细胞代谢与基因表达调控调控
基因表达及其调控与代谢物分析
基因表达及其调控与代谢物分析基因表达是指基因上的信息被转录成RNA分子，最终转化为蛋白质的过程。
在细胞代谢过程中，不同的基因表达量和调控机制对于细胞的功能和特性起着重要的作用。
因此，基因表达及其调控与代谢物分析是当今生物医学研究领域中的热点问题。
基因的表达量由多种环境和遗传因素调节。
通常来说，基因转录起始因子和转录核酸酶是控制基因表达的两个主要因素。
转录起始因子与特定DNA序列的结合激活转录过程，而转录核酸酶则是识别DNA序列并促进mRNA的合成。
此外，基因组上的诸多的表观遗传修饰（包括DNA甲基化、组蛋白修饰等）和非编码RNA （如甲基化miRNA、siRNA等）也可影响基因表达。
在细胞增殖和分化过程中，上述因素的调控极为复杂。
为了更好地研究基因表达及其调控，在取得细胞样品后，可以利用RNA测序技术和qPCR等方法检测不同基因的表达量，识别某些表达模式与不同生物功能之间的关系。
此外，分子标记方法（如北方杂交法、原位杂交法），蛋白质组学方法（如蛋白质质谱法、蛋白质芯片法），和功能基因组学方法（如基因敲除法、RNA干扰技术）等，也是流行的基因表达分析方法。
在基因表达分析的基础上，代谢物分析是对细胞生命过程的加强理解，特别是对于了解某些代谢性疾病。
代谢物是细胞内化学反应的产物，也是描述细胞状态和活动的有力工具。
代谢物组学方法以人体代谢物和代谢物组为研究对象，运用各种分析技术和数据处理手段对大量生物样品进行分析，以确定不同状态的代谢物指纹图谱，寻找新的代谢性疾病标志物，并发现特定代谢物在疾病的发展过程中的机制。
在代谢物分析领域，代谢物组学方法（如质谱代谢物组学和核磁共振代谢物组学）是最常见和流行的，通过分析组织和体液中代谢物的浓度和结构差异，可以确定不同状态的代谢物指纹图谱。
此外，也有人使用代谢物芯片、代谢物关注方法和有针对性地定向扫描特定代谢物的方法等。
总的来说，基因表达及其调控和代谢物分析是两个相辅相成的研究领域。
基因调控与代谢途径的关系
基因调控与代谢途径的关系基因调控是指生物体对基因表达过程进行调节的机制，通过控制基因的活性，可以影响生物体的代谢途径。
基因调控与代谢途径之间存在着复杂而密切的相互关系，本文将探讨这两者之间的相互作用，并分析其在生物学研究和生物工程领域的应用。
1. 基因调控对代谢途径的影响基因调控可以通过调整特定基因的表达水平来改变代谢途径的活性。
在细胞内，基因调控通过调节转录因子的活性、甲基化修饰等方式实现。
举例来说，如果一个转录因子能够抑制某个酶基因的表达，那么该酶的活性就会降低，从而影响相应的代谢途径。
此外，在细胞内信号传导网络中，很多信号分子可以作为转录因子，直接或间接地对基因表达进行调控，进而影响代谢途径的运行。
2. 代谢途径对基因调控的需求代谢途径的活性也对基因的调控产生影响。
在代谢途径中，产生的代谢产物可以作为信号分子直接或间接地影响转录因子的活性，从而调控相关基因的表达。
此外，代谢途径内部的反馈机制能够调控基因表达的稳态水平，维持代谢通路的平衡。
例如，某些化合物可以作为共同的底物或产物来调控多个基因的表达，协调整个代谢通路的运转。
3. 基因调控与代谢途径相互作用的例子a) 糖代谢途径和蔗糖诱导基因表达：研究发现，在植物中，蔗糖能够诱导与糖代谢相关的基因表达。
蔗糖诱导的基因表达主要通过反应性氧化物（ROS）信号途径实现，ROS可以调节转录因子的活性，从而影响相关基因的表达水平。
b) 感染和免疫调节：许多病原微生物感染会导致细胞内代谢途径的改变，并引起免疫应答。
免疫细胞激活后，会产生多种细胞因子和信号分子，这些分子通过与转录因子结合，调控相关基因的表达，进而参与免疫调节和炎症反应。
4. 生物研究和生物工程中的应用基因调控与代谢途径的相互关系在生物研究和生物工程中具有重要的应用价值。
