第十四章 代謝調(diào)節(jié)

1、第十四章第十四章 代謝調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié)生命是靠代謝的正常運轉(zhuǎn)維持的。生命有限的空生命是靠代謝的正常運轉(zhuǎn)維持的。生命有限的空間內(nèi)同時有那麼多復(fù)雜的代謝途徑在運轉(zhuǎn)，必間內(nèi)同時有那麼多復(fù)雜的代謝途徑在運轉(zhuǎn)，必須有靈巧而嚴(yán)密的調(diào)節(jié)機(jī)制，才能使代謝適應(yīng)須有靈巧而嚴(yán)密的調(diào)節(jié)機(jī)制，才能使代謝適應(yīng)外界環(huán)境的變化與生物自身生長發(fā)育的需要。外界環(huán)境的變化與生物自身生長發(fā)育的需要。調(diào)節(jié)失靈便會導(dǎo)致代謝障礙，出現(xiàn)病態(tài)甚至危調(diào)節(jié)失靈便會導(dǎo)致代謝障礙，出現(xiàn)病態(tài)甚至危及生命。在漫長的生物進(jìn)化歷程中，機(jī)體的結(jié)及生命。在漫長的生物進(jìn)化歷程中，機(jī)體的結(jié)構(gòu)、代謝和生理功能越來越復(fù)雜，代謝調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、代謝和生理功能越來越復(fù)雜，代謝調(diào)節(jié)機(jī)制

2、也隨之更為復(fù)雜。制也隨之更為復(fù)雜。細(xì)胞內(nèi)各種各樣的反應(yīng)都表現(xiàn)出順序性、細(xì)胞內(nèi)各種各樣的反應(yīng)都表現(xiàn)出順序性、邏輯性和整合性，因為有一整套自動調(diào)邏輯性和整合性，因為有一整套自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。細(xì)胞代謝的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括節(jié)系統(tǒng)。細(xì)胞代謝的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括底物的供應(yīng)調(diào)節(jié)、酶調(diào)節(jié)、輔助因子調(diào)底物的供應(yīng)調(diào)節(jié)、酶調(diào)節(jié)、輔助因子調(diào)節(jié)、基因表達(dá)調(diào)節(jié)、激素調(diào)節(jié)、神經(jīng)系節(jié)、基因表達(dá)調(diào)節(jié)、激素調(diào)節(jié)、神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)等。這些調(diào)節(jié)互相交叉。統(tǒng)調(diào)節(jié)等。這些調(diào)節(jié)互相交叉。重點重點：物質(zhì)代謝途徑的相互聯(lián)系，酶活性：物質(zhì)代謝途徑的相互聯(lián)系，酶活性的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 底物供應(yīng)的調(diào)節(jié)底物供應(yīng)的調(diào)節(jié)代謝是一個連續(xù)反應(yīng)過程，每一個產(chǎn)代謝是一

3、個連續(xù)反應(yīng)過程，每一個產(chǎn)物都是下一個反應(yīng)的底物。在一個物都是下一個反應(yīng)的底物。在一個反應(yīng)系列中，由于自身反應(yīng)速度被反應(yīng)系列中，由于自身反應(yīng)速度被干擾而導(dǎo)致整個系列的反應(yīng)速度下干擾而導(dǎo)致整個系列的反應(yīng)速度下降的反應(yīng)稱為限速步驟。催化這個降的反應(yīng)稱為限速步驟。催化這個為限速步驟反應(yīng)的酶叫做為限速步驟反應(yīng)的酶叫做標(biāo)兵酶標(biāo)兵酶。O C COOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸PCH2COSoA (乙酰輔酶乙酰輔酶A)OHCHCOOHCH2COOH蘋果酸蘋果酸CH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸CH2COOHCH2COSCoA琥珀酰琥珀酰CoACOOHCH2COOHCH2O=C-酮酮戊二酸戊二酸COO

