《细胞代谢调控》PPT课件
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生物化学代谢部分课件-物质代谢的调节及代谢网络3
• 合成高分子与生物大分子之间的相互作用； • 有机小分子与生物大分子之间的相互作用，如辅酶
与酶之间的相互作用；
• 有机分子与酶或蛋白质受体之间的相互作用； • 底物与酶分子之间的识别以及相互作用； • 无机金属离子与生物大分子之间的相互作用，如金
属离子与酶或蛋白质之间的络合及与生物小分子 （辅酶、ATP等）之间的络合作用。
激素可改变酶的催化活性或含量，也可改变 细胞内代谢物的浓度，从而影响代谢反应的速 度--激素水平的调节。高等动物不仅有完整的 内分泌系统，还有功能复杂的神经系统。在中 枢神经的控制下，或者通过神经递质对效应器 直接发生影响，或通过改变某些激素的分泌来 调节某些细胞的功能状态，并通过各种激素的 互相协调对整体代谢进行综合调节--整体水平 的调节。
A.
B.
疫
蛋泛 白素
泛 素
内 源
酶化 蛋 性
体的 白 抗
降内 解源 成性 肽抗
酶 体 降 解
原 在 胞
段原 途 内
被径的 28 降
S
免解
酶原的激活
• 有些酶在生物体内合成出来的是它的无活性前 体--酶原。一定的条件下，这些酶原水解去除 一部分肽链，使酶的构象发生变化，形成有活 性的酶分子—酶原激活。酶原从无活性状态转 变成有活性状态的过程是不可逆的。属于这种 类型的酶有消化系统的酶（如胰蛋白酶、胰凝 乳蛋白酶和胃蛋白酶等）以及凝血酶等。
（1）被修饰的酶可以有两种互变形式，一种为 活性形式（具有催化活性），另一种为非活性 形式（无催化活性）。正反两个方向的互变均 发生共价修饰反应，且都将引起酶活性的变化。
（2）共价修饰调节作用可以产生酶的连续激活 现象，具有信号放大效应。例如肾上腺素引起 糖原分解过程中的一系列磷酸化激活步骤，其 结果将激素的信号逐级放大了约300万倍。
与酶之间的相互作用；
• 有机分子与酶或蛋白质受体之间的相互作用； • 底物与酶分子之间的识别以及相互作用； • 无机金属离子与生物大分子之间的相互作用，如金
属离子与酶或蛋白质之间的络合及与生物小分子 （辅酶、ATP等）之间的络合作用。
激素可改变酶的催化活性或含量，也可改变 细胞内代谢物的浓度，从而影响代谢反应的速 度--激素水平的调节。高等动物不仅有完整的 内分泌系统，还有功能复杂的神经系统。在中 枢神经的控制下，或者通过神经递质对效应器 直接发生影响，或通过改变某些激素的分泌来 调节某些细胞的功能状态，并通过各种激素的 互相协调对整体代谢进行综合调节--整体水平 的调节。
A.
B.
