代谢调控
生物体内的代谢调控网络
生物体内的代谢调控网络代谢调控是生物体内一系列化学反应的调节过程，它负责维持生命机体的正常功能。
在生物体内，代谢调控网络发挥着重要的作用，保持整个体内代谢过程的平衡和稳定。
本文将探讨生物体内的代谢调控网络及其机制。
一、代谢调控的基本概念代谢调控是指通过调节特定酶的活性、数量或功能，对代谢途径中关键步骤的转化速率进行调节的过程。
它是生物体对内外环境变化的反应，通过转录调控、翻译调控、后转录调控等多层次的调控机制实现。
代谢调控网络是由众多代谢途径和相互作用的物质组成的复杂网络系统。
二、代谢调控网络的组成1. 代谢途径代谢途径是体内化学反应的有序序列，涉及到物质的合成、分解和能量的转化。
常见的代谢途径包括糖酵解、脂肪酸合成、氨基酸代谢等。
不同代谢途径之间通过物质的转运和催化酶的作用相互联系。
2. 调控基因和调控蛋白代谢调控网络中的关键角色是调控基因和调控蛋白。
调控基因编码的蛋白质可以调节酶的合成和活性，从而影响代谢途径中的反应转化速率。
这些调控蛋白可以是转录因子、信号转导蛋白等，它们与调控基因之间形成复杂的调控网络，相互作用影响着代谢途径的运行。
3. 代谢产物代谢产物是代谢途径结束后生成的物质，它们既可以是酶催化产生的中间产物，也可以是最终产物。
代谢产物通过反馈机制对代谢途径中的酶活性进行反馈调节，维持代谢的稳定和平衡。
三、代谢调控网络的机制1. 反馈调节反馈调节是代谢调控中最常见的机制之一。
代谢途径中的终产物或中间产物可以通过抑制或激活特定的酶活性，调节整个反应的速率。
例如，当某一代谢产物的浓度过高时，它可以抑制合成该产物的酶的活性，减缓反应速率。
2. 转录调控通过转录调控可以调节特定基因的表达，从而影响酶的合成。
转录调控可以通过转录因子的结合和解离来实现，它们与调控基因启动子上的特定序列结合，促进或抑制基因的转录。
转录调控是代谢调控网络中的重要机制之一，对调节代谢途径的整体功能起着关键作用。
3. 翻译调控翻译调控是通过调节蛋白质的合成速率和降解速率，间接调节酶的活性。
代谢途径的调控机制
代谢途径的调控机制在生物体内，代谢途径是生命的基础，其调控机制对于维持生物体的正常运行至关重要。
代谢途径的调控机制可以分为多个层次，包括基因调控、酶活性调控、物质浓度调控以及细胞信号传导等。
本文将从这些不同的角度来探讨代谢途径的调控机制，并举例说明。
一、基因调控基因调控是代谢途径调控的最基础层次之一。
通过对基因的表达和抑制来调控代谢途径的活性。
例如，启动子区域的转录因子结合与特定序列，可以促使某些基因的活性，从而启动代谢途径的进程。
相反，转录抑制因子的存在也可以阻止代谢途径的进行。
以糖代谢途径为例，当血糖浓度升高时，胰岛素的分泌增加，胰岛素受体结合胰岛素后，激活了一系列的信号传导途径，最终导致GLUT4转位和糖水平的下降。
这个过程中的基因调控使得代谢途径能够根据体内环境的变化而调整。
二、酶活性调控酶活性调控是一种常见的代谢途径调控机制。
生物体通过控制酶的活性，来调节代谢途径中的反应速率。
酶活性的调控可以通过多种方式实现，例如辅酶、底物浓度、酶自身的调控以及其他分子的调控等。
举一个例子，乳酸酸中代谢途径中的乳酸脱氢酶（LDH）可以根据细胞能源需求来相应调节其活性。
当细胞内ATP水平充足时，LDH会被乳酸的积累自由氧离子所抑制，从而减少产生乳酸的速率。
相反，当细胞需要能量时，LDH活性增加，促进乳酸产生，用于能量供应。
三、物质浓度调控细胞内物质的浓度变化也可以影响代谢途径的调控。
当某个物质的浓度变化时，它可以直接或间接地调整代谢途径中的酶活性。
例如，当ATP水平下降时，细胞会通过调控ATP合成酶的活性和抑制ATP 耗散途径来恢复正常的ATP浓度。
四、细胞信号传导细胞信号传导是代谢途径调控的重要途径之一。
细胞内外的信号分子可以通过激活信号传导途径来调控代谢途径的活性。
例如，AMP激活的AMP激酶蛋白激活酶（AMPK）通过磷酸化酶来促使糖元代谢途径的启动，从而提高能量消耗和生产。
此外，代谢途径的调控还可以通过转录后修饰、代谢产物的反馈抑制以及表观遗传调控等其他机制实现。