4、HCOOHCH2COOHCHHO-C異檸檬酸異檸檬酸COOHCOOHCH2COOHHO-CH2C檸檬酸檸檬酸CO22HCO22HGTPCHHOOCCHCOOH延胡索酸延胡索酸O C COOHCH2COOH三羧酸循環(huán)總圖2H2H第二節(jié)酶在第二節(jié)酶在細(xì)胞中分布對代謝的調(diào)節(jié)細(xì)胞中分布對代謝的調(diào)節(jié)細(xì)胞的區(qū)域化及優(yōu)點細(xì)胞的區(qū)域化及優(yōu)點酶在細(xì)胞內(nèi)有一定的布局和定位。催化不同代酶在細(xì)胞內(nèi)有一定的布局和定位。催化不同代謝途徑的酶類，往往分別組成各種多酶體系。謝途徑的酶類，往往分別組成各種多酶體系。多酶體系存在于一定的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)區(qū)域中，多酶體系存在于一定的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)區(qū)域中，或存在于胞質(zhì)中，這種現(xiàn)象稱為酶的區(qū)域化

5、?；虼嬖谟诎|(zhì)中，這種現(xiàn)象稱為酶的區(qū)域化。功能：濃縮效應(yīng)，防止干擾，便于調(diào)節(jié)。功能：濃縮效應(yīng)，防止干擾，便于調(diào)節(jié)。多酶體系在細(xì)胞中區(qū)域化，為酶水平的多酶體系在細(xì)胞中區(qū)域化，為酶水平的調(diào)節(jié)創(chuàng)造了有利條件調(diào)節(jié)創(chuàng)造了有利條件, ,使某些調(diào)節(jié)因素可使某些調(diào)節(jié)因素可以專一地影響細(xì)胞內(nèi)某一部分的酶活性，以專一地影響細(xì)胞內(nèi)某一部分的酶活性，而不致影響其它部位酶的活性。而不致影響其它部位酶的活性。此外，酶定位的區(qū)域化，使它與底物和此外，酶定位的區(qū)域化，使它與底物和輔助在細(xì)胞器內(nèi)一起相對濃縮，利于在輔助在細(xì)胞器內(nèi)一起相對濃縮，利于在細(xì)胞局部范圍內(nèi)快速進(jìn)行各個代謝反應(yīng)。細(xì)胞局部范圍內(nèi)快速進(jìn)行各個代謝反應(yīng)。主要代謝

6、途徑酶系在細(xì)胞內(nèi)的分布：主要代謝途徑酶系在細(xì)胞內(nèi)的分布：胞質(zhì)胞質(zhì)：糖酵解，糖原合成，磷酸成糖途徑，：糖酵解，糖原合成，磷酸成糖途徑，脂肪酸合成，部分蛋白質(zhì)合成。脂肪酸合成，部分蛋白質(zhì)合成。線粒體線粒體：脂肪酸：脂肪酸氧化，三羧酸循環(huán)，呼吸鏈，氧化，三羧酸循環(huán)，呼吸鏈，氧化磷酸化。氧化磷酸化。細(xì)胞核細(xì)胞核：核酸的合成、修飾。：核酸的合成、修飾。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：蛋白質(zhì)合成，磷脂合成。：蛋白質(zhì)合成，磷脂合成。胞質(zhì)和線粒體：糖異生，膽固醇合成胞質(zhì)和線粒體：糖異生，膽固醇合成溶酶體：多種水解酶溶酶體：多種水解酶酶酶定定位位的的區(qū)區(qū)域域化化線粒體線粒體:丙酮酸氧化丙酮酸氧化;三羧三羧酸循環(huán)酸循環(huán); -氧化氧