首先，在生命科学研究中，深入理解基因调控与代谢途径之间的相互作用，有助于揭示生物体内复杂的生物调控网络。
这对于研究疾病机制、发展新药物和改善生物制造过程具有重要意义。
细胞内环境和微环境的调控机制
细胞内环境和微环境的调控机制细胞内环境和微环境是指那些影响细胞生长和发育的因素，包括细胞外的物理和化学环境，以及细胞内的代谢和信号转导网络。
细胞要在一个适宜的环境下才能生存和繁殖，而这个环境是通过细胞内外的调控机制来实现的。
一、细胞内环境的调控机制细胞内环境包括细胞质基质、细胞器、细胞核等部分，它们之间的相互作用是维持细胞正常功能的前提。
细胞内环境的调控主要由细胞内代谢、蛋白质合成和降解、基因表达等方面实现。
1、细胞代谢调控细胞的代谢活动对于维持细胞生命活力和正常功能至关重要。
细胞代谢主要包括三个方面：能量代谢、有机物代谢和无机物代谢。
其中，能量代谢是最为重要的，细胞通过氧化反应将葡萄糖转化为ATP分子，从而为细胞提供能量。
代谢可以由细胞内各种酶、激素、信号分子等调控。
例如，ATP和乳酸作为信号分子可以影响片段化蛋白的水解水解。
2、蛋白质调控蛋白质是细胞内所有生命活动的基础，包括结构蛋白、酶、激素、抗体等多种类型。
它们不仅为细胞提供结构支撑，还具有各种功能。
蛋白质的合成和降解分别通过翻译和蛋白酶的作用实现。
细胞会通过检测不同时期和环境下的蛋白质含量，调节它们的合成和分解速率，从而维持细胞内部稳态。
3、基因表达调控基因编码了细胞所需的各种功能蛋白质，细胞通过调控基因的表达水平来适应内部和外部环境的变化。
基因表达调控由DNA上多个启动子和转录因子共同作用实现。
不同启动子和转录因子的相互作用会导致特定基因的转录活化或抑制。
二、微环境调控机制细胞外的微环境对于细胞生长和发育也至关重要。
微环境由细胞周围的基质组成，它们表现出多样化的生理和化学特性，包括生物降解程度、组织刚度、细胞外基质纤维、溶质浓度等。
微环境调控的方式有很多种，比较重要的有四种：细胞外基质调控、细胞信号调控、自噬调控和凋亡调控。
1、细胞外基质调控细胞外基质包括胶原、纤维连接蛋白、肌球蛋白等多种类型，它们对于细胞的生长和发育有着重要的作用。
基因表达调控及其对细胞功能的影响
基因表达调控及其对细胞功能的影响基因表达调控是指细胞内部的一系列机制和过程，通过调控基因的转录和翻译过程，使得特定的基因在特定的时间和空间上表达出来。
这种调控机制对于细胞的功能和生物体的发育起着至关重要的作用。
本文将探讨基因表达调控的几种机制以及它们对细胞功能的影响。
1. 转录调控转录调控是指通过调控基因的转录过程来影响基因表达。
细胞内存在着多种转录因子和调控因子，它们可以结合到基因的启动子区域上，促进或抑制转录的进行。
这些调控因子可以响应环境信号或细胞内的信号通路，从而调节基因的表达水平。
例如，一些转录因子在细胞受到外界刺激时会被激活，进而启动特定基因的转录，从而调控细胞的生理反应。
2. 翻译调控翻译调控是指通过调控基因的翻译过程来影响基因表达。
在转录后，mRNA需要经过翻译过程才能产生蛋白质。
细胞内存在着多种调控因子，它们可以结合到mRNA上，促进或抑制翻译的进行。
这些调控因子可以调节翻译的速率和准确性，从而影响细胞内特定蛋白质的表达水平。
例如，一些调控因子可以选择性地促进特定mRNA的翻译，从而调控细胞的代谢和增殖。
3. 修饰调控修饰调控是指通过化学修饰基因组和蛋白质分子来影响基因表达。
细胞内存在着多种修饰酶和修饰酶，它们可以在DNA和蛋白质上添加或去除化学修饰基团。
这些化学修饰可以改变基因组的结构和染色质的状态，从而影响基因的可及性和表达水平。
例如，DNA甲基化是一种常见的修饰方式，它可以静默基因的表达，从而影响细胞的分化和发育。
基因表达调控对细胞功能的影响是多方面的。