微生物代谢调控原理的应用
微生物代谢调控原理的应用1. 概述微生物代谢调控原理是指通过对微生物的代谢过程进行调控和优化，来实现对微生物产生的产品或代谢产物进行控制和提高产量的一种方法。
微生物代谢调控原理的应用广泛，包括工业生产、生物制药、环境保护等方面。
2. 常用的微生物代谢调控方法•基因工程: 通过改变微生物的基因组，引入、修改或删除特定的基因，以达到调控微生物代谢的目的。
例如，可以通过基因工程使微生物产生特定的酶，从而提高产物的产量。
•代谢工程: 利用代谢工程方法来调控微生物的代谢途径，使其产生所需的产物或代谢产物。
代谢工程包括代谢路径的重建、代谢途径的优化以及代谢产物的调控等方面。
•生物传感器: 生物传感器是一种能够检测微生物代谢过程并进行实时监测的工具。
通过生物传感器可以获取微生物在不同代谢状态下的信息，从而进行代谢调控。
•发酵工艺优化: 发酵工艺是微生物代谢调控的重要环节。
通过对发酵条件、培养基成分等进行优化，可以达到调控微生物代谢的目的，提高产物产量。
3. 微生物代谢调控在工业生产中的应用•生物燃料生产: 在生物燃料生产过程中，利用微生物进行代谢调控可以提高生物燃料的产量和质量。
通过调控微生物的代谢途径，使其产生更多的生物燃料或提高生物燃料的效能。
•生物塑料生产: 微生物代谢调控可以用于生物塑料的生产过程中。
通过调控微生物的代谢途径和发酵条件，可以合成高效的生物塑料，降低生产成本。
•生物制药: 微生物代谢调控在生物制药中有重要应用。
通过调控微生物的代谢途径和产物分泌路径，可以提高药品的产量和纯度，降低生产成本。
4. 微生物代谢调控在环境保护中的应用•环境污染治理: 微生物代谢调控可以应用于环境污染的治理。
通过调控微生物的代谢途径和代谢产物，可以实现对污染物的降解和清除。
•生物修复: 微生物代谢调控在生物修复中也有重要应用。
通过调控微生物的代谢途径和产物分泌，可以促进土壤、水体等环境的修复和恢复。
•废弃物处理: 微生物代谢调控可以应用于废弃物的处理。
代谢调控的方法
代谢调控的方法
代谢调控的方法主要包括以下几种：
1. 均衡饮食：日常饮食注意均衡营养，碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等各种营养素摄入要均衡，避免过量进食或节食导致营养不均衡，造成人体新陈代谢减慢。
2. 运动锻炼：每天适量进行跑步、游泳、瑜伽等有氧运动锻炼，或举哑铃等无氧运动，可以在一定程度上提高机体的代谢功能。
3. 保证饮水：机体的新陈代谢如消化、养分运输、废物排出、维持体温等都需要水的参与，日常保证饮水可以维持机体的正常运行。
4. 保持作息规律：保证充足的睡眠，也可以增加新陈代谢。
如果经常熬夜，睡眠不足，可能会分泌更多的皮质醇激素，使身体储存脂肪。
5. 保持精神愉悦：有融洽的人际关系，避免精神压力过大、焦虑紧张，有助于改善新陈代谢。
6. 药物调理：应用合成激素、拮抗分解激素、拮抗细胞内分解代谢机制、使用药理营养素等。
部分特殊药物需在医生的指导下使用。
请注意，药物调理应在医生的指导下进行，请勿擅自决定使用方法和剂量。
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。
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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。
代谢途径的调控与代谢调节
代谢途径的调控与代谢调节代谢途径的调控与代谢调节在维持生物体正常功能和稳态方面起着重要作用。
生物体通过一系列的调控机制来调节代谢途径的速率和方向，以适应内外环境的变化，从而保持体内代谢的平衡。
本文将重点讨论代谢途径的调控与代谢调节的基本概念、主要调控器和相关机制。
1. 代谢途径的调控代谢途径是物质在生物体内转化的路径和方式。
生物体内有许多不同的代谢途径，如糖酵解途径、无氧呼吸途径和脂肪酸合成途径等。
这些代谢途径之间相互联系，通过酶催化等方式形成复杂的代谢网络。