7、化;呼吸鏈電呼吸鏈電子傳遞子傳遞;氧化磷酸化氧化磷酸化細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì):酵解酵解;磷磷戊糖途徑戊糖途徑;糖原糖原合成合成;脂肪酸合脂肪酸合成成;細(xì)胞核細(xì)胞核:核酸合成核酸合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng):蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成;磷脂合成磷脂合成第三節(jié)第三節(jié) 酶合成和降解酶合成和降解對代謝對代謝 的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)一、細(xì)胞內(nèi)酶含量的變化對代謝的調(diào)節(jié)一、細(xì)胞內(nèi)酶含量的變化對代謝的調(diào)節(jié)二、基因表達(dá)對代謝的調(diào)節(jié)二、基因表達(dá)對代謝的調(diào)節(jié)基因表達(dá)有幾個水平的調(diào)節(jié)基因表達(dá)有幾個水平的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平轉(zhuǎn)錄水平翻譯水平翻譯水平加工水平加工水平 轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯后加工轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯后加工蛋白質(zhì)活性調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)活性調(diào)節(jié)其中最關(guān)鍵的是，基因表達(dá)的控

8、制主要其中最關(guān)鍵的是，基因表達(dá)的控制主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平, ,原核生物尤其如此原核生物尤其如此（一）基因表達(dá)的調(diào)節(jié)（一）基因表達(dá)的調(diào)節(jié)操縱子模型：操縱子模型：19611961年，年，JacobJacob和和MonodMonod提出提出操縱子是基因表達(dá)的協(xié)調(diào)單位，它含有在功操縱子是基因表達(dá)的協(xié)調(diào)單位，它含有在功能上彼此有關(guān)的多個能上彼此有關(guān)的多個結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因及控制部位，及控制部位，控制部位由控制部位由調(diào)節(jié)基因調(diào)節(jié)基因、啟動子啟動子和和操縱基因操縱基因組成。組成。一個操縱子的全部基因排列在一起，其中含一個操縱子的全部基因排列在一起，其中含多個結(jié)構(gòu)基因，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是單個多順反多個結(jié)構(gòu)基

9、因，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是單個多順反mRNAmRNA，操縱子的控制部位可受調(diào)節(jié)基因產(chǎn)操縱子的控制部位可受調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物的調(diào)節(jié)。物的調(diào)節(jié)。結(jié)構(gòu)基因編碼某種特定蛋白質(zhì)（酶）合成；操結(jié)構(gòu)基因編碼某種特定蛋白質(zhì)（酶）合成；操縱基因的功能是控制結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)；啟動縱基因的功能是控制結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)；啟動子的功能是啟動結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。啟動子有子的功能是啟動結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。啟動子有兩個部位，其中一個是兩個部位，其中一個是RNARNA聚合酶結(jié)合部位聚合酶結(jié)合部位（RNAPBRNAPB），），功能是功能是RNARNA合成時識別特定的合成時識別特定的RNARNA聚合酶；另一個是降解物基因活化蛋白結(jié)合聚合酶；另一個是降解物基因活化

10、蛋白結(jié)合部位（部位（CAPBCAPB），），功能是與一種稱為降解物基功能是與一種稱為降解物基因活化蛋白（因活化蛋白（CAPCAP）的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而對基的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而對基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)基因的功能是編碼因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)基因的功能是編碼合成一種叫阻遏物的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)可合成一種叫阻遏物的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)可以與操縱基因結(jié)合而關(guān)閉結(jié)構(gòu)基因。以與操縱基因結(jié)合而關(guān)閉結(jié)構(gòu)基因。操縱子對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)方式有以下幾種：操縱子對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)方式有以下幾種：1.1.阻遏物調(diào)節(jié)；阻遏物調(diào)節(jié)；2.2.誘導(dǎo)合成調(diào)節(jié)；誘導(dǎo)合成調(diào)節(jié)；3.3.降解物基因活化蛋白對基因的活化；降解物基因活化蛋白對基因的

