第田章 物质代谢的联系 与调节 蒋雪 基础医学院·生化与分子生物学教研室
物质代谢的联系 与调节 第 十 章 蒋 雪 基础医学院·生化与分子生物学教研室
◆高等生物一！ 三级水平代谢调节 ◆细胞水平代谢调节 ◆激素水平代谢调节 高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内分泌细胞及内分泌器 官，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。 ◆整体水平代谢调节 在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经递质对靶细胞直接发 生影响，或通过某些激素的分泌来调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激 素的互相协调而对机体代谢进行综合调节
高等生物 —— 三级水平代谢调节 细胞水平代谢调节 激素水平代谢调节 高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内分泌细胞及内分泌器 官，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。 整体水平代谢调节 在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经递质对靶细胞直接发 生影响，或通过某些激素的分泌来调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激 素的互相协调而对机体代谢进行综合调节
一、细胞水平代谢调节 ◆细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 ◆细胞内酶呈隔离分布。 ◆代谢途径的速度、方向由其中的关键酶的活性决定。 ◆代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。 ◆关键酶(key enzymes)：代谢过程中具有调节作用的酶。 ◆关键酶催化的反应特点 ①常常催化一条代谢途径的第一步反应或分支点上的反应，速度最慢，其活性能决定整个代 谢途径的总速度。 ②常催化单向反应或非平衡反应，其活性能决定整个代谢途径的方向。 ③酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂调节
一、细胞水平代谢调节 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 细胞内酶呈隔离分布。 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶的活性决定。 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。 关键酶（key enzymes）：代谢过程中具有调节作用的酶。 关键酶催化的反应特点 ① 常常催化一条代谢途径的第一步反应或分支点上的反应，速度最慢，其活性能决定整个代 谢途径的总速度。 ② 常催化单向反应或非平衡反应，其活性能决定整个代谢途径的方向。 ③ 酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂调节
调节关键酶活性（酶分子结构改变或酶含量改变）是细胞水平代谢调节的 基本方式，也是激素水平代谢调节和整体代谢调节的重要环节。 别构调节(allosteric regulation) ①快速调节（改变酶分子结构） 化学/共价修饰调节 数秒、数分钟 (chemical/covalent modification) 改变单个酶分子的催化能力 ADP Mg2+ 蛋白激酶 Thr (protein ②迟缓调节（改变酶含量） kinase,PK) Th Ser OH Se 0-P032 数小时、几天 Ty 去磷酸 蛋白磷酸酶 磷酸 调节酶的合成与降解速度 化 H20
①快速调节（改变酶分子结构） ②迟缓调节（改变酶含量） 数秒、数分钟 改变单个酶分子的催化能力 数小时、几天 调节酶的合成与降解速度 调节关键酶活性（酶分子结构改变或酶含量改变）是细胞水平代谢调节的 基本方式，也是激素水平代谢调节和整体代谢调节的重要环节。 别构调节 (allosteric regulation) 化学/共价修饰调节 (chemical/covalent modification) ATP Pi H2O ADP 蛋白激酶 （protein kinase，PK） 蛋白磷酸酶 Thr Ser Tyr OH 去磷酸 化 Thr Ser Tyr O 磷酸 化 Mg2+ - PO3 2-
细胞水平的调节 激素水平的代谢调节 内、外环 机体相关组织 激素与靶细胞上的 靶细胞产生生物学效 境改变 分泌激素 受体结合 应，适应内外环境改 变 三、 整体水平的代谢调节 整体水平调节：在神经系统主导下，调节激素释放，并通过激素整合不同组织器 官的各种代谢，实现整体调节，以适应饱食、空腹、饥饿、营养过剩、应激等状 态，维持整体代谢平衡
二、激素水平的代谢调节 内、外环 境改变 机体相关组织 分泌激素 激素与靶细胞上的 受体结合 靶细胞产生生物学效 应，适应内外环境改 变 三、整体水平的代谢调节 整体水平调节：在神经系统主导下，调节激素释放，并通过激素整合不同组织器 官的各种代谢，实现整体调节，以适应饱食、空腹、饥饿、营养过剩、应激等状 态，维持整体代谢平衡。 细胞水平的调节