疫
蛋泛 白素
泛 素
内 源
酶化 蛋 性
体的 白 抗
降内 解源 成性 肽抗
酶 体 降 解
原 在 胞
段原 途 内
被径的 28 降
S
免解
酶原的激活
• 有些酶在生物体内合成出来的是它的无活性前 体--酶原。一定的条件下，这些酶原水解去除 一部分肽链，使酶的构象发生变化，形成有活 性的酶分子—酶原激活。酶原从无活性状态转 变成有活性状态的过程是不可逆的。属于这种 类型的酶有消化系统的酶（如胰蛋白酶、胰凝 乳蛋白酶和胃蛋白酶等）以及凝血酶等。
（1）被修饰的酶可以有两种互变形式，一种为 活性形式（具有催化活性），另一种为非活性 形式（无催化活性）。正反两个方向的互变均 发生共价修饰反应，且都将引起酶活性的变化。
（2）共价修饰调节作用可以产生酶的连续激活 现象，具有信号放大效应。例如肾上腺素引起 糖原分解过程中的一系列磷酸化激活步骤，其 结果将激素的信号逐级放大了约300万倍。
第09章代谢调节-68页PPT资料
目录
ATP
ADP
蛋白激酶
Thr
Ser -OH
Tyr
酶蛋白
磷蛋白磷酸酶
Pi
H2O
Thr Ser -O-PO32Tyr
磷酸化的 酶蛋白
酶的磷酸化与脱磷酸化
目录
3. 化学修饰的特点
①酶蛋白的共价修饰是可逆的酶促反应，在 不同酶的作用下，酶蛋白的活性状态可互 相转变。催化互变反应的酶在体内可受调 节因素如激素的调控。
目录
一、在能量代谢上的相互联系
● 三大营养素可在体内氧化供能。
三大营养素 糖 脂肪
蛋白质
共同中 间产物
乙酰CoA
共同最终 代谢通路
2H
TAC
CO2
ATP
目录
● 从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代 替，并互相制约。
● 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约 蛋白质的消耗。
目录
● 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约 其他物质的降解。
酮体有氧氧化供能。
目录
第四节 代谢调节
The Regulation of Metabolism
目录
• 代谢调节普遍存在于生物界，是生物的 重要特征。
单细胞生物
主要通过细胞内代谢物浓 度的变化，对酶的活性及含量 进行调节，这种调节称为原始 调节或细胞水平代谢调节。
目录
高等生物 —— 三级水平代谢调节
第九章
物质代谢的联系与调节
Metabolic Interrelationships and Regulation
目录
第一节 物质代谢的特点
T、整体性
脂类 糖类
蛋白质
水 无机盐
维生素
消化吸收 中间代谢 废物排泄
ATP
ADP
蛋白激酶
Thr
Ser -OH
Tyr
酶蛋白
磷蛋白磷酸酶
Pi
H2O
Thr Ser -O-PO32Tyr
磷酸化的 酶蛋白
酶的磷酸化与脱磷酸化
目录
3. 化学修饰的特点
①酶蛋白的共价修饰是可逆的酶促反应，在 不同酶的作用下，酶蛋白的活性状态可互 相转变。催化互变反应的酶在体内可受调 节因素如激素的调控。
目录
一、在能量代谢上的相互联系
● 三大营养素可在体内氧化供能。
三大营养素 糖 脂肪
蛋白质
共同中 间产物
乙酰CoA
共同最终 代谢通路
2H
TAC
CO2
ATP
目录
● 从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代 替，并互相制约。
● 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约 蛋白质的消耗。
目录
● 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约 其他物质的降解。
酮体有氧氧化供能。
目录
第四节 代谢调节
The Regulation of Metabolism
目录
• 代谢调节普遍存在于生物界，是生物的 重要特征。
单细胞生物
主要通过细胞内代谢物浓 度的变化，对酶的活性及含量 进行调节，这种调节称为原始 调节或细胞水平代谢调节。
目录
高等生物 —— 三级水平代谢调节
第九章
物质代谢的联系与调节
Metabolic Interrelationships and Regulation
目录
第一节 物质代谢的特点
T、整体性
脂类 糖类
蛋白质
水 无机盐
维生素
消化吸收 中间代谢 废物排泄
《微生物代谢调控》PPT课件
失副生产物生物合成完途整版径课件中ppt的某个酶）
7
选育生产代谢拮抗物菌株
• 代谢拮抗物：与代谢产物结构相似，同样能与阻 遏物以及变构酶相结合，可是它们往往不能代替 正常的氨基酸而合成为蛋白质，它们在细胞中的 浓度不会降低，因此与阻遏物以及变构酶的结合 是不可逆的。这就使得有关的酶不可逆地停止了 合成，或是酶的催化作用不可逆地被抑制。
如：温度敏感性突变 抑制性突变 链霉素依赖性突变 低温敏感性突变 ……