11、活化；4.4.降解產(chǎn)物阻遏；降解產(chǎn)物阻遏；5.5.組成性合成；組成性合成；6.6.超阻遏突變；超阻遏突變；7.7.尾產(chǎn)物阻遏。尾產(chǎn)物阻遏。酶酶的的誘誘導(dǎo)導(dǎo)和和阻阻遏遏操操縱縱子子模模型型B.有活性阻遏蛋白加誘導(dǎo)劑有活性阻遏蛋白加誘導(dǎo)劑A.有活性阻遏蛋白有活性阻遏蛋白C.無活性阻遏蛋白無活性阻遏蛋白D.無活性阻遏蛋白加輔阻遏劑無活性阻遏蛋白加輔阻遏劑操縱基因操縱基因啟動基因啟動基因調(diào)節(jié)基因調(diào)節(jié)基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因 阻遏蛋白阻遏蛋白(有活性有活性)阻遏蛋白阻擋操縱基因阻遏蛋白阻擋操縱基因結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)誘導(dǎo)物誘導(dǎo)物誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合,使阻遏蛋白不能起使阻遏蛋白不能

12、起到阻擋操縱基因的作用到阻擋操縱基因的作用,結(jié)構(gòu)基因可以表達(dá)結(jié)構(gòu)基因可以表達(dá)酶蛋白酶蛋白mRNA阻遏蛋白不能跟操縱基因結(jié)合阻遏蛋白不能跟操縱基因結(jié)合, 結(jié)構(gòu)基因可以表達(dá)結(jié)構(gòu)基因可以表達(dá)阻遏蛋白阻遏蛋白(無活性無活性)酶蛋白酶蛋白mRNA代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合,從而使阻遏蛋從而使阻遏蛋白能夠阻擋操縱基因白能夠阻擋操縱基因,結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物大大腸腸桿桿菌菌乳乳糖糖操操縱縱子子模模型型調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)基因基因操縱操縱基因基因乳糖結(jié)構(gòu)基因乳糖結(jié)構(gòu)基因PLacZLacYLacamRNA 阻遏蛋白阻遏蛋白（有活性）（有活性）基基 因因 關(guān)關(guān) 閉閉啟啟動動子子ORP

13、LacZLacYLaca調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)基因基因操縱操縱基因基因乳糖結(jié)構(gòu)基因乳糖結(jié)構(gòu)基因啟啟動動子子ORmRNAZmRNAYmRNAa 阻遏蛋白阻遏蛋白（無活性）（無活性） 基基 因因 表表達(dá)達(dá)mRNAA、乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)B、乳糖酶的誘導(dǎo)乳糖酶的誘導(dǎo) 乳糖乳糖 阻遏蛋白阻遏蛋白（有活性）（有活性）乳糖操縱子的降解物阻遏乳糖操縱子的降解物阻遏RLacZLacYLacamRNAmRNAZmRNAYmRNAa基基 因因 表表達(dá)達(dá)CAP基因基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因TCGP(CAP)OCAP結(jié)結(jié)合部位合部位 RNA聚合酶聚合酶TcAMP -CAPP葡萄糖葡萄糖分解代分解代謝產(chǎn)物謝產(chǎn)物腺苷酸腺苷酸環(huán)化

14、酶環(huán)化酶磷酸二磷酸二酯酶酯酶ATPcAMP5-AMP抑制抑制激活激活葡萄糖降解物與葡萄糖降解物與cAMP的關(guān)系的關(guān)系cAMP CGP：降解物基因活化蛋白（降解物基因活化蛋白（catabolic gene activation protein） CAP：環(huán)腺苷酸受體蛋白（環(huán)腺苷酸受體蛋白（cycilic AMP receptor protein）降低降低cAMP濃度濃度使使CAP呈失活狀態(tài)呈失活狀態(tài)大腸桿菌色氨酸操縱子的衰減作用的可能機(jī)制大腸桿菌色氨酸操縱子的衰減作用的可能機(jī)制Trp密碼子密碼子111232233444核糖體核糖體核糖體核糖體轉(zhuǎn)錄繼續(xù)轉(zhuǎn)錄繼續(xù)轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄終止C.高濃度色氨酸使核高