生物体需要根据能量需求和外部条件来调控这些代谢途径的速率和方向，以维持体内代谢的平衡。
生物体通过调节酶的活性和基因表达来调控代谢途径。
酶是生物体内催化化学反应的蛋白质。
酶的活性受到许多因素的影响，如温度、pH值和底物浓度等。
生物体可以通过调节这些因素来改变酶的活性，进而调控代谢途径的速率。
此外，生物体还可以通过改变酶的合成和降解来调控代谢途径的方向。
2. 代谢调节的概念代谢调节是生物体通过一系列复杂的调控机制来维持体内代谢的平衡。
代谢调节可以分为两种类型：内源性调节和外源性调节。
内源性调节是指生物体内部产生的调节信号来调控代谢途径。
外源性调节是指生物体受到外部环境刺激而产生的调节信号来调控代谢途径。
内源性调节通过代谢产物的浓度来调节代谢途径。
当代谢产物的浓度升高时，生物体会抑制与该代谢产物相关的代谢途径，从而减少该代谢产物的生成。
相反，当代谢产物的浓度降低时，生物体会促进与该代谢产物相关的代谢途径，增加该代谢产物的生成。
外源性调节通过受体的激活来调节代谢途径。
生物体表面的细胞受体可以感知外部环境的刺激，并产生相应的信号传递到细胞内部。
这些信号可以激活或抑制特定的代谢途径，以适应外部环境的变化。
外源性调节可以包括神经系统和内分泌系统等。
3. 代谢调节的主要调控器代谢调节的主要调控器包括激素、酶和基因调控等。
激素是生物体内分泌系统产生的一类调节信号。
第五章 代谢调控
末端代谢产物阻遏在微生物代谢调节中有 着重要的作用，它保证了细胞内各种物质维持 适当的浓度。当微生物已合成了足量的产物， 或外界加入该物质后，就停止有关酶的合成。 而缺乏该物质时，又开始合成有关的酶。
2.2 分解代谢物对酶合成的阻遏
当细胞内同时存在两种可利用底 物(碳源或氮源)时，利用快的底物会阻 遏与利用慢的底物有关的酶合成。现 在知道，这种阻遏并不是由于快速利 用底物直接作用的结果，而是由这种 底物分解过程中产生的中间代谢物引 起的，所以称为分解代谢物阻遏。
培养基中加入精氨酸阻遏精氨酸合成酶系的合成
大肠杆菌的甲硫氨酸是由高丝氨酸经胱硫醚 和高半胱氨酸合成的，在仅含葡萄糖和无机盐 的培养基中，大肠杆菌细胞含有将高丝氨酸转 化为甲硫氨酸的三种酶，但当培养基中加入甲 硫氨酸时，这三种酶消失。
甲硫氨酸反馈阻遏大肠杆菌的蛋氨酸合成酶的合成 (R)：表示反馈阻遏
｛ • 酶活性
对酶活性的前馈 对酶活性的反馈
四. 次级代谢与次级代谢调节
次级代谢是相对于初级代谢而言的， 所谓初级代谢是一类普遍存在于生物中 的代谢类型，是与生物生存有关的，涉 及能量产生和能量消耗的代谢类型。初 级代谢产物如单糖、核苷酸、脂肪酸等 单体，以及由它们组成的各种大分于聚 合物，如蛋白质、核酸、多糖、脂类等。
调节酶的抑制剂通常是代谢终产物或其结构类 似物，作用是抑制酶的活性。效应物的作用是 可逆的，一旦效应物浓度降低，酶活性就会恢 复。调节酶常常是催化分支代谢途径一系列反 应中第一个反应的酶，这样就避免了不必要的 能量浪费。
综上，微生物代谢的调节方式包括以下几点：
｛ • 酶合成
酶合成的诱导 末端产物对酶合成的阻遏 分解代谢产物对酶合成的阻遏
第五章 代谢调控
生物化学中的代谢调控和反馈机制
生物化学中的代谢调控和反馈机制生物化学是研究生命体内各种生物分子及其转化过程的一门学科。
代谢是生物体内发生的化学反应的总称，通过代谢调控可以调节生物体内各种代谢通路的速度，从而维持生命体内稳定的内环境。
而代谢调控的一个重要机制就是反馈调节。
一、代谢调控的基本原理代谢调控是指生物体通过调节内源性或外源性物质的浓度、活性态等来调节特定代谢途径或细胞活动的一种生物学机制。
代谢调控的实现依赖于一系列酶的协同作用，酶在代谢调控中作为催化剂发挥着重要作用。
酶的活性受多种因素影响，包括温度、pH、底物浓度、辅因子等。
当这些因素发生变化时，会直接影响酶的活性，从而调节代谢途径的进行。
二、代谢调控的方式代谢调控主要通过以下几种方式实现：①底物水平的调控。
当特定底物的浓度发生变化时，可以影响到相关代谢途径的进行。
例如，胆固醇合成途径中，胆固醇可以通过负反馈调节抑制HMG—CoA还原酶的活性，从而调控胆固醇合成的速率。