首先，它可以使细胞在不同的环境和发育阶段中表达不同的基因，从而实现细胞的多样化和分化。
例如，在胚胎发育过程中，基因表达调控可以使细胞逐渐分化为不同的器官和组织。
其次，基因表达调控可以使细胞对外界刺激做出快速和准确的反应。
例如，当细胞受到外界刺激时，特定的基因会被启动，从而调控细胞的生理反应，如细胞凋亡和免疫应答。
此外，基因表达调控还可以影响细胞的代谢和增殖。
肝细胞与脂肪代谢相关基因的表达调控
肝细胞与脂肪代谢相关基因的表达调控肝细胞是人体内最重要的代谢器官之一，其功能涉及到脂肪代谢、葡萄糖代谢、蛋白质代谢等多个方面。
肝细胞内许多基因负责着这些代谢过程的调控。
其中，与脂肪代谢相关的基因表达调控尤为关键。
脂肪代谢是人体内最重要的代谢过程之一。
它涉及到我们饮食中的脂肪摄入、脂肪的储存与利用等多个方面。
同时，脂肪代谢异常也是导致脂肪肝等疾病的主要原因之一。
肝脏作为人体内最为重要的脂肪代谢器官之一，其对脂肪代谢的调节作用至关重要。
在肝细胞内，有许多基因与脂肪代谢相关。
这些基因的表达调控可影响脂肪的合成、氧化和蓄积等过程。
调控肝细胞内与脂肪代谢相关的基因表达，可以通过多种途径实现。
其中，转录因子、非编码RNA和表观遗传学等因素的调节在其中扮演着重要的角色。
转录因子是一类影响基因表达的调节因子。
在肝细胞内，有多个转录因子与脂肪代谢相关，比如说肝X受体（LXR）、合成控制转录因子（SREBP）等。
这些转录因子的调控，可影响肝细胞内脂肪的合成和蓄积。
非编码RNA（ncRNA）是指没有翻译成蛋白质的RNA分子。
在肝细胞内，有多种ncRNA参与到与脂肪代谢相关的基因表达调控中，比如说微小RNA （miRNA）和长非编码RNA（lncRNA）等。
这些ncRNA通过与特定的mRNA结合，实现对其表达的调控。
表观遗传学是一类研究非DNA序列的遗传信息传递的学科。
在肝细胞内，表观遗传学调节了许多与脂肪代谢相关的基因表达。
其中，DNA甲基化和组蛋白修饰等是两种重要的表观遗传学调控方式。
这些调控因素可以影响染色质结构和DNA的可读性，从而影响基因的表达。
总体来说，肝细胞内与脂肪代谢相关的基因表达调控涉及到多种机制。
这些机制相互配合，调节人体内脂肪的合成、氧化和蓄积等过程。
对这些调控机制的深入研究，可以为预防和治疗与脂肪代谢相关的疾病提供新的思路和方法。
缺氧环境下动植物适应机制探究
缺氧环境下动植物适应机制探究缺氧（hypoxia）是指在正常氧气浓度降低的情况下生物体所处的环境，它可能由于高海拔、水下或疾病等因素引起。
在缺氧环境下，动植物需要采取适应机制来确保其生存和正常功能。
本文将探讨缺氧环境下动植物适应的机制，并重点关注细胞代谢调节和基因表达调控。
动物在缺氧环境下适应的机制之一是通过细胞代谢调节。
在缺氧条件下，细胞无法通过正常的呼吸作用产生足够的能量。
为了弥补能量缺乏，动物会转向发酵代谢途径，例如乳酸发酵。
这种代谢途径能够在缺氧环境下快速产生少量的ATP（三磷酸腺苷），供细胞使用。
此外，动物还会减少耗氧量，通过降低代谢速率来延缓氧气耗尽。
这些调节使得动物能够在缺氧环境下存活，并在恢复到正常氧气水平后恢复正常功能。
缺氧环境下的植物适应机制也与细胞代谢调节有关。
植物在缺氧条件下也会进行乳酸发酵，以产生ATP。
此外，植物还会增加根系的通气量，以便从土壤中吸收更多的氧气，并通过氧化呼吸来产生额外的能量。
植物还会增加醛缩酶（aldehdyde dehydrogenase）活性，以减少干旱和缺氧对植物的伤害。
这种酶可以帮助植物代谢有害物质，同时增加细胞的氧化还原能力。
除了细胞代谢调节，基因表达调控也在缺氧环境下发挥重要作用。
缺氧环境会引起一系列适应性基因的表达变化。
例如，低氧环境下活跃的转录因子HIF （hypoxia-inducible factor）可以促进血管新生，以提供更多氧气供应。