15、濃度色氨酸使核糖體到達(dá)糖體到達(dá)2部位，部位， 3與與4 堿基配對，轉(zhuǎn)錄堿基配對，轉(zhuǎn)錄終止。終止。A.游離游離mRNA中中1與與2以及以及3與與4堿基配對。堿基配對。B.低濃度色氨酸使核低濃度色氨酸使核糖體停留在糖體停留在1部位，部位，轉(zhuǎn)錄得以完成。轉(zhuǎn)錄得以完成。乳糖操縱子對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)動畫乳糖操縱子對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)動畫（二）翻譯水平的調(diào)節(jié)（二）翻譯水平的調(diào)節(jié)1.1.mRNAmRNA的差異對翻譯的調(diào)節(jié)的差異對翻譯的調(diào)節(jié)2.2.反義反義RNARNA的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)三、酶降解的調(diào)節(jié)三、酶降解的調(diào)節(jié)第四節(jié)第四節(jié) 酶活性的調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)一、酶原激活對代謝的調(diào)節(jié)一、酶原激活對代謝的調(diào)節(jié)二、變構(gòu)酶對代謝的調(diào)

16、節(jié)二、變構(gòu)酶對代謝的調(diào)節(jié)（一）變構(gòu)酶的性質(zhì)（一）變構(gòu)酶的性質(zhì)（二）變構(gòu)酶調(diào)節(jié)酶活性的方式（二）變構(gòu)酶調(diào)節(jié)酶活性的方式前饋和反饋調(diào)節(jié)前饋和反饋調(diào)節(jié)前饋調(diào)節(jié)前饋調(diào)節(jié)：底物對酶活性的調(diào)節(jié)，一般是：底物對酶活性的調(diào)節(jié)，一般是前饋激活，但也可能是前饋抑制。當(dāng)?shù)浊梆伡せ?，但也可能是前饋抑制。?dāng)?shù)孜餄舛冗^高時可避免該代謝途徑的過分物濃度過高時可避免該代謝途徑的過分擁擠和產(chǎn)物的大量合成，如高濃度的乙擁擠和產(chǎn)物的大量合成，如高濃度的乙酰酰CoACoA是乙酰是乙酰CoACoA羧化酶的別構(gòu)抑制劑，羧化酶的別構(gòu)抑制劑，可避免丙二酸單?？杀苊獗釂熙oACoA大量合成。大量合成。反饋調(diào)節(jié)反饋調(diào)節(jié)：產(chǎn)物對酶活性的調(diào)節(jié)

17、，一般是：產(chǎn)物對酶活性的調(diào)節(jié)，一般是反饋抑制，但也有反饋激活。反饋抑制，但也有反饋激活。酶活性的前饋和反饋調(diào)節(jié)酶活性的前饋和反饋調(diào)節(jié) 前饋（前饋（feedforward ）和反饋（和反饋（feedback ）是來自是來自電子工程學(xué)的術(shù)語，前者的意思是電子工程學(xué)的術(shù)語，前者的意思是“輸入對輸出的影輸入對輸出的影響響”，后者的意思是，后者的意思是“輸出對輸入的影響輸出對輸入的影響”，這里分別，這里分別借用來說明底物和代謝產(chǎn)物對代謝過程的調(diào)節(jié)作用。這借用來說明底物和代謝產(chǎn)物對代謝過程的調(diào)節(jié)作用。這種調(diào)節(jié)可能是正調(diào)控，也可能是負(fù)調(diào)控，其調(diào)節(jié)機(jī)理是種調(diào)節(jié)可能是正調(diào)控，也可能是負(fù)調(diào)控，其調(diào)節(jié)機(jī)理是通過酶的

