物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)控制

16.0概述1.生物體內(nèi)各種代謝途徑相互聯(lián)系，有條不紊進(jìn)行代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是新陳代謝的重要途徑之一2.代謝調(diào)節(jié)在3個(gè)不同水平上進(jìn)行分子水平（酶水平）細(xì)胞水平多細(xì)胞整體水平（激素調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)節(jié)）最基本調(diào)節(jié)方式目前一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)16.1物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系1.糖代謝與脂肪代謝的相互關(guān)系糖可以在生物體內(nèi)變成脂肪。（北京鴨的故事）脂肪不能大量轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，除了油料作物種子。目前二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)

磷酸二羥丙酮丙酮酸甘油乙酰CoA脂肪酸脂肪-甘油磷酸磷酸二羥丙酮糖脂肪酸乙酰輔酶A琥珀酸草酰乙酸丙酮酸-氧化乙醛酸循環(huán)TCA循環(huán)CO2+H2O糖尿病：脂肪酮體

在血液中產(chǎn)生酸中毒或到達(dá)肌肉中提供能源在饑餓時(shí)也產(chǎn)生與糖尿病類似的情況。脂肪糖乙酰乙酸丙酮-羥丁酸（植物）（動(dòng)物）目前三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)2.糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系糖可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被帷５鞍踪|(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。目前四?yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)3.脂肪代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系由脂肪合成蛋白質(zhì)的可能性是有限的，實(shí)際上僅限于Glu。蛋白質(zhì)間接地轉(zhuǎn)變?yōu)橹?。目前五?yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)草酰乙酸—酮戊二酸氨基酸脂類分子中的甘油

丙酮酸

蛋白質(zhì)甘油生酮氨基酸生糖氨基酸乙酰乙酸脂肪酸丙酮酸乙酰輔酶A丙二酸單酰輔酶A脂肪

脂類分解過程中產(chǎn)生較多的能量，可作為體內(nèi)貯藏能量的物質(zhì)。脂肪酸乙酰輔酶A-氧化TCA循環(huán)草酰乙酸—酮戊二酸蘋果酸氨基酸琥珀酸乙醛酸循環(huán)目前六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)4.核酸與其他物質(zhì)代謝的相互關(guān)系蛋白質(zhì)代謝為嘌呤和嘧啶的合成提供許多原料；糖類產(chǎn)生二羧基氨基酸的酮酸前身，又是戊糖的來源。核酸是細(xì)胞內(nèi)的重要遺傳物質(zhì)，可通過控制蛋白質(zhì)的合成影響細(xì)胞的組成成分和代謝類型目前七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)目前八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)16.2分子水平的調(diào)節(jié)0、分子水平的調(diào)節(jié)即酶水平的調(diào)節(jié)，是最基本的代謝調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)酶濃度的調(diào)節(jié)——基因表達(dá)調(diào)節(jié)別構(gòu)效應(yīng)共價(jià)修飾（快速調(diào)節(jié)）（慢速調(diào)節(jié)）目前九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)1.酶活性的調(diào)節(jié)（1）反饋調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)系統(tǒng)中的最終產(chǎn)物對(duì)起始步驟的酶的活性的調(diào)節(jié)作用（正反饋、負(fù)反饋）En-1E0E1En-1反饋S0S1Sn目前十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)（1）別構(gòu)調(diào)節(jié)具有別構(gòu)調(diào)節(jié)作用的酶大多數(shù)為寡聚酶，一般由兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞基組成。小分子化合物與酶分子活性中心以外的某一部位（別構(gòu)部位）特異結(jié)合，引起酶蛋白分子構(gòu)象變化，從而改變酶的活性，這種調(diào)節(jié)稱為酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)或別構(gòu)調(diào)節(jié)。目前十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)變構(gòu)酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基變構(gòu)效應(yīng)劑：底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物變構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制乙酰CoA

乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長(zhǎng)鏈脂酰CoA目前十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)變構(gòu)效應(yīng)劑+酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構(gòu)象改變酶的活性改變（激活或抑制）疏松亞基聚合緊密亞基解聚酶分子多聚化目前十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)（3）共價(jià)修飾調(diào)節(jié)作用酶蛋白肽鏈上某些集團(tuán)在酶的催化下發(fā)生可逆的共價(jià)修飾(covalentmodification)，使酶處于活性與無(wú)活性的互變狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)酶的活性，這種調(diào)節(jié)稱為酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)作用。磷酸化---去磷酸化乙?；?--脫乙酰化甲基化---去甲基化腺苷化---脫腺苷化SH與–S—S–互變尿苷化---脫尿苷化目前十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的酶蛋白目前十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)與別構(gòu)調(diào)節(jié)區(qū)別修飾集團(tuán)以共價(jià)鍵與酶分子結(jié)合；修飾過程是酶促反應(yīng)，對(duì)調(diào)節(jié)信號(hào)有放大效應(yīng)

同一個(gè)酶可以同時(shí)受變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。磷酸化與脫磷酸是最常見的共價(jià)修飾方式。目前十六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)級(jí)聯(lián)放大系統(tǒng)：在一系列反應(yīng)中，一個(gè)酶被共價(jià)修飾活化后又引起后續(xù)反應(yīng)中每個(gè)酶的共價(jià)活化，這樣逐級(jí)將信號(hào)放大的系統(tǒng)。演示目前十七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)2.基因表達(dá)的調(diào)節(jié)(酶濃度調(diào)節(jié)）酶生物合成在轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平受到調(diào)節(jié)。（1）原核生物基因表達(dá)調(diào)節(jié)乳糖操縱子模型。（2）真核生物基因表達(dá)的調(diào)控為多級(jí)調(diào)控方式：轉(zhuǎn)錄前水平調(diào)控、轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控、翻譯水平調(diào)控、翻譯后水平調(diào)控。目前十八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)2.酶合成的誘導(dǎo)與阻遏的操縱子模型

（1）酶的誘導(dǎo)調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因阻遏蛋白阻遏蛋白阻擋操縱基因，結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)。調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因阻遏蛋白誘導(dǎo)物mRNA酶蛋白JacobandMonod的操縱子模型（1961）1.操縱子：是基因表達(dá)的協(xié)調(diào)單位，由調(diào)節(jié)基因、操縱基因及其所控制的一組功能上相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因所組成。操縱基因受調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物的控制。誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏蛋白不能阻擋操縱基因，結(jié)構(gòu)基因表達(dá)。目前十九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)JacobandMonod的乳糖操縱子（大腸桿菌的乳糖操縱子是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的操縱子）

實(shí)驗(yàn)：細(xì)菌在含有葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，優(yōu)先利用葡萄糖。待葡萄糖耗盡時(shí)，在乳糖的誘導(dǎo)下，作用于乳糖的酶才產(chǎn)生，細(xì)菌開始利用乳糖。目前二十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)目前二十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)乳糖操縱子的誘導(dǎo)乳糖操縱子的阻遏目前二十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)（2）酶的阻遏調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因mRNA酶蛋白阻遏蛋白不能與操縱基因結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因表達(dá)調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因輔阻遏物代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合，使之構(gòu)象發(fā)生變化與操縱基因結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因不能表達(dá)目前二十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)oEDCBAtrpmRNApoEDCBA無(wú)活性阻抑物trp色氨酸結(jié)合到阻抑物使它激活E.coli