此外，低氧环境还可以通过调节蛋白质降解途径来增加氧气的利用效率。
这些基因的表达调控在动植物的生长和发育过程中起着重要的调节作用，帮助它们适应缺氧环境。
在缺氧环境下，动植物的适应机制不仅仅局限于细胞代谢调节和基因表达调控。
例如，动物可以通过改变呼吸模式来调节氧气吸入和二氧化碳排出的速率。
此外，植物还可以通过改变叶片的形态结构，增加气体交换表面积，以提高光合作用的效率。
这些适应机制都旨在帮助动植物在缺氧环境中维持生存和生长所需的氧气供应。
细菌中的代谢调控与基因表达
细菌中的代谢调控与基因表达细菌是一类微小单细胞生物，可以在各种环境下生存繁衍，是自然界中最生物量最大的生命体。
这些微生物具有强大的代谢适应性，可以通过对代谢通路的调节，利用各种有机或无机物质作为碳源和能源生长繁殖。
细菌的代谢调控和基因表达是维持细胞稳态、响应环境压力和适应代谢需求的重要机制。
1. 细胞代谢通路的调控细胞代谢通路是一系列酶催化反应的有序组合，把营养物质转化为生命必须的物质及能量来支持细胞的正常生理活动。
不同的代谢通路之间直接或间接地相互关联，构成一个复杂的代谢网络。
细菌需要根据环境的变化对代谢网络进行合理的重装，调节代谢物的产生和消耗，以适应外部环境条件的变化。
(1)底物和产物的负反馈调控负反馈调控是细胞代谢通路中最简单、最普遍的一种调控方式。
当代谢通路的最终产物积累到一定浓度时，就会抑制前面的酶活性，减少底物转化为产物的速率，从而达到控制代谢通路的目的。
例如，大肠杆菌的亮氨酸合成途径中，苏氨酸的高浓度可以抑制左旋异亮氨酸合酶的活性，从而减少光气恶酮酸转化为乙酰丙酸，降低亮氨酸的合成速度。
(2)酶的协同调控细胞代谢通路中的许多酶只有在组成酶复合物后才能发挥催化作用。
例如，乳酸菌的乳酸生成途径中，磷酸乳酸脱氢酶和乳酸脱氢酶可以形成酶复合物，使得反应的速率得到了提高。
另外，细胞内还存在着一些调节蛋白可以与酶复合物互作，增强或降低酶活性，从而调节代谢通路的速率。
(3)磷酸化反应的调控磷酸化是一种常见的酶活性调控机制。
细胞内的蛋白激酶和磷酸酶可以调节细胞内蛋白磷酸化水平，从而改变酶的空间构象和催化活性。
细菌中还存在差异性磷酸化机制，一些接受器蛋白在细胞外刺激的作用下，被细胞内的磷酸化酶磷酸化，在细胞内引发一系列的反应，从而实现代谢通路的调节。
2. 基因表达调控细菌的基因表达调控与代谢适应密切相关。
通过调整下游靶基因的表达水平，细菌可以适应环境的变化，改变自身代谢特性。
下面分别介绍一些细菌基因表达调控的机制。
细胞代谢调控机制
细胞代谢调控机制细胞是生物体的基本单位，它们通过代谢过程进行生存和功能维持。
细胞代谢是一系列化学反应的总和，涉及到物质合成、能量转化和信号传导等过程。
为了维持细胞正常的生理功能，细胞需要精确调控代谢过程。
本文将探讨细胞代谢调控的机制。
一、基因调控基因调控是细胞代谢调控的关键机制之一。
细胞内的基因表达受到多层次的调控，这包括转录因子、DNA甲基化和非编码RNA等多种因素的作用。
1. 转录因子调控转录因子是一类能够结合到DNA序列并调控基因表达的蛋白质。
细胞内的转录因子可以通过结合到基因的启动子区域来促进或抑制基因的转录过程。
通过转录因子的调控，细胞可以在不同环境中合理地调整代谢途径的活性。
2. DNA甲基化DNA甲基化是一种通过在DNA分子上添加甲基基团来调控基因表达的修饰方式。
甲基化可以增加DNA的紧密度，从而阻碍转录因子与DNA结合，抑制基因的转录。
这种调控方式可以使细胞对环境的变化做出快速反应，并调整代谢途径的活性。
3. 非编码RNA非编码RNA是一类不编码蛋白质的RNA分子，它们可以通过多种方式参与基因调控过程。
例如，小干扰RNA (siRNA) 可以通过与mRNA分子结合来抑制基因的翻译，并进而影响细胞的代谢。
另外，长非编码RNA (lncRNA) 也能活化或抑制基因的转录，从而调控细胞代谢。