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3
温度敏感突变株
• 温度敏感突变株：在正常培养温度下，菌体生
长良好，当温度提高到一定程度时（如30℃提高 到40℃），停止生长，而只产酸的菌株。
• 典型应用：谷氨酸发酵
谷氨酸敏感突变株的突变位置是发生在决定与
谷氨酸分泌有密切关系的细胞膜结构的基因上，
10
正亮氨酸积累机制
Nle来自Nva，是Met 生物合成的假反馈控制剂
，添加Met，可回复生长 ，积累Nle。
通过选育自我抗性，即
赋予Nle抗性，可以育出 在不添加Met的培养基中 生产Nle的菌株。
在该抗性菌株中，蛋氨
酸合成酶已被去阻方法：提取法、化学合成法、发酵法 发酵法：添加前体发酵、直接发酵法 直接发酵法：借助微生物具有合成自身所需氨基酸
氨酸产生菌细胞膜允许谷氨酸从细胞内渗透到细胞外。
• 谷氨酸温度敏感突变株发酵：仅需通过转换培养温度就可
以完成谷氨酸生产菌由生长型细胞向产酸型细胞的转变，避免
了因原料影响而造成产酸不稳定的现象，且发酵稳定，发酵周
期短，设备利用率高。另外生物素可以大过量，从而强化二氧
化碳固定反应，提高糖酸转化率
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代谢的调控PPT课件
营养与健康管理
通过调节个体的代谢过程， 可以实现更有效的营养补 充和健康管理，预防疾病 的发生。
代谢调控在农业领域的应用前景
作物改良
通过调节作物的代谢过程，可以培育出抗逆性强、产量高、品质 优良的新品种，提高农业生产效益。
精准农业
利用代谢调控技术，可以实现精准施肥、灌溉和病虫害防治，减 少资源浪费和环境污染。
THANKS
感谢观看
蛋白质组学是研究蛋白质表达、 修饰、功能和相互作用的学科。
蛋白质组学在生命科学、医学和 生物技术等领域具有广泛的应用
价值。
蛋白质组学的研究进展包括蛋白 质相互作用组学、蛋白质翻译后 修饰组学和蛋白质功能组学等方
面的研究。
基因组学的研究进展
基因组学是研究生物体基因组的 学科。
基因组学在遗传学、生物技术和 医学等领域具有广泛的应用前景。
葡萄糖代谢调控
01
癌细胞通常会优先利用葡萄糖作为能量来源，通过增加葡萄糖
转运子和酶的表达来促进葡萄糖的摄取和利用。
脂肪酸代谢调控
02
癌细胞会改变脂肪酸的合成和分解代谢，以满足自身对能量的
需求。
氨基酸代谢调控
03
癌细胞会利用氨基酸作为合成蛋白质和其他重要物质的原料，
同时也会通过增加酶的表达来促进氨基酸的摄取和利用。
方向。
酶的活性调节
酶的活性可以通过共价修饰、变构 效应、别构效应等方式进行调节， 从而改变酶对底物的作用。
酶的分布和定位
酶在细胞内的分布和定位对代谢调 控具有重要意义，不同细胞器中的 酶可以催化不同的代谢反应。
激素的调控
激素的合成与分泌
激素的合成与分泌受到多种因素的影响，如营养状况、神经信号 等，这些因素可以调节激素的合成与分泌。
代谢调控ppt课件
糖 →→ α-酮酸 NH3 氨基酸
蛋白质
蛋白质 氨基酸 α-酮酸 糖
（生糖氨基酸）
脂肪代谢和糖代谢的关系
三酰甘油
3-磷酸甘油
脂肪酸
甘油
氧
合
化
成
丙酮酸
乙酰 CoA
植物或微 生物
三羧酸 循环
乙醛酸 循环
糖原（或淀粉） 1，6-二磷酸果糖
磷酸二羟丙酮 磷酸烯醇丙酮酸
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸 琥珀酸
Thr
酮丁酸
Ile
谷氨酸
谷氨酰胺合酶
Gly Ala
反硝化作用 氧化亚氮
Gln
Trp
氨甲酰磷酸
His
CTP AMP
细胞能量状态指标
能荷=
[ATP]+0.5[ADP] —————————
[ATP]+[ADP]+[AMP]
[ATP]
ATP系统质量作用比=
[ATP] [ADP]
糖酵解与三羧酸循环途径的调节
• 合成途径操纵子的衰减作用
酶 的 诱 导 和 阻 遏 操 纵 子 模 型
A.有活性阻遏蛋白
调节基因
启动基因 操纵基因
结构基因
阻遏蛋白 (有活性)
B.有活性阻遏蛋白加诱导剂
诱导物
C.无活性阻遏蛋白
阻遏蛋白(无活性)
D.无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂
阻遏蛋白阻挡操纵基因 结构基因不表达
mRNA 酶蛋白 诱导物与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白不能起 到阻挡操纵基因的作用,结构基因可以表达
6
108
6、糖原
节方式快速、
1-磷酸葡萄糖
效率极高。
血液
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
《代谢调节生物化学》课件
岛素和生长因子等相关。
3
MAPKs (mitogen-activated
protein kinases)
调节细胞增殖、分化和细胞死亡等重要
mTOR (mammalian target of rapamycin)