18、變構(gòu)效應(yīng)來實現(xiàn)的。通過酶的變構(gòu)效應(yīng)來實現(xiàn)的。S0SnS2S1E0E1En-1或或+或或+反饋反饋前饋前饋反饋調(diào)節(jié)中酶活性調(diào)節(jié)的機(jī)制反饋調(diào)節(jié)中酶活性調(diào)節(jié)的機(jī)制代謝物代謝物別別構(gòu)構(gòu)中中心心活性活性中心中心1.1.前饋激活前饋激活調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)如在糖酵解中，如在糖酵解中，1.61.6二磷酸果糖，可提二磷酸果糖，可提高后面丙酮酸激酶的活性，加速磷酸烯高后面丙酮酸激酶的活性，加速磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸?。醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸?。如?dāng)丙酮酸不能經(jīng)乙酰如當(dāng)丙酮酸不能經(jīng)乙酰CoACoA進(jìn)入進(jìn)入TCATCA時，丙時，丙酮酸積累，磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)化成草酮酸積累，磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)化成草酰乙酸，后者可合成酰乙酸，后

19、者可合成a.aa.a和嘧啶核苷酸。和嘧啶核苷酸。合成出的嘧啶核苷酸，反饋激活磷酸烯合成出的嘧啶核苷酸，反饋激活磷酸烯醇丙酮酸羧化酶，促進(jìn)草酰乙酸合成，醇丙酮酸羧化酶，促進(jìn)草酰乙酸合成，保證保證TCATCA對草酰乙酸的需要。對草酰乙酸的需要。 6-6-磷酸葡萄糖對糖原合成的前饋激活作用磷酸葡萄糖對糖原合成的前饋激活作用GUDPG6-P-G+1-P-G糖原糖原糖原糖原 合成酶合成酶ATP ADP UTP UDPG 2.2.反饋抑制調(diào)節(jié)反饋抑制調(diào)節(jié)反饋抑制有兩類：單價反饋抑制和二（多）反饋抑制有兩類：單價反饋抑制和二（多）價反饋抑制價反饋抑制當(dāng)序列終產(chǎn)物濃度積累過多時，會抑制初當(dāng)序列終產(chǎn)物濃度積累過

20、多時，會抑制初始反應(yīng)的酶活性，使整個體系反應(yīng)速度始反應(yīng)的酶活性，使整個體系反應(yīng)速度降低。降低。b. b. 順序反饋抑制順序反饋抑制c. c. 協(xié)同反饋抑制協(xié)同反饋抑制d. d. 累積反饋抑制累積反饋抑制氨基酸合成的反饋調(diào)控氨基酸合成的反饋調(diào)控反硝化作用反硝化作用氧化亞氮氧化亞氮氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸分支酸分支酸脫氧庚酮糖酸脫氧庚酮糖酸-7-磷酸磷酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酰磷酸天冬氨酰磷酸赤蘚糖赤蘚糖-4-磷酸磷酸脫氫奎尼酸脫氫奎尼酸莽草酸莽草酸谷氨酸谷氨酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 預(yù)苯酸預(yù)苯酸TryPheTrpIleTrpHisCTPAMPGlnLysMetThr酮丁酸酮丁酸GlyAla

21、谷氨酰胺合酶谷氨酰胺合酶天冬氨酰半醛天冬氨酰半醛高絲氨酸高絲氨酸氨基苯甲酸氨基苯甲酸三、同工酶反饋抑制對代謝的調(diào)節(jié)三、同工酶反饋抑制對代謝的調(diào)節(jié)四、酶的四、酶的共價修飾和共價修飾和級聯(lián)系統(tǒng)調(diào)節(jié)級聯(lián)系統(tǒng)調(diào)節(jié)酶分子中的某些基團(tuán)，在其它酶的催化下，可酶分子中的某些基團(tuán)，在其它酶的催化下，可以共價結(jié)合或脫去，引起酶分子構(gòu)象的改變，以共價結(jié)合或脫去，引起酶分子構(gòu)象的改變，使其活性得到調(diào)節(jié)，這種方式稱為使其活性得到調(diào)節(jié)，這種方式稱為酶的共價酶的共價修飾（修飾（Covalent moldification Covalent moldification ）。目前已知有目前已知有六種修飾方式六種修飾方式：磷酸化