二、信号传导调控细胞内外的信号传导通路也是细胞代谢调控的重要机制。
细胞接收到外界的信号后，会通过复杂的信号传导网络来调整代谢途径的活性。
1. 激酶级联反应激酶级联反应是一种常见的信号传导方式，涉及到多个蛋白激酶的活化和磷酸化过程。
当细胞接受到刺激后，特定蛋白激酶会被活化并进一步磷酸化下游的蛋白质，从而调节代谢途径的活性。
例如，葡萄糖的代谢在细胞内经过蛋白激酶级联反应的调控。
2. 核内受体核内受体是一类能够结合到DNA上的蛋白质，它们可以在细胞内与配体结合，并进一步调节基因的表达。
通过核内受体的活性调节，细胞可以根据外界的信号来调整代谢途径的活性。
基因表达调控与代谢调节的关系研究
基因表达调控与代谢调节的关系研究随着生命科学的不断发展，人们对基因与代谢之间的关系也越来越深入地进行研究。
在人体内，基因的表达是由一系列的调控因素共同作用完成的，而这些调控因素包括DNA序列、转录因子、表观遗传修饰等等。
在进一步研究基因表达调控的机制的同时，人们也发现，基因的表达水平与细胞内代谢的调节密切相关。
本文将结合当前的研究进展，探讨基因表达调控与代谢调节的关系。
一、基因表达调控与代谢调节的关系概述对于多细胞生物来说，体内的基因表达水平和代谢状态之间的联系是非常密切的。
基因表达水平的变化会影响到代谢途径、蛋白翻译、信号转导等多个方面，从而影响到正常的生理过程。
反之，代谢途径的畅通和代谢产物的积累会直接或间接地影响到基因表达。
比如，代谢产物能够通过调节转录因子的结构和活性等方式来影响到基因的转录和表达。
此外，还有很多代谢酶也是通过参与到转录的调控中来实现代谢调节的。
二、基因表达调控与代谢调节的具体影响1. 基因表达调控对代谢通路的影响研究表明，基因的表达水平对代谢途径的进程起到了至关重要的影响。
不仅可以调节代谢途径的产物生成和消耗，还可以通过调节代谢通路的活性进行代谢网络的优化和重构。
举个例子，减少人体抑制性转录因子（IRF4）的表达可以显著降低葡萄糖酸转化为谷氨酸的速率，从而实现了体内代谢通路的优化。
2. 代谢通路对基因表达调控的影响代谢预警系统（mmddaa2Wiki）代谢通路的调节能够通过多种方式影响到基因表达水平。
例如，缺少DNA甲基化酵素导致体内的DNA松弛和开放，从而影响到转录因子在基因组上的结合，最终影响到基因的表达。
同时，代谢产物也可以通过影响到转录因子、参与到表观遗传修饰等方式来实现代谢通路对基因表达的间接调控。
不仅如此，某些代谢酶还可以直接或间接地影响到转录的调控因素，例如，乳酸脱氢酶可以调节核糖体生物合成，进而影响到转录。
三、基因表达调控与代谢调节的疾病相关性基因表达调控与代谢调节的错位也与许多人类疾病的发生和发展有密切的关系。
代谢物对生命过程中基因表达的调控作用
代谢物对生命过程中基因表达的调控作用代谢物是生物体内产生的化合物，通常是由细胞代谢过程中产生的。
它们在细胞内发挥许多不同的重要功能，其中之一就是对基因表达的调节作用。
代谢物可以通过多种机制控制基因表达，具有广泛的生物学影响，包括生长、发育、能量代谢和疾病等方面。
代谢物对基因表达的调控作用可以表现出多种方式。
一种方式是通过改变细胞内途径中的信号分子水平来实现基因表达的调节。
例如，糖酵解途径中产生的糖原酸可以通过调节转录因子的活性，影响多种肝脏特异性基因的表达，包括一些重要的代谢酶和运输蛋白。
类似地，细胞外环境中的脂肪酸和胆固醇等代谢物也可以通过细胞内反应路径来控制基因表达。
除了调节信号途径外，代谢物还可以直接影响DNA的结构和稳定性。
例如，具有氧自由基或反应性的代谢物，可以引起DNA的降解和断裂，从而抑制基因表达。
另一方面，DNA甲基化和去甲基化是一种重要的表观遗传学修饰方式，这些过程通常与代谢物的浓度有关。