4
过程，与多个代谢疾病相关。
参与细胞生长和代谢调节，对于蛋白质 合成和能量平衡起重要作用。
2. Hardie DG. (2014). AMPK - sensing energy while talking to other signaling pathways. Cell Metab. 20(6): 939-952.
3. Lin SC, Hardie DG. (2018). AMPK: Sensing Glucose as well as Cellular Energy Status. Cell Metab. 27(2): 299-313.
糖皮质激素
调节糖、脂肪和蛋白质的代谢， 影响细胞能量平衡和炎症反应。
胰高血糖素
反调节胰岛素，升高血糖水平， 在饥饿状态下保持血糖稳定。
代谢调节的细胞信号传导机制
1
蛋白激酶A (PKA)
通过磷酸化酶和蛋白质结合，调节多种
蛋白激酶B (PKB)
2
酶和转录因子的活性，影响能量代谢。
参与细胞生长、存活和代谢调控，与胰
代谢物及其在代谢调节中的作用
ATP
作为能量储存和释放的分子，ATP在细胞能量代 谢以及信号传导中起着关键作用。
cAMP
腺苷环化酶产生的第二信使，调节多种细胞功 能和代谢途径。
A MPK
AMP激活的蛋白激酶，参与调节能量代谢平衡， 对疾病如糖尿病和肥胖症具有调节作用。
《细胞的代谢》细胞代谢调控
《细胞的代谢》细胞代谢调控在我们身体的每一个角落，细胞都在忙碌地进行着各种生命活动，而这一切都离不开细胞的代谢。
细胞代谢就像是一个复杂而有序的工厂生产线，各种化学反应有条不紊地进行着，为细胞的生存、生长和繁殖提供所需的物质和能量。
而在这个过程中，细胞代谢的调控则扮演着至关重要的角色，就像是工厂里的管理员，确保整个生产过程高效、稳定且适应环境的变化。
细胞代谢包括一系列的化学反应，如物质的合成与分解、能量的转化与储存等。
这些反应相互关联，形成了一个复杂的网络。
例如，葡萄糖的氧化分解可以为细胞提供能量，而氨基酸的合成则用于构建蛋白质。
这些反应的速率和方向并非是随机的，而是受到精确调控的。
细胞代谢调控的一个重要方面是酶的调节。
酶就像是化学反应的催化剂，能够大大加快反应的速度。
酶的活性可以通过多种方式进行调节。
一种常见的方式是变构调节，即某些小分子物质可以结合到酶的特定部位，改变酶的构象，从而影响其活性。
比如，在糖酵解过程中，磷酸果糖激酶-1 是一个关键酶，当细胞内 ATP 水平升高时，ATP 作为变构抑制剂结合到该酶上，降低其活性，从而减缓糖酵解的速度，避免能量的过度产生。
另一种调节酶活性的方式是共价修饰。
酶蛋白肽链上的某些基团可以在其他酶的催化下，与某些化学基团共价结合，或者去掉已结合的化学基团，从而影响酶的活性。
例如，磷酸化和去磷酸化是常见的共价修饰方式。
磷酸化可以使酶的活性增强或减弱，从而实现对代谢过程的快速调节。
激素也在细胞代谢调控中发挥着重要作用。
激素可以通过血液循环到达身体的各个部位，与靶细胞表面的受体结合，传递信号，从而调节细胞的代谢活动。
例如，胰岛素是一种重要的激素，当血糖水平升高时，胰岛β细胞分泌胰岛素。
胰岛素与细胞表面的受体结合后，激活一系列信号通路，促进细胞摄取葡萄糖、合成糖原和脂肪等，从而降低血糖水平。
细胞内的代谢物浓度也会对代谢过程产生反馈调节。
当某种代谢产物积累过多时，它可以反馈抑制前面的反应，从而维持代谢的平衡。
大学生物化学课件物质代谢的联系和调节
肝内脂酸β-氧化极为活跃 肝是酮体生成的主要器官。 （3）肝是合成脂蛋白的主要场所 合成VLDL， 脂肪肝 （肝、小肠和脂肪组织是TG合成的主要场所） （4）肝是胆固醇代谢的主要器官， 胆固醇的生成，转变为胆汁酸 (p164, 166) （5）肝是血浆磷脂的主要来源
（3）肝在蛋白质代谢中的作用
1. 合成多种血浆蛋白质
（四）共同代谢池
体外摄入的营养物或体内各组织细胞的代谢物， 只要是同一化学结构的物质，在进行中间代谢 时，不分彼此，参加到共同的代谢池中参与代 谢，机会均等。 葡萄糖、 氨基酸
（五）ATP是机体能量利用的共同形式 （六） NADPH是合成代谢所需还原当量
第二节 物质代谢的相互联系
一、在能量代谢上的相互联系
全部清蛋白、凝血酶原、纤维蛋白原、Apo A、B、C、 E，部分a1, a2, β球蛋白。
2. AA合成与分解的主要器官。
3. 生成尿素的器官。 肝昏迷氨中毒
（4）肝参与多种维生素和辅酶的代谢 (略)
