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第十四章

第十四章. 代 谢 调 节. 概述 细胞水平调节 组织器官水平调节 整体水平调节. 第一节 概 述. 代谢的生理特点 物质代谢的相互关系. 一、代谢的生理特点. 1、代谢网络通路--- 通过代谢途径交叉点上的关键中间产物实现各代谢途径间的联系与转化。 2、酶及反应区域化--- 真核生物各种细胞器由细胞膜分割区域化使酶催化的各种反应相对独立。 3、代谢反应单向性--- 可逆反应不同酶催化；代谢途径中少数不可逆反应决定整个途径的方向。 4、调节方式多层次全方位--- 对代谢反应的关键“酶”进行多层次调节，以达到对代谢途径的调节。.

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Presentation Transcript

  1. 第十四章 代 谢 调 节

  2. 概述 细胞水平调节 组织器官水平调节 整体水平调节

  3. 第一节 概 述 代谢的生理特点 物质代谢的相互关系

  4. 一、代谢的生理特点 1、代谢网络通路---通过代谢途径交叉点上的关键中间产物实现各代谢途径间的联系与转化。 2、酶及反应区域化---真核生物各种细胞器由细胞膜分割区域化使酶催化的各种反应相对独立。 3、代谢反应单向性---可逆反应不同酶催化；代谢途径中少数不可逆反应决定整个途径的方向。 4、调节方式多层次全方位---对代谢反应的关键“酶”进行多层次调节，以达到对代谢途径的调节。

  5. 线粒体:丙酮酸氧化;三羧酸循环;-氧化;呼吸链电子传递;氧化磷酸化线粒体:丙酮酸氧化;三羧酸循环;-氧化;呼吸链电子传递;氧化磷酸化 细胞质:酵解;磷戊糖途径;糖原合成;脂肪酸合成 细胞核:核酸合成 内质网:蛋白质合成;磷脂合成 酶定位的区域化

  6. 二、物质代谢的相互关系 1、糖代谢与蛋白质代谢的相互关系 2、糖代谢与脂代谢的相互关系 3、蛋白质代谢与脂代谢的相互关系 4、核酸代谢与糖代谢、脂代谢及蛋白质代谢的相互关系

  7. 第二节 细胞水平调节 酶含量调节 酶活性调节

  8. 一、酶含量的调节 酶含量的调节即酶合成的调节，是基因转录水平上的调节，在代谢调节中属“粗调”，分两种调节方式： 1、酶的诱导合成 底物诱导，顺序诱导 2、酶合成的阻遏 产物阻遏，分解代谢物阻遏

  9. 二、酶活性的调节 酶活性的调节是通过对酶分子空间构象的影响调节酶活性的大小、有无。在代谢调节中属“细调”，有多种调节机制。 1、酶活性调节机制 （1）酶原激活 将合成之初的无活性酶原通过切断某些肽键或切掉某些肽段改变空间构象成为有活性酶的过程。属不可逆共价修饰调节。

  10. （2）可逆共价修饰 在其它酶催化下，酶分子通过共价键结合或脱去某些基团，引起酶活性改变的过程称为酶的共价修饰。这类酶称共价调节酶。 目前已知有六种修饰方式： ①磷酸化/去磷酸化， ②乙酰化/去乙酰化， ③腺苷酰化/去腺苷酰化， ④尿苷酰化/去尿苷酰化， ⑤甲基化/去甲基化， ⑥氧化（S-S）/还原(2SH)。

  11. 磷酸酯酶 ATP ADP -OH 激酶 H2O 磷酸化酶 磷酸化酶 P （无活性） P （有活性） 例：糖原磷酸化酶的共价修饰

  12. （3）变构调节 以变构（别构）的方式进行活性调节的酶是变构酶。 变构酶除结合底物的活性部位外，还有结合调节物的变构部位（调节部位）。通过正、负调节物的结合改变酶的活性。 （4）聚合与解离 一些酶的活性和专一性可以通过酶分子亚基间的聚合或解离进行调节。如：谷氨酸脱氢酶。

  13. 2、前馈与反馈 （1）前馈 底物浓度对关键酶的调节称为前馈。常见正前馈作用—底物浓度促进酶的活性；少见负前馈—高浓度底物抑制酶活性作用。 （2）反馈 终产物浓度对关键酶的调节称为反馈。常见负反馈作用—产物浓度抑制酶的活性；少见正反馈—高浓度终产物激活酶活性作用。