22、：磷酸化/ /去磷酸化，去磷酸化，乙?；阴；? /去乙?；佘挣；ヒ阴；?，腺苷酰化/ /去腺苷?；ハ佘挣；?，尿苷?；蜍挣；? /去尿苷?；谆ツ蜍挣；?，甲基化/ /去甲基化，去甲基化，氧化（氧化（S-SS-S）/ /還原還原(2(2SH)SH)。糖原磷酸化酶的共價修飾糖原磷酸化酶的共價修飾激酶激酶ATPADP磷酸化酶磷酸化酶 b（無活性）（無活性）磷酸化酶磷酸化酶a P（有活性）（有活性）磷酸酯酶磷酸酯酶-OHH2OP糖原合成酶和糖原磷酸化酶的調(diào)控：糖原合成酶和糖原磷酸化酶的調(diào)控：糖原的分解和合糖原的分解和合成都是根據(jù)肌體的需要由一系列的調(diào)控機(jī)制進(jìn)行調(diào)控，其限速酶成都是根據(jù)肌

23、體的需要由一系列的調(diào)控機(jī)制進(jìn)行調(diào)控，其限速酶分別為糖原分別為糖原磷酸化酶磷酸化酶和和糖原合成酶糖原合成酶。它們的活性是受磷酸化或去。它們的活性是受磷酸化或去磷酸化的共價修飾的調(diào)節(jié)及變構(gòu)效應(yīng)的調(diào)節(jié)。二種酶磷酸化及去磷酸化的共價修飾的調(diào)節(jié)及變構(gòu)效應(yīng)的調(diào)節(jié)。二種酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反。磷酸化的方式相似，但其效果相反。糖原合成酶糖原合成酶 a ( 有活性有活性)糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 b ( 無活性無活性)OHOHATPADPH2OPi糖原合成酶糖原合成酶 b ( 無活性無活性)糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 a ( 有活性有活性)PP酶酶級級聯(lián)聯(lián)系系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)調(diào)控控示示意意圖圖腎上腺素或

24、腎上腺素或胰高血糖素胰高血糖素1、腺苷酸環(huán)化腺苷酸環(huán)化酶（無活性）酶（無活性）腺苷酸環(huán)化酶（活性）腺苷酸環(huán)化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶蛋白激酶（無活性）（無活性）蛋白激酶（活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶、磷酸化酶激酶（無活性）（無活性）磷酸化酶激酶（活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶、磷酸化酶 b（無活性）無活性）磷酸化酶磷酸化酶 a（活性）活性）6、糖原、糖原6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖血液血液腎上腺素或腎上腺素或胰高血糖素胰高血糖素132 102 104 106 108葡萄糖葡萄糖ATP ADPATP ADP456級聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控意義級聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控意義：由于由于酶的共價修飾酶的共價修飾反應(yīng)是酶促反應(yīng)，只要有少量信號分子反應(yīng)是酶促反應(yīng)，只要有少量信號分子（如激素）存在，即可通過加速這種酶（如激素）存在，即可通過加速這種酶促反應(yīng)，而使大量的另一種酶發(fā)生化學(xué)促反應(yīng)，而使大量的另一種酶發(fā)生化學(xué)修飾，從而獲得放大效應(yīng)。這種調(diào)節(jié)方修飾，從而獲得放大效應(yīng)。這種調(diào)節(jié)方式快速、效率極高。式快速、效率極高。cAMP激活蛋白激活蛋白激酶的作用機(jī)理激酶的作用機(jī)理第五節(jié)第五節(jié) 輔助因子的