1. 肝在脂溶性维生素吸收和血液运输中的作用 胆汁酸参与维生素A，D，E，K的吸收。 血液中的运输：视黄醇结合蛋白 维生素D结合蛋白
（二）糖代谢与AA代谢的联系
1. 糖
NEAA (12种)
2. AA 糖 （18种，糖异生，除Leu, Lys）
必需AA 生糖AA 生酮AA 生糖兼生酮AA
（三）脂类代谢与AA代谢的相互联系
1. AA CH3CO-ScoA
FA、胆固醇
2. AA 是合成PL的原料 丝AA、乙醇胺、甲硫AA、胆碱(p160) 肉碱（β-氧化，p156）
饥饿：脂肪动员，脂肪组织分解TG为甘油和FA，释放入血。
6 . 肾：
糖异生、糖酵解、酮体生成 肾髓质，无线粒体，只能酵解供能 肾皮质，主要利用FA、酮体供能
（3）肝在蛋白质代谢中的作用
1. 合成多种血浆蛋白质
（四）共同代谢池
体外摄入的营养物或体内各组织细胞的代谢物， 只要是同一化学结构的物质，在进行中间代谢 时，不分彼此，参加到共同的代谢池中参与代 谢，机会均等。 葡萄糖、 氨基酸
（五）ATP是机体能量利用的共同形式 （六） NADPH是合成代谢所需还原当量
第二节 物质代谢的相互联系
一、在能量代谢上的相互联系
全部清蛋白、凝血酶原、纤维蛋白原、Apo A、B、C、 E，部分a1, a2, β球蛋白。
2. AA合成与分解的主要器官。
3. 生成尿素的器官。 肝昏迷氨中毒
（4）肝参与多种维生素和辅酶的代谢 (略)
1. 肝在脂溶性维生素吸收和血液运输中的作用 胆汁酸参与维生素A，D，E，K的吸收。 血液中的运输：视黄醇结合蛋白 维生素D结合蛋白
（二）糖代谢与AA代谢的联系
1. 糖
NEAA (12种)
2. AA 糖 （18种，糖异生，除Leu, Lys）
必需AA 生糖AA 生酮AA 生糖兼生酮AA
（三）脂类代谢与AA代谢的相互联系
1. AA CH3CO-ScoA
FA、胆固醇
2. AA 是合成PL的原料 丝AA、乙醇胺、甲硫AA、胆碱(p160) 肉碱（β-氧化，p156）
饥饿：脂肪动员，脂肪组织分解TG为甘油和FA，释放入血。
6 . 肾：
糖异生、糖酵解、酮体生成 肾髓质，无线粒体，只能酵解供能 肾皮质，主要利用FA、酮体供能
代谢调节与代谢工程ppt课件
精选ppt课件
18
• 弹性系数和流量控制系数是代谢控制分析 研究的两个主要指标。
• 弹性系数揭示代谢物浓度变化对反应速率 的影响程度。
• 而流量控制系数则为单位酶变化量引起的 某分支稳态代谢流量的变化，用来衡量某 一步酶反应对整个反应体系的控制程度。
这两个系数相互关联，可直接或间接测定。
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• 各种代谢都不是孤立进行的，而是相互 作用、相互转化、相互制约的一套完整 、统一、灵敏的调节系统。
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13
节点：网络分流处的代谢产物称为节点。
柔性节点：是指由节点流向各分支的代谢流量分割 率随代谢要求发生相应的变化，去除产物的反馈 抑制后，该分支的代谢流量分割率大大增加。
强刚性节点：是指由节点流向某一分支或某些分支 的代谢流量分割率是难以改变的，这是由产物的 反馈抑制及对另一分支酶的反式激活的相互作用 所致。
代谢工程技术得以广泛应用的一个重要前提 就是外源基因在所有生物物种（包括人体）中转 化和表达的可行性，而这种可行性又在很大程度 上依赖于各种载体和基因表达调控元件的开发。
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28
5 代谢改造思路
• 代谢工程研究的重点在于改造代谢网络， 以便生产特定目的代谢产物或具有过量生 产能力的工程菌应用于工业生产。根据微 生物的不同代谢特性，常采用改变代谢流 、扩展代谢途径和构建新的代谢途径三种 方法。
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16
• 放射性标记、同位素示踪等技术的应用使代谢流 分析更简单、方便。通过对细胞在不同情况(如改 变培养环境、去除抑制、增加或减少酶活等)的代 谢流分析，便可确定节点类型、确定最优途径、 估算基因改造的结果、计算最大理论产率等。对 于简单的反应系统，通过对所有的代谢网络的精 准分析及平衡计算就可以得到满意的结果。
细胞代谢调控(1)
• 氨基酸是核酸合成的重要原料。如嘌呤的合成