  14. E1 A C P B 反馈抑制 3、反馈抑制 由代谢终产物作为变构剂抑制合成此产物过程中某一酶（通常为限速酶）活性的作用，称为反馈抑制。这是一种负反馈机制，多数情况下控制合成代谢。 （1）反馈抑制的类型 ①线性反馈

  15. ②分支反馈 分支型的反馈抑制主要有以下几种类型： A.合作反馈抑制 B.协同反馈抑制 C.累积合作反馈抑制 D.增效合作反馈抑制 E.顺序合作反馈抑制

  16. 合作反馈抑制 X E4 E1 A C D B E5 Y

  17. X E4 E1 A C D B E5 Y 协同反馈抑制 存在于Lys Thr的合成中

  18. 30% X E4 E1 A C D B E5 Y 50% 65% 累积反馈抑制

  19. 30% X E4 E1 A C D B E5 Y 50% ＞80% 增效反馈抑制

  20. X E4 E1 A C B D E5 Y 顺序反馈抑制 存在芳香族氨基酸合成的过程中

  21. （2）反馈调节作用的酶 ①变构酶 ②同工酶 ③多功能酶

  22. 第三节 组织器官水平调节 激素的类型与作用特点 激素调节的作用机制

  23. 一、激素的类型与作用特点 • 激素是生物体内特定细胞产生的的对某些靶细胞具有特殊刺激作用的微量物质。 • 激素是生物细胞分泌的一类特殊化学物质，它对各种生命活动和代谢过程具有调控功能。 • 激素调控往往是局部性的，作用于能识别激素信号被称为激素受体的特异物质。 • 通常一种激素只作用于一定的细胞组织，不同的激素调节不同的物质代谢或生理过程。

  24. 1、激素的分类 • 在生物激素中，动物激素最为重要。植物激素主要为植物生长调节剂。 • 根据激素的化学结构和调控功能，一般可以分为三类 • （1）含氮激素。包括蛋白质激素、多肽激素、氨基酸衍生物激素等。 • （2）类固醇激素。性腺和肾上腺皮质分泌的激素大多数是类固醇激素。 • （3）脂肪酸衍生物激素。主要由生殖系统及其它组织分泌产生。

  25. 1、激素作用的特点 • 1.含量少； • 2.特异性强； • 3.亲和力高； • 4.与受体可逆结合； • 5.受体与激素的结合具有饱和性； • 6.激素类似物可与受体结合.

  26. 二、激素调节的作用机制 1、膜受体激素的作用机制 2、胞内受体激素的作用机制

  27. 激素 G蛋白 受体 环化酶 ATP cATP+PPi R R cATP c c 肽类激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图 细胞膜 + 蛋白激酶（有活性） 蛋白激酶（无活性） 内在蛋白质的磷酸化作用 改变细胞的生理过程 细胞膜

  28. 肾上腺素或胰高血糖素 肾上腺素或胰高血糖素 1、腺苷酸环化酶（无活性） 腺苷酸环化酶（活性） 1 2、ATP 2 102 cAMP 3、蛋白激酶（无活性） R、cAMP 3 蛋白激酶（活性） ATP ADP ATP ADP 4、磷酸化酶激酶（无活性） 4 104 磷酸化酶激酶（活性） 5 106 5、磷酸化酶 b（无活性） 磷酸化酶 a（活性） 6 6、糖原 108 1-磷酸葡萄糖 血液 葡萄糖 葡萄糖 酶级联系统调控示意图 6-磷酸葡萄糖

  29. 意义：只要有少量信号分子（如激素）存在，即可通过加速这种酶促共价修饰反应，而使大量的另一种酶发生化学修饰，从而获得放大效应。这种调节方式快速、效率极高。意义：只要有少量信号分子（如激素）存在，即可通过加速这种酶促共价修饰反应，而使大量的另一种酶发生化学修饰，从而获得放大效应。这种调节方式快速、效率极高。

  30. 甾醇类激素作用原理示意图

  31. 第四节 整体水平调节 神经系统调节机制 饥饿与进食时的代谢变化 运动时的代谢变化 应激时的代谢变化

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