第十三章物质代谢的联系与调节 【目的与要求】 1、掌握物质代谢的相互关系。 2、熟悉代谢调节的方式。 【教学内容】 1、物质代谢的相互联系。 2、代谢的调节。 【重点与难点】 糖、脂、蛋白质、核酸代谢的相互联系。 【教学方法】 多媒体授课 【教学时数】 4学时 1
·1· 第十三章 物质代谢的联系与调节 【目的与要求】 1、掌握物质代谢的相互关系。 2、熟悉代谢调节的方式。 【教学内容】 1、物质代谢的相互联系。 2、代谢的调节。 【重点与难点】 糖、脂、蛋白质、核酸代谢的相互联系。 【教学方法】 多媒体授课。 【教学时数】 4 学时
第一节物质代谢的相互联系 不同代谢途径通过共同代谢中间代谢物形成代谢网络：不同的代谢途径通过交叉点上 关键的共同中间代谢物得以沟通，形成经济有效、运转良好的代谢网络。 最关键的中间物：6磷酸葡萄糖、丙酮酸和乙酰C0A。 各代谢还有与其他代谢相同的中间物：磷酸二羟丙酮、磷酸烯醇式丙酮酸、草酰乙酸、 α-酮戊二酸、磷酸核糖等，在沟通代谢网络中也起着重要作用。 一、糖与脂肪代谢的相互转变 6-P-Cm途径NADpH+H 「不饱和脂酰CoA 葡萄糖 磷酸甘油醛→丙酮酸一→乙酰CoA 脂酸合成酶系饱和脂酰CoA NADH+H NAD" 磷酸二羟丙酮 →磷酸甘油一 c}6一脂肪 甘游仰or 一碎酸甘油0八☑Mm, →磷酸二羟丙酮、翻 脂防 C02+H20 脂防酸一→脂酰C6A-氧 子砾级2我 1C0 C02+H20 丙酮酸 异生 糖 二、糖代谢与蛋白代谢通过TCA循环的相互沟通 圆即经丙用酸 。-酮成二酸鸣草最乙酸 转 直接刻饵 作用 著化 作用 蛋白质 (Ala- ,阳丙酮酸 )草酰乙酸 PEP 生通 →a-酮戊二酸→草酰乙酸 …2
·2· 第一节 物质代谢的相互联系 不同代谢途径通过共同代谢中间代谢物形成代谢网络；不同的代谢途径通过交叉点上 关键的共同中间代谢物得以沟通，形成经济有效、运转良好的代谢网络。 最关键的中间物：6-磷酸葡萄糖、丙酮酸和乙酰 CoA。 各代谢还有与其他代谢相同的中间物：磷酸二羟丙酮、磷酸烯醇式丙酮酸、草酰乙酸、 α-酮戊二酸、磷酸核糖等，在沟通代谢网络中也起着重要作用。 一、糖与脂肪代谢的相互转变 二、糖代谢与蛋白代谢通过 TCA 循环的相互沟通
三、脂肪代谢与蛋白代谢的相互关系 生酮氨基酸可转变为脂肪，而脂肪酸有限合成蛋白质 甘一带二丙 时雪货聚一→盾酰C4上k总乙低Ca一丙期酸一成段一乙根 NH 蛋白质 蛋白质水“氨基酸刷酸或乙酰CaA →脂肪酸一→脂防 四、核酸和其它物质代谢的相互关系 ()核酸(DNA,RNA)是细胞重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成(mRNA,RNA,RN 影响细胞的成分和代谢类型： (2)核酸本身也受到其他物质，特别是蛋白质的作用与控制： ①原呤：嘌玲环的合成需要G,Ap,G血 ②核酸的合成需要酶及多种蛋白质因子 (3)各类物质的代谢都离不开具高能磷酸键的各种核苷酸， AP是能量和磷酸基的供体，广泛参与各种代谢； UP参与多糖合成： CTP参与磷脂的合成； GTP参与蛋白质的合成和糖异生作用 (4)许多重要的辅酶含核苷酸，如CoA,NAD,NADP,FMN,FAD是腺原吟核苷酸衍生物 3
·3· 三、脂肪代谢与蛋白代谢的相互关系 生酮氨基酸可转变为脂肪，而脂肪酸有限合成蛋白质 四、核酸和其它物质代谢的相互关系
蛋白质 核酸 淀粉、糖原 脂肪 氯基酸 核酸 1-磷酸葡萄糖 6蕊酸萄萄精 生糖氨基酸 陵酸 磷酸二羟丙酮←+甘油 丙酸 丙二单CoA 半氨國 ·乙酰乙酰CoA +胆固醉 酸冬酸 酸 双-酮成二酸 异柠檬酸 第二节代谢的调节 细胞水平的调节一通过对细胞内酶的调节来实现。 激素水平的调节一协调不同细胞、组织与器官之间的代谢 神经系统的调节在神经系统参与下由酶和激素共同构成的调节网络。 上述三个水平，我们主要学习细胞水平的调节。 一、细胞水平的调节 细胞水平的调节主要是通过对酶的控制来实现，因此又称为酶调节，包括酶在胞内的 分布差异、酶活性的改变及酶量的变化等方式改变代谢的速度。 (一)酶区域定位的调节 细胞内的不同部位分布着不同的酶，称为酶的区域定位或酶分布的分隔性，这个特 性决定了细胞内不同的部位进行着不同的代谢。这种区域化的分布，使得各种代谢途径不 致互相干扰，而又彼此协调。 …4
·4· 第二节 代谢的调节 细胞水平的调节---通过对细胞内酶的调节来实现。 激素水平的调节---协调不同细胞、组织与器官之间的代谢。 神经系统的调节---在神经系统参与下由酶和激素共同构成的调节网络。 上述三个水平，我们主要学习细胞水平的调节。 一、细胞水平的调节 细胞水平的调节主要是通过对酶的控制来实现，因此又称为酶调节，包括酶在胞内的 分布差异、酶活性的改变及酶量的变化等方式改变代谢的速度。 （一）酶区域定位的调节 细胞内的不同部位分布着不同的酶，称为酶的区域定位或酶分布的分隔性，这个特 性决定了细胞内不同的部位进行着不同的代谢。这种区域化的分布，使得各种代谢途径不 致互相干扰，而又彼此协调
细胞器 系 细胞核 DNA复制，RNA的合成，如工的解 维胞溶胶 椅稳解途径，菌被度籍途径，糖原合皮，分解时的稿，脑异生，脂肪酸 成，氨基酸，核苷酸的合战，核糖体上的蛋白质生物合成 线粒体 氧化酸化丙酸的氧化、三能活环断防酸氢化尿麦循环到 复基作用，谷氢酸脱宝酶，少量DNA,RNA.蛋白质的合成，脂药酸碳链 延长，单玻氧化酶等 内质网 高尔基体 溶体 水解酶类（蛋白酯、脂酷、磷脂碍枝酸酶，糖苷酶、南酸酯酶】 过氧化物尊体（微体）氧化酶 过氧化物 质 ATP酵.苷酸环化等 (二)酶水平的调节 1.含量（浓度）的调节（粗调，转录水平上的调节） 博的诱导生成和阻遗（操纵子学说）】 〔酶原的活化 酶分子的解离和聚合 2.酶活性的遇节（微调） 相反的单一方向上的调节 醇分子结构的调节，变构调节)反馈调节 共价修饰 级联反应 酶的活性调节除反馈调节外，其它几个方面我们己经介绍过，所以仅学习反馈调 节。 1、反馈调节 代谢底物、中间产物及终产物常常可以作为影响关键酶的效应物。对关键酶的活性 起到促进或抑制作用，这就是前馈和反馈调节。 ◆前馈与反馈的概念 ①、前馈-代谢底物和调节作用 前馈是指代谢底物或代谢途径中早期的中间产物，对途径中后面某步反应酶活性的影 响，从而影响整个代谢途径的速度。如果底物（或中间产物）浓度增高，使酶激活，或酶 的活性提高，称为正前馈：相反，底物浓度增高，酶活下降，使代谢速度减慢，称为负前 馈。 ②、反馈一终产物的调节作用 在更多的情况下，一个代谢途径的终产物（或某些中间产物）对关键酶的活性产生更 重要的影响，称为反馈。如果终产物浓度增高，刺激关键酶的活性，称为正反馈：反之， 终产物的积累抑制关键酶的活性，称为负反馈。 5
·5· （二）酶水平的调节 酶的活性调节除反馈调节外，其它几个方面我们已经介绍过，所以仅学习反馈调 节。 1、反馈调节 代谢底物、中间产物及终产物常常可以作为影响关键酶的效应物。对关键酶的活性 起到促进或抑制作用，这就是前馈和反馈调节。 ◆ 前馈与反馈的概念 ①、前馈--代谢底物和调节作用 前馈是指代谢底物或代谢途径中早期的中间产物，对途径中后面某步反应酶活性的影 响，从而影响整个代谢途径的速度。如果底物（或中间产物）浓度增高，使酶激活，或酶 的活性提高，称为正前馈；相反，底物浓度增高，酶活下降，使代谢速度减慢，称为负前 馈。 ②、反馈—终产物的调节作用 在更多的情况下，一个代谢途径的终产物（或某些中间产物）对关键酶的活性产生更 重要的影响，称为反馈。如果终产物浓度增高，刺激关键酶的活性，称为正反馈；反之， 终产物的积累抑制关键酶的活性，称为负反馈
+ 前馈 E So S …Sn- En-1S +或 反 馈 反馈抑制的类型 ①顺序反馈抑制 ②协同反馈抑制 X X A→B,→C→D d AB- h ③积累反馈抑制 ④同工酶反馈抑制 【思考题】 1.什么是酶水平调节？ 2.什么是变构酶和变构调节？ 3.什么是酶的诱导作用？ 4.简述酶在细胞中的分布与代谢调节的关系？ 5.代谢调节可在那些水平上进行？为什么说酶水平调节是最基本的调节方式？ 6.用操纵子学说阐述酶合成的诱导和阻遏？ 7.试述变构调节和化学修饰调节的特点及生理意义？ 8.什么是基因表达？基因表达为何需要调控？ 9.什么是诱导与阻遏？ 6
·6· 反馈抑制的类型 【思考题】 1．什么是酶水平调节？ 2．什么是变构酶和变构调节？ 3．什么是酶的诱导作用？ 4．简述酶在细胞中的分布与代谢调节的关系？ 5．代谢调节可在那些水平上进行？为什么说酶水平调节是最基本的调节方式？ 6．用操纵子学说阐述酶合成的诱导和阻遏？ 7．试述变构调节和化学修饰调节的特点及生理意义？ 8．什么是基因表达？基因表达为何需要调控？ 9．什么是诱导与阻遏？