需要Gly、Asp、Gln和一碳单位，嘧啶的合成 需要Asp、Gln和一碳单位。
• 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供。
编辑ppt
10
2.物质代谢的特点
• 整体性 • 代谢调节 • 各组织、器官物质代谢各具特色 • 各种代谢物均具有各自共同的代谢
池
• 物质在体内氧化分解释放的能量，
• 糖代谢与脂肪代谢的相互关系 • 糖代谢与蛋白质代谢的关系 • 脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系 • 核酸与其他物质代谢的相互关系
代谢和重要中间物： 6－磷酸－葡萄糖；丙酮酸；乙酰
CoA
编辑ppt
5
编辑ppt
6
糖代谢与脂代谢的相互联系
• 糖可以转变为脂肪。 • 动物中，脂肪绝大部分不能在体内转变
白激酶及蛋白磷酸酶催化完成。
编辑ppt
23
表：
编辑ppt
24
酶促化学修饰的特点
• 酶都具无活性和有活性两种形式，它
们之间在两种不同酶的催化下发生共
价修饰，可以互相转变。
• 催化互变反应的酶在体内受调节因素
如激素的控制。
• 是体内快速调节酶活性经济而有效的
方式。
• 和变构调节不同，化学修饰是由酶催
化引起的共价键的变化，而且是酶促
反应，故有放大编辑效ppt应。
25
变构调节与化学修饰比较表
编辑ppt
26
(2)酶量的调节
• 基因表达调节：酶生物合成在转录水
平和翻译水平受到调节。
➢ 酶蛋白合成的诱导与阻遏 ➢ 酶的底物、产物、激素或药物均可影响酶的合成。 ➢ 诱导与阻遏作用在酶蛋白合成的转录或翻译过程起
第34章 细胞代谢调控 539页
需要Gly、Asp、Gln和一碳单位，嘧啶的合成 需要Asp、Gln和一碳单位。
• 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供。
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2.物质代谢的特点
• 整体性 • 代谢调节 • 各组织、器官物质代谢各具特色 • 各种代谢物均具有各自共同的代谢
池
• 物质在体内氧化分解释放的能量，
• 糖代谢与脂肪代谢的相互关系 • 糖代谢与蛋白质代谢的关系 • 脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系 • 核酸与其他物质代谢的相互关系
代谢和重要中间物： 6－磷酸－葡萄糖；丙酮酸；乙酰
CoA
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5
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6
糖代谢与脂代谢的相互联系
• 糖可以转变为脂肪。 • 动物中，脂肪绝大部分不能在体内转变
白激酶及蛋白磷酸酶催化完成。
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23
表：
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24
酶促化学修饰的特点
• 酶都具无活性和有活性两种形式，它
们之间在两种不同酶的催化下发生共
价修饰，可以互相转变。
• 催化互变反应的酶在体内受调节因素
如激素的控制。
• 是体内快速调节酶活性经济而有效的
方式。
• 和变构调节不同，化学修饰是由酶催
化引起的共价键的变化，而且是酶促
反应，故有放大编辑效ppt应。
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变构调节与化学修饰比较表
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(2)酶量的调节
• 基因表达调节：酶生物合成在转录水
平和翻译水平受到调节。
➢ 酶蛋白合成的诱导与阻遏 ➢ 酶的底物、产物、激素或药物均可影响酶的合成。 ➢ 诱导与阻遏作用在酶蛋白合成的转录或翻译过程起
第34章 细胞代谢调控 539页
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底物 Ｅ１
产物
＋
－
[ATP]/[ADP][Pi] －－ATP系统的质量作用比
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19