②产物水平的调控。
产物在合成过程中会不断累积，当产物浓度达到一定水平时，会通过负反馈调节抑制前体酶的活性，从而减少产物的合成速率。
③调节酶的活性。
酶的活性受多种因素影响，包括温度、pH、底物结合等，这些因素将直接影响酶的构象和活性。
通过调节这些因素，可以直接影响到代谢途径的进行。
三、反馈调节机制的作用反馈调节是生物体内一种重要的负反馈调节机制，通过反馈调节可以调节代谢途径的速率，从而维持生物体内各种代谢反应的平衡。
反馈调节的基本原理是通过产物在代谢过程中的积累，抑制前体酶的活性，从而降低产物的合成速率，以维持代谢途径的稳定进行。
反馈调节的例子有很多，其中包括胆固醇合成途径中的HMG—CoA还原酶的调节、脂肪酸合成途径中的乙酰辅酶A群转酶的调节等。
总之，生物体内的代谢调控是一个复杂的网络系统，通过一系列的调控机制可以实现代谢通路的调节和平衡。
其中，反馈调节作为一种重要的调控机制在维持生物体内代谢平衡方面发挥着重要作用，为生命活动的正常进行提供了保障。
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
代谢调节的三个水平
代谢调节的三个水平
代谢调节的三个水平是细胞水平、组织水平和整体机体水平。
1. 细胞水平：代谢调节的最基本水平是细胞水平。
细胞通过调节自己内部的代谢过程来适应外界环境的变化。
细胞内的代谢调节包括适应细胞能量需求的产能调控、适应环境变化的蛋白质合成和降解调控等。
2. 组织水平：组织是由多个细胞组成的功能结构，代谢调节在组织水平上表现为组织细胞之间的协调作用。
不同细胞在组织中相互作用，通过信号传导途径和细胞间的相互作用来调节组织的代谢活动。
例如，胰岛细胞通过分泌胰岛素和胰高血糖素来调节整个机体的糖代谢。
3. 整体机体水平：整体机体水平的代谢调节主要由神经系统和内分泌系统来控制。
神经系统通过神经递质的释放和神经传导来调节代谢过程，例如通过交感神经的兴奋调节脂肪分解和葡萄糖释放。
内分泌系统通过激素的分泌和传递来调节代谢过程，例如胰岛素调节血糖水平。
整体机体水平的代谢调节是细胞和组织水平调节的综合体现，是机体对外界环境变化做出的整体适应。
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中间产物
α-酮戊二酸 谷氨酸脱氢酶 NH4+ 谷氨酸
21
抑制
分析： １、两实例的共同点是： 微生物代谢调控主要是过酶的调节来实现的 ２、由两实例区别得出： 实例１，通过调节酶的合成，控制代谢过程 实例２，通过调节酶的活性，控制代谢过程
22
微生物代谢调节
一、代谢活动的调节部位 二、微生物代谢过程中的自我调节 三、酶水平的调节 四、酶活性的调节 五、酶量的调节
1 、酶活性的激活：在代谢途径中后面的反应可被较前面 的反应产物所促进的现象；常见于分解代谢途径。 如：粗糙脉孢霉的异柠檬酸脱氢酶的活性受柠檬酸 促进 2、酶活性的抑制：包括：竞争性抑制和反馈抑制。 反馈：指反应链中某些中间代谢产物或终产物对该途径关 键酶活性的影响。 凡使反应速度加快的称正反馈； 凡使反应速度减慢的称负反馈（反馈抑制）； 反馈抑制——主要表现在某代谢途径的末端产物过量时可 反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性。主要表现在氨 基酸、核苷酸合成途径中。 特点：作用直接、效果快速、末端产物浓度降低时又可解 42 除
胆胺
胆碱
脑磷脂
卵磷脂
15
3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸
脂肪 甘油 磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸 某些非必需氨基酸 其他α-酮酸 —— 但不能说，脂类可转变为氨基酸。
16
（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系
1. 氨基酸是体内合成核酸的重要原料