一个例子是，腺嘌呤是DNA去甲基化的底物，因此当腺嘌呤浓度降低时，DNA去甲基化过程可能会减少，从而影响基因表达。
除了通过影响DNA结构和稳定性，代谢物还可以通过影响RNA和蛋白质的合成和稳定性来调控基因表达。
例如，在糖酵解过程中产生的乳酸可以直接抑制某些蛋白质的合成。
另一个例子是，一些代谢物可以直接作用于RNA翻译的控制元件，从而影响蛋白质合成的效率和速率。
除了上述机制，代谢物还可以通过影响细胞核和细胞质之间的物质交换来影响基因表达。
一些代谢物可以通过转运蛋白，从细胞核中转运DNA结合蛋白或转录因子，从而影响基因表达。
此外，调节蛋白修饰的代谢物，例如磷酸化和糖基化，也可以影响蛋白质传输和稳定性，从而影响基因表达。
总之，代谢物对生命过程中基因表达的调控作用是极其复杂和多样化的，涉及多个分子和细胞过程。
在未来的研究中，我们需要深入了解这些作用机制的细节，以便更好地研究和理解生物生长、发育、能量代谢和疾病等方面的重要问题。
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2020年7月25日
8
基础代谢
人体在清醒安静，平卧，无食物消化吸收， 适宜温度，所消耗的能量为基础代谢。 甲状腺功能亢进，基础代谢升高。
多细胞整体水平调节
CNS的控制下，通过神经递质对效应 内分器泌发腺生所直分接泌影的响激，素或通者过改体变液激输素送的到分泌。 代一谢定物组通织过，影作响用细于胞靶内细酶胞活，力改和变酶酶合活成性 量而的调变节化代，谢改反变应合的成方或向分和解速代度谢。过程的 速度
2020年7月25日
20
一、酶水平的调节
第13章 代谢与代谢调控调控
2020年7月25日
1
第一节 新陈代谢
新陈代谢
概念、意义、本质
生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物 体内物质和能量的转变过程
1、是生物最基本特征，包括消化、吸收、中间 代谢、排泄。
2、包括同化作用和异化作用两个生理过程
3、实质:物质、能量代谢
4、新陈代谢是生物体内自我更新的过程
2020年7月25日
9
合成代谢 （同化作用）
生物小分子合成为 生物大分子
新陈代谢
需要能量 释放能量
物
能量
质
代谢
代
谢
分解代谢
（异化作用） 中间代谢
生物大分子分解为 生物小分子
2020年7月25日
10
物质代谢的研究方法
利用正常机体的方法
使用病变动物法
切除器官法
器官灌注法
组织切片法或匀浆法
纯酶法及酶抑制法
2020年7月25日
酮体
尿素 CO2
18
2020年7月25日
大分子降解 成基本结构 单位（构造 单元）
构造单元形成 共同的中间产 物（如丙酮酸 、乙酰CoA等 ），产生 NADPH、ATP
中间物进入 TCA,彻底氧化 H2O、CO2，产 生大量ATP
19
第三节、代谢调控总论
代谢调节的三级水平： 细胞/酶水平调节 激素水平调节 神经水平调节
Lys 高丝氨酸
谷氨酸
谷氨酰胺合酶
Gly Ala
反硝化作用 氧化亚氮
分支酸
Met
预苯酸 氨基苯甲酸
Try Phe 2020年7月25日
Trp
Thr
酮丁酸
Ile
Gln
Trp
氨甲酰磷酸
His
CTP AMP 25
2、产能反应与需能反应的调节 细胞能量状态指标
ATP、ADP、 AMP也是一种变 构剂
0.85～0.95
ATP ADP+Pi
+ -酮戊二酸
O2
NADH
-酮戊二酸 脱氢酶
草酰乙酸
ADP+Pi ATP
PE PEP丙酮酸
- P 羧激酶 -
柠檬酸 乙酰CoA
细胞液 线粒体
柠檬酸
合柠成檬酶酸乙酰Co脱丙A氢酮丙酶酸酮酸
12
一、糖代谢与蛋白质代谢的相互关系
1）蛋白质→AA，生糖AA→α-酮酸→糖 （多数）AA脱氨→丙酮酸→糖异生→糖
2020年7月25日
13
2）糖→非必需AA，但不能合成必需 AA
糖代谢：为Pr合成提供碳源和能源