色氨酸操縱子模型目前二十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)16.3細(xì)胞水平的調(diào)節(jié)代謝酶類區(qū)域化具有的生理意義即是實(shí)現(xiàn)代謝調(diào)控的一個(gè)原始方式。細(xì)胞-酶水平調(diào)控是通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的酶的種類、數(shù)量、分布或活性來控制各種代謝過程或生理過程。這類調(diào)控主要包括：細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的調(diào)控作用和酶的活性調(diào)控作用。某些人工合成或天然存在的化學(xué)物質(zhì)也具有調(diào)控功能，主要是表現(xiàn)在對(duì)酶的活性影響方面。目前二十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)16.4多細(xì)胞整體水平的調(diào)節(jié)1.激素對(duì)代謝的調(diào)節(jié)激素是由多細(xì)胞生物的特殊細(xì)胞所合成、并經(jīng)體液輸送到其他部位顯示特殊生理活性的微量化學(xué)物質(zhì)。哺乳動(dòng)物的激素根據(jù)化學(xué)本質(zhì)大致分為4類：氨基酸及其衍生物；肽及蛋白質(zhì)；固醇脂肪酸衍生物目前二十六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)含氮激素27目前二十七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)視丘下部腦下垂體甲狀腺甲狀旁腺腎上腺胰腺雄性激素雌性激素28目前二十八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)甲狀腺激素（氨基酸衍生物）大量少量活性：甲狀腺素（5~10）三碘甲腺原氨酸=均是Tyr的衍生物，且均為L(zhǎng)-構(gòu)型！吸碘能力最強(qiáng)，可將體內(nèi)70%~80%的碘富集在其中碘化過程發(fā)生在甲狀腺球蛋白分子中的酪氨酸殘基上29目前二十九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)胰島激素（多肽蛋白質(zhì)類激素）人的胰島主要有α、β、δ三種細(xì)胞胰高血糖素胰島素含51個(gè)氨基酸殘基30目前三十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)胰島素生理功能促進(jìn)細(xì)胞攝取葡萄糖促進(jìn)肝糖原和肌糖原的合成抑制肝糖原的分解抑制細(xì)胞內(nèi)腺苷酸環(huán)化酶活性，使cAMP產(chǎn)生顯著減少。胰島素缺乏分泌不足時(shí)，產(chǎn)生高血糖癥，糖尿病機(jī)體喪失主要能量來源酮體供能酮血癥、酸中毒31目前三十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)腎上腺皮質(zhì)素（類固醇激素）類固醇激素是脂溶性激素，在結(jié)構(gòu)上都是環(huán)戊烷多氫菲衍生物。生理功能：調(diào)節(jié)糖代謝：抑制糖的氧化，使血糖升高；促進(jìn)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖；調(diào)節(jié)鹽水代謝：促使體內(nèi)保留鈉離子，排除過多鉀離子；32目前三十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)前列腺素（脂肪酸衍生物）一類具有生理活性的物質(zhì)總稱，已發(fā)現(xiàn)幾十種，廣泛存在于生殖系統(tǒng)及其他組織中?；窘Y(jié)構(gòu)：含一個(gè)戊烷環(huán)及兩個(gè)脂肪側(cè)鏈，是一種二十碳脂肪酸。在側(cè)鏈的C-13和C-14之間有雙鍵，C-15含有一個(gè)羥基。不同前列腺素的區(qū)別在于：戊烷環(huán)上雙鍵位置和取代基的區(qū)別。33目前三十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)34目前三十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)內(nèi)、外環(huán)境改變機(jī)體相關(guān)組織分泌激素激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境改變激素作用機(jī)制目前三十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)1.膜受體激素的作用方式激素作用方式目前三十六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)2.胞內(nèi)受體激素的作用方式目前三十七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)cAMP（第二信使）環(huán)腺嘌呤核苷酸是最重要的一種調(diào)控信號(hào)分子。功能：激活代謝酶38目前三十八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)腺苷酸環(huán)化酶也是一種膜結(jié)合蛋白，它的催化部位面向胞液。在Mg2＋存在下,它能催化ATP轉(zhuǎn)變成cAMP。39目前三十九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于五點(diǎn)第二信使學(xué)說認(rèn)為一種激素的作用在于把某種調(diào)節(jié)信息由分泌細(xì)胞帶到靶細(xì)胞，所以激素是第一信使。激素本身并不進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，而是通過靶細(xì)胞膜上的激素受體再激活腺苷