天冬氨酸 甘氨酸 谷氨酰胺 一碳单位
合成嘌呤
合成嘧啶
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
糖异生
葡萄糖
13
2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸
丙氨酸
糖 丙酮酸 天冬氨酸
草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
乙酰CoA
柠檬酸
14
（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系
1. 蛋白质可以转变为脂肪
氨基酸 乙酰CoA 脂肪
2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸 磷脂酰丝氨酸
预苯酸 氨基苯甲酸
Thr
酮丁酸
Gln Trp His
氨甲酰磷酸
Try Phe Trp
Ile
CTP AMP
46
（三）分支合成途径调节
共同特点：每个分支途径的末端产物控制分支点
后的第一个酶，同时每个末端产物又对整个途径
的第一个酶有部分的抑制作用，分支代谢的反馈
调节方式有多种。
47
1、同功酶（isoenzyme）
1~2天 肝糖异生，蛋白质分解
3~4周
以脂酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低
9
二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系
（一）糖代谢与脂代谢的相互联系 1. 摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉） 葡 萄 糖 合成脂肪 （脂肪组织）
10
乙酰CoA
2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖
甘油激酶
34
☆Possible points for Regulation of Various Metabolic Control Mechanisms
35
通过代谢组学技术和多维数据分析研 究了三孢酸对三孢布拉氏霉菌在代谢 水平的影响，通过主成分分析，找出 了区分三孢酸处理组和对照组的差异 代谢物。结果表明三孢酸在代谢水平 主要影响三孢布拉氏霉菌的脂肪酸、 碳水化合物和氨基酸的代谢。
Summarize of the responses to TA at the metabolic level in B. trispora. The pink arrows indicate the speculative changes in metabolic flux after TA addition
整体水平
19
微生物代谢的调节
实例１：在用葡萄糖和乳糖作碳源的培养 基上培养大肠杆菌，开始时，大肠杆菌只能 利用葡萄糖而不能利用乳糖，只有当葡萄糖 被消耗完毕以后，大肠杆菌才开始利用乳糖 。
分解葡萄糖的酶是大肠杆菌细胞内一直存在 的酶——组成酶
分解乳糖的酶是在乳糖诱导下合成的酶—— 诱导酶
20
实例2： 谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
Comparison of differential metabolites at 6h 三孢酸是一个全局性的调控因子，调 (A) and 12 h (B) between the control and TA控多种代谢途径，可能促进代谢流从 treated group. We can easily differentiate the 糖酵解、磷酸戊糖途径和TCA循环流 TA-treated groups from the control groups 向脂肪酸和类胡萝卜素合成途径。 according to the content changes of these 36 PLoS ONE 2012, 7(9): e46110. differential metabolites.