2020年7月25日
14
2、糖代谢与脂类代谢的关系
饥饿：与糖尿病类似的情况
2020年7月25日
变（别）构调节
酶
酶活性调节
快速调节
水
（酶结构调节）
（微调）
平
化学修饰调节
调
酶含量调节
酶合成的诱导与阻遏
节
（基因表达水平调节）
酶的降解
长期调节 （粗调节）
（一）酶活力的调节
2020年7月25日
21
1反馈抑制：限速酶受其代谢体系终产物的抑制。
别构效应物
别构激活剂——别构激活（正反馈）——增加活性
别构抑制剂——别构抑制（负反馈）——降低活性
底物、产物或ATP、ADP、AMP等
2020年7月25日
22
2020年7月25日
23
反馈调节中酶活性调节的机制
代谢物
别
构
活性
中
中心
心
2020年7月25日
24
氨基酸合成的反馈调控
协同反馈抑制
+ 赤藓糖-4-磷酸
磷酸烯醇式丙酮酸
顺序反馈抑制
天冬氨酸
脱氧庚酮糖酸-7-磷酸 脱氢奎尼酸 莽草酸
天冬氨酰磷酸 天冬氨酰半醛
能荷<0.85，产能（分解）代谢加强 能荷＞0.95，贮能（合成）代谢加强
糖原
3
葡萄糖 1
CO2＋H2O＋ATP
2
2020年7月25日
26
糖酵解与TCA途径的调节
-
己糖激酶
G G-6-P
+
+
Pi
磷酸果 糖激酶
F-6-P F-1.6-2P
+ - +-
ADP+Pi ATP
AMP + ATP 2ADP
Pi
同位素示踪法
使用亚细胞成分的方法
致突变法
转基因法和基因敲除法
2020年7月25日
11
第二节 物质代谢的相互关系 生物大分子：糖、脂类、蛋白质
蛋白质和脂类代谢取决于糖代谢的程度
物质代谢---联系---转化 TCA：糖、脂肪和蛋白质三大物质互相转化的枢纽
关键代谢物：如G-6-P，丙酮酸、乙酰辅酶 A
2020年7月25日
6
能量代谢在新陈代谢中的地位
• 吸能的反应必须由外界供给能量 • ATP是能量代谢的“货币”
在能量贮存和传递中，起着重要作用的物质 1）辅酶I和辅酶II的递能作用 （VPP） 2）FMN和FAD递能作用（VB2） 3）CoA在能量代谢中的作用（VB3 ，泛酸）
2020年7月25日
7
食物的卡价与呼吸商
2020年7月25日
2
同化作用和异化作用：
同化作用
外界物质
ATP
机体自身物质
异化作用
2020年7月25日
3
合成代谢与分解代谢
小分子物质
合成代谢 分解代谢
大分子物质
同化作用，以合成代谢为主，也包含分解代谢 多糖分解成单糖，再分解成乙酰CoA，合成甘油三脂。
异化作用，以分解代谢为主，也包含合成代谢 氨基酸分解生成氨，再合成尿素排出体外。
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中间代谢
同化作用和异化作用，合成代谢和分解代 谢都是由多个酶催化的系列反应，这些反 应就是中间代谢。 多数分解和合成途径在细胞不同部位发生。
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能量代谢
物质和能量守恒
分解代谢
外界物质
分解产物
合成代谢
机体ΔH
热能q
自由能ΔF
（机械能、电能）
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3、脂类代谢与蛋白质代谢的关系
脂类分解产生较多的能量→体内贮藏能量的物质 脂类与蛋白质之间可以相互转化
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4、核酸代谢与糖、脂肪及蛋白质代谢的关系
Gly、Asp、Gln
嘌呤、嘧啶
AMP
辅酶、组氨酸等
蛋白酶
核苷酸、核酸的合成
一碳基团
核苷酸、核酸的合成
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