表：
编辑课件ppt
20
变构调节的机理
变构酶常常是由两个以上亚基组成。
亚基分催化亚基和调节亚基
变构效应剂通过非共价键与调节亚基结合，引起酶构象的 改变，从而影响酶与底物的结合，使酶活性被激活或抑制。
谢途径，释放的能量均以ATP形式存在。 从能量供应的角度看，这三大营养素可以互相代替，并
相互制约。 一般情况下，供能以糖及脂为主，并尽量节约Pr的消耗。 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约其他供能
物质的降解。
编辑课件ppt
4
②物质代谢之间的相互联系 540页
糖代谢与脂肪代谢的相互关系 糖代谢与蛋白质代谢的关系 脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系 核酸与其他物质代谢的相互关系
磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供。
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10
2.物质代谢的特点
整体性 代谢调节 各组织、器官物质代谢各具特色 各种代谢物均具有各自共同的代谢池 物质在体内氧化分解释放的能量，均储存
在ATP的高能磷酸键中。 但ATP不是体内 能量利用的唯一形式。 NADPH是合成代谢所需的还原力
编辑课件ppt
11
血液组织（blood）
是联系各种组织间代谢反应的桥梁。携带氧、代谢产 物、激素、酶等等。
机体各组织代谢是否正常往往能从血液中的一些代谢 产物指标反应出来。
编辑课件ppt
12
二、代谢的调节
细胞水平
➢ 酶水平调节
✓ 酶活性调节 ✓ 酶量调节
➢ 酶在细胞内的集中存在与隔离分布
整体水平
➢ 激素对代谢的调节 ➢ 神经系统对代谢的调节
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2. 细胞内酶的隔离分布
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3.激素水平的代谢调节
不同激素作用于不同组织产生不同的生物效 应，表现出较高的组织特异性和效应特异性。
第34章 细胞代谢调控 539页
细胞代谢 代谢的调节
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一、细胞代谢
代谢途径交叉形成网络 物质代谢的特点
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1.代谢途径交叉形成网络
在能量代谢方面、物质代谢之间的相互联系
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①在能量代谢方面的相互联系
糖、脂、蛋白质是体内氧化供能的三大物质。 乙酰CoA是三大物质共同的中间代谢物。 三羧酸循环和氧化磷酸化是三大物质最后分解的共同代
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1.酶水平调节
酶的两种功能： ➢ 催化各种生物化学反应； ➢ 调节和控制代谢的速度、方向和途径，是 新陈代谢的调节元件。
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关键酶的调节意义
代谢途径的速度和方向是由酶体系中一个或几个具有调 节作用的关键酶的活性所决定的。
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关键酶所催化反应的特点
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糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
20种氨基酸除亮氨酸和赖氨酸外均可转变为糖。 糖代谢中间代谢物仅能在物摄取。
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脂代谢与蛋白质代谢的相互联系
各种氨基酸均可转变为脂肪、胆固醇等脂类物质。 动物中，脂肪绝大部分不能在体内转变为氨基酸。 植物和微生物中，脂肪通过乙醛酸循环间接转变
化学修饰的方式：磷酸化与脱磷酸、乙酰化与脱乙酰、 甲基化与脱甲基、腺苷化与脱腺苷等。
