 可終止和減弱轉(zhuǎn)錄 .色氨酸操 縱子地轉(zhuǎn)錄需要使核糖體結(jié)合在轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 地特定部位， 才能產(chǎn)生合適地構(gòu)象以繼續(xù)轉(zhuǎn) 錄.前導(dǎo)可合成前導(dǎo)肽，當(dāng)只缺少色氨酸時(shí)， 核糖體停留在色氨酸密碼子處， 破壞衰減子 地終止作用，轉(zhuǎn)錄可繼續(xù) .資料個(gè)

15、人收集整 理，勿做商業(yè)用途（四）生長速度地調(diào)節(jié)： 生長速度由蛋白質(zhì) 合成速度控制， 快速生長時(shí)核糖體數(shù)量增加 缺乏氨基酸時(shí)核糖體和轉(zhuǎn)運(yùn)地合成顯著下 降，關(guān)閉大部分代謝活性，稱為嚴(yán)緊控制 未負(fù)載轉(zhuǎn)運(yùn)與核糖體結(jié)合后引起鳥苷四磷 酸和鳥苷五磷酸地合成， 抑制核糖體地轉(zhuǎn)錄 起始，并增加聚合酶在轉(zhuǎn)錄中地暫停， 減緩 轉(zhuǎn)錄 .資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途（五）基因表達(dá)地時(shí)序控制：入噬菌體地發(fā)育階段由幾個(gè)調(diào)節(jié)蛋白作用于不同地啟動 子和終止子而調(diào)控， 早期基因地表達(dá)可打開 后期基因，在后期又可關(guān)閉早期基因， 使遺 傳信息按時(shí)序表達(dá) .資料個(gè)人收集整理， 勿做 商業(yè)用途（六）翻譯水平地調(diào)控： .翻譯能力地差異

16、：由 5'端地核糖體結(jié)合部 位（序列 ）決定，而且用常見密碼子地信使翻 譯較快 .多順反子各個(gè)編碼區(qū)地翻譯頻率和 速度可以不同 .資料個(gè)人收集整理， 勿做商業(yè) 用途.翻譯阻遏： 核糖體游離蛋白對自身地翻譯有 阻遏作用，可以使其蛋白與相適應(yīng) . .反義：與信使序列互補(bǔ)， 結(jié)合后抑制其翻譯 可用于抑制有害基因地表達(dá) .二、真核生物 多級調(diào)節(jié)，特有長期調(diào)控 .（一）轉(zhuǎn)錄前調(diào)節(jié)： 通過改變序列和染色質(zhì) 結(jié)構(gòu)而影響基因表達(dá) .染色質(zhì)地丟失： 某些低等真核生物在發(fā)育早 期可丟失一半染色質(zhì)， 生殖細(xì)胞除外 .紅細(xì)胞 成熟時(shí)細(xì)胞核丟失 .基因擴(kuò)增： 細(xì)胞在短期內(nèi)大量產(chǎn)生某一基因 地拷貝 .如發(fā)育時(shí)核糖

17、體基因地?cái)U(kuò)增 . .染色體序列重排： 淋巴細(xì)胞成熟時(shí)抗體基因 重排，可產(chǎn)生許多種抗體分子 . 修飾和異染色質(zhì)化： 高等動物常用異染色質(zhì) 化地方法永久關(guān)閉不需要地基因 .甲基化可 改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)、 構(gòu)象、 穩(wěn)定性及與蛋白質(zhì) 作用方式，非活性區(qū)甲基化程度高 .去甲基化 能誘導(dǎo)基因地重新活化 .資料個(gè)人收集整理， 勿做商業(yè)用途 （二）轉(zhuǎn)錄活性地調(diào)節(jié)：分兩步，先活化， 再與其他因素作用 .染色質(zhì)地活化：使基因區(qū)呈疏松狀態(tài) .激素地誘導(dǎo)： 固醇類激素進(jìn)入細(xì)胞核， 與非 組蛋白作用，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄 . .增強(qiáng)子：與啟動子位置無關(guān)，無方向性 .（三）轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)： 加帽子和尾可延長壽命， 選擇性剪接、編輯可產(chǎn)生不同

18、地信使 .（四）翻譯水平調(diào)節(jié)：主要是控制穩(wěn)定性和 有選擇地翻譯 .某些蛋白因子可起保護(hù)作用， 翻譯控制可與之形成雙鏈， 抑制翻譯 .對地磷 酸化也可抑制翻譯 .資料個(gè)人收集整理， 勿做 商業(yè)用途（五）翻譯后地調(diào)節(jié)：翻譯后加工也有調(diào)控 作用 .不同地加工方式可產(chǎn)生不同蛋白 .將蛋 白轉(zhuǎn)變?yōu)橐捉到獾匦问剑?促進(jìn)水解也是調(diào)控 手段 .資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途 本章名詞解釋 激素（）：一類由內(nèi)分泌器官合成地微量地 化學(xué)物質(zhì)， 它由血液運(yùn)輸?shù)桨薪M織起著信使 地作用，調(diào)節(jié)靶組織（或器官）地功能 . 激素受體（ ）：位于細(xì)胞表面或細(xì)胞內(nèi)，結(jié) 合特異激素并引發(fā)細(xì)胞響應(yīng)地蛋白質(zhì) . 第二信使（ ）：響應(yīng)外部信號（第一信使） ， 例如激素，而在細(xì)胞內(nèi)合成地效應(yīng)分子，例 如，肌醇三磷酸或二?；视偷?.第二信使再 去調(diào)節(jié)靶酶，引起細(xì)胞內(nèi)各種效應(yīng) . 級聯(lián)放大（ ）：在體內(nèi)地不同部位，通過一 系列酶地酶促反應(yīng)來傳遞一個(gè)信息， 并且初 始信息在傳遞到系列反應(yīng)地最后時(shí)， 信號得 到放大，這樣地一個(gè)系列叫作級聯(lián)系統(tǒng) . 蛋白（ ）：地細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)途徑中起著重 要作用地結(jié)合蛋白，由 a 3, 丫三個(gè)不同亞 基組成 .激素與激素受體結(jié)合誘導(dǎo)跟蛋白結(jié) 合地進(jìn)行交換結(jié)果激活位于信號傳導(dǎo)途徑 中下游地腺苷酸環(huán)化酶 .蛋白將細(xì)胞外地第 一