1)可逆反应途径由同种酶催化，可由不同辅基或辅酶控 制代谢物流向：如: 两种Glu脱氢酶：以NADP为辅基 以NAD为辅基 Glu合成 Glu分解
2)通过调节酶的活性或酶的合成量。
关键酶: 某一代谢途径中的第一个酶或分支点后的第一个酶。 ①粗调：调节酶的合成量 ②细调：调节现有酶分子的活性 3)通过调节产能代谢速率。
23
一、代谢活动的调节部位
• • • • 微生物代谢受到细胞的多种控制作用 1、营养物质吸收通道 2、通过代谢途径的流量 3、限制基质与酶的接近
24
25
二、 微生物代谢过程中的自我调节
微生物代谢调节系统的特点：精确、可塑性强，细胞 水平的代谢调节能力超过高等生物。 成因：细胞体积小，所处环境多变。 举例：大肠杆菌细胞中存在2500种蛋白质，其中上千种是 催化正常新陈代谢的酶。每个细菌细胞的体积只能容纳10 万个蛋白质分子，所以每种酶平均分配不到100个分子。 解决方式：组成酶（constitutive enzyme）经常以高浓度存 在，其它酶都是诱导酶（inducible enzyme），在底物或其 类似物存在时才合成，诱导酶的总量占细胞总蛋白含量的 10%。
肝、肾、肠
甘油
磷酸-甘油
脂 肪
脂酸
葡 萄 糖
乙酰CoA
葡萄糖
11
3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响
• 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时
脂肪大量动员 糖不足
酮体生成增加 草酰乙酸 相对不足 氧化受阻
12
高酮血症
（二）糖与氨基酸代谢的相互联系 1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α酮酸，可转变为糖。 例如
同核苷酸吸收有关的酶在G-菌的周质区。
32
酶 定 位 的 区 域 化
细胞质:酵解;磷 酸戊糖途径;糖 原合成;脂肪酸 合成
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
细胞核:核 酸合成
内质网:蛋白质合 成;磷脂合成
33
3. 控制代谢物流向：( 通过酶促反应速度来调节)
花生四烯酸对氨基酸及 碳水化合物代谢的影响
Fungal Genetics and Biology, 37 2013, 57: 33-41.
4 代谢速度的调控
酶合成的调节， 调节的是酶分子 的合成量。
在遗传学水 平上发生的
微生 物细胞 的代谢 调节主 要类型
酶活性调节，调 节的是已有酶分 子的活性。
44
反馈抑制在代谢中很多，特别是在氨基酸和 核苷酸的生物合成中，这类例子更多。
45
氨基酸合成的反馈调控
+ 磷酸烯醇式丙酮酸
脱氧庚酮糖酸-7-磷酸 赤藓糖-4-磷酸 天冬氨氨酰半醛
脱氢奎尼酸 莽草酸
Lys Met
高丝氨酸
反硝化作用 氧化亚氮
Gly Ala
分支酸
Feedback Inhibition
43
（二）反馈抑制的类型
1.直线式代谢途径中的反馈抑制：
苏氨酸脱氨酶
苏氨酸 α-酮丁酸 反馈抑制 异亮氨酸
其它实例：谷氨酸棒杆菌的精氨酸合成
2.分支代谢途径中的反馈抑制：
在分支代谢途径中，反馈抑制的情况较为复杂，为了避免在 一个分支上的产物过多时不致同时影响另一分支上产物的供 应，微生物发展出多种调节方式。主要有：同功酶的调节， 顺序反馈，协同反馈，积累反馈调节等。
酶的激活与抑制
共价修饰 酶原激活 基因表达调控
酶的诱导与阻遏
40
四、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。
通过改变现成的酶分子活性来调节新陈代谢的 速率的方式。是酶分子水平上的调节，属于精 细的调节。
41
(一）调节方式
4
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
5
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
共同中 间产物
共同最终 代谢通路
2H
乙酰CoA
TCA
CO2
蛋白质
ATP
6
● 从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代
在酶化学水 平上发生的
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微生物的代谢
产物 初 级 代 谢 产 物 次 级 代 谢 产 物 酶 合 成 的 调 节 调节 人工控制 改 变 微 生 物 遗 传 特 性
酶 活 性 的 调 节
控 制 生 产 过 程 中 的 条 39 件
三、酶水平的调节
变构效应（别构）
酶活性调节 最基本的 代谢调节 酶含量调节