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磷酸化与脱磷酸
是化学修饰中最常见的修饰方式。 磷酸化修饰位点：酶蛋白分子中丝氨酸、
苏氨酸和酪氨酸的羟基。 酶的磷酸化与脱磷酸反应分别由蛋白激
酶及蛋白磷酸酶催化完成。
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表：
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①别构调节作用(变构调节作用）
概念：小分子化合物与酶蛋白分子活性中心外 的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子构象变 化，从而改变酶的活性，这种调节称之。
代谢途径中的关键酶大多是变构酶 变构酶、变构效应、变构效应剂、变构激活剂、
变构抑制剂
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别构调节的实现
酶促反应的前馈和反馈
代谢和重要中间物： 6－磷酸－葡萄糖；丙酮酸；乙酰CoA
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5
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6
糖代谢与脂代谢的相互联系
糖可以转变为脂肪。 动物中，脂肪绝大部分不能在体内转变为糖。 植物和微生物中，脂肪通过乙醛酸循环和糖异
生转变为糖。 脂肪分解代谢的强度和顺利进行，有赖于糖代
谢的正常进行。
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酶促化学修饰的特点
酶都具无活性和有活性两种形式，它们之 间在两种不同酶的催化下发生共价修饰， 可以互相转变。
催化互变反应的酶在体内受调节因素如激 素的控制。
是体内快速调节酶活性经济而有效的方式。 和变构调节不同，化学修饰是由酶催化引
起的共价键的变化，而且是酶促反应，故 有放大效应。
为氨基酸。
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核酸代谢与糖、脂、蛋白质代谢的相互联系
许多核苷酸在糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢中起重要 作用。如ATP、UTP、CTP、GTP以及CoA、NAD(P)＋、FAD 等辅酶。
氨基酸是核酸合成的重要原料。如嘌呤的合成需要Gly、 Asp、Gln和一碳单位，嘧啶的合成需要Asp、Gln和一 碳单位。
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变构调节与化学修饰比较表
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(2)酶量的调节
基因表达调节：酶生物合成在转录水平和翻
译水平受到调节。
➢ 酶蛋白合成的诱导与阻遏 ➢ 酶的底物、产物、激素或药物均可影响酶的合成。 ➢ 诱导与阻遏作用在酶蛋白合成的转录或翻译过程起
作用，以前者较为常见。
酶蛋白的降解
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变构效应剂可以是酶的底物，也可能是酶体系的终产物或 其他代谢物。
变构效应剂浓度的改变可调节代谢的强度、方向及细胞能 量的供需平衡。
变构效应剂引起酶分子构象改变，表现为亚基的聚合、解 聚或聚合为多聚体。
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②化学修饰调节（共价修饰调节）
概念：酶蛋白肽链上某些氨基酸残基在另一种酶的催化 下，发生可逆的共价修饰，从而引起酶活性的改变，这 种调节称之。
它催化的反应速度最慢，其活性决定整个代谢途 径的总速度。
这类酶催化单向反应，它的活性决定整个代谢途 径的方向。
这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或 效应剂的调节。
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（1）酶活性调节
别构调节作用(通过别构酶的别构效应来实现） 共价修饰调节作用 特异激活剂和抑制剂 酶原激活