第九章 物质代谢调节与细胞信号转导课件.pptVIP

物质代谢与信号转导 物质代谢： 糖、脂肪、蛋白、核苷酸