第十四章 物质代谢的相互联系 和调节控制 第一节代谢间的网络联系 ■提问:近几年的网络化进步都带来了哪些便利? ■联系密切(世界范围) 资源共享(世界范围) 音乐网、文学网、化学网、环保网、人际关系网 annd 集团优势的充分体现 ■几亿年前生物小小的细胞内就已经进化出了网络化行为 代谢网络 提问:有什么益处? 资源共享一途径 在满足需要的前提下,互通有无,最大限度的减少酶、代谢途径及中 间产物的数量 这些代谢之间是否会存在互相干扰的问题呢? 是 如何尽量降低其程度呢? 各种代谢调控的方法 第二节代谢的调控 器官层次 器官功能分化,如肝脏是主要的氧化、合成部位 细胞层次一 细胞器功能分化
第十四章 物质代谢的相互联系 和调节控制 第一节 代谢间的网络联系 ◼ 提问：近几年的网络化进步都带来了哪些便利？ ◼ 联系密切（世界范围） ◼ 资源共享（世界范围） ◼ 音乐网、文学网、化学网、环保网、人际关系网 ………… 集团优势的充分体现 ◼ 几亿年前生物小小的细胞内就已经进化出了网络化行为—— 代谢网络 提问：有什么益处？ ◼ 资源共享—途径 ◼ 在满足需要的前提下，互通有无，最大限度的减少酶、代谢途径及中 间产物的数量 ◼ 这些代谢之间是否会存在互相干扰的问题呢？ ◼ 是 ◼ 如何尽量降低其程度呢？ ◼ 各种代谢调控的方法 第二节 代谢的调控 ◼ 器官层次—— ◼ 器官功能分化，如肝脏是主要的氧化、合成部位 ◼ 细胞层次—— ◼ 细胞器功能分化
2.1分子水平 提问:如何调控呢? 酶一一代谢调控的开关 提间:影响酶活力的因素有哪些? 底物浓度、釀浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂、辅或辅基、别构激活抑制 pH、温度基本控制在定值 例如温度高太耗能、低了酶活性低 1底物激活、产物抑制一一前馈反馈 2熊量物质二一ADP/ATP调节 提问:如何调控? ADP-Pi↑一分解反应↑ ATP↑一合成反应↑ 背景介绍 大肠杆菌通常利用葡萄糖作为碳源,通常情况下环境中乳糖极少,降解乳糖的酶 不被合成,其实质是乳糖降解酶基因不表达。 真核生物基因是多层次调控 目前生化领域最引人注目的研究课题之 研究目的一一更有效地控制真核生物(动植物及人类自身)的生长发育。 真核生物DNA中基因部分只占5%,其余大多与调控有关 严密控制不同部位的细胞中基因的表达 以实现明确的分工(代谢能力、功能) 转录前调节 1染色体丢失一 如红细胞成熟过程中整个核丢失了。 2基因扩增一一 如受精卵细胞大量扩增rRNA基因数量,以加速蛋白质合成速度,从而加速细胞分裂速度 又如癌细胞大量扩增癌基因; 3.甲基化 ■关闭该基因功能
2.1分子水平 ◼ 提问：如何调控呢？ ◼ 酶——代谢调控的开关 ◼ 提问：影响酶活力的因素有哪些？ ◼ 底物浓度、酶浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂、辅酶或辅基、别构激活抑制 ◼ pH、温度基本控制在定值 ◼ 例如 温度高太耗能、低了酶活性低 ◼ 1.底物激活、产物抑制——前馈反馈 2.能量物质——ADP/ATP调节 ◼ 提问：如何调控？ ◼ ADP-Pi↑—分解反应↑ ◼ ATP ↑—合成反应↑ ◼ 背景介绍 ◼ 大肠杆菌通常利用葡萄糖作为碳源，通常情况下环境中乳糖极少，降解乳糖的酶 不被合成，其实质是乳糖降解酶基因不表达。 真核生物基因是多层次调控 • 目前生化领域最引人注目的研究课题之一。 • 研究目的——更有效地控制真核生物（动植物及人类自身）的生长发育。 • 真核生物DNA中基因部分只占5%，其余大多与调控有关。 • 严密控制不同部位的细胞中基因的表达— • 以实现明确的分工（代谢能力、功能） ◼ 转录前调节— ◼ 1.染色体丢失—— ◼ 如红细胞成熟过程中整个核丢失了。 ◼ 2.基因扩增—— ◼ 如受精卵细胞大量扩增rRNA基因数量，以加速蛋白质合成速度，从而加速细胞分裂速度； ◼ 又如癌细胞大量扩增癌基因； ◼ 3.甲基化—— ◼ 关闭该基因功能
转录调节 1固醇激素(如动物性激素) 与基因结合,促使细胞转录加速,生长加速 2增强子一一DNA片段 产生增强蛋白加速转录速度 B降解调控 ■泛肽一一有选择的控制一些酶的降解 4激素对酶的连续激活 主湖勃指其类及氨基物液卖 5神经信号对酶的调节 高等动物特有的调节机制 信号一一化学信号、电信号 化学信号(神经递质)一一与激素连续激活原理相同; 如乙酰胆碱、神经肽、氨基酸 电信号(Na、Ca2+、K在细胞内外的定向流动) 以ca2+在细胞内 的浓度变化引起细胞内相关的酶蛋白激活或抑制。 各种生物在生物化学层次完全平等 生物化学中具有高度的生命智慧
◼ 转录调节 ◼ 1.固醇激素（如动物性激素）—— ◼ 与基因结合，促使细胞转录加速，生长加速 ◼ 2.增强子——DNA片段 ◼ 产生增强蛋白加速转录速度。 B.降解调控 ◼ 泛肽——有选择的控制一些酶的降解 4.激素对酶的连续激活 ◼ 主要指肽类及氨基酸衍生物激素。 ◼ （动物激素主要包括肽类、氨基酸衍生物类、固醇类激素） 5.神经信号对酶的调节 ◼ 高等动物特有的调节机制 ◼ 信号——化学信号、电信号 ◼ 化学信号（神经递质）——与激素连续激活原理相同； ◼ 如乙酰胆碱、神经肽、氨基酸等 ◼ 电信号（Na+、Ca2+、K+ 在细胞内外的定向流动）—— 以Ca2+在细胞内 的浓度变化引起细胞内相关的酶蛋白激活或抑制。 ◼各种生物在生物化学层次完全平等 ◼生物化学中具有高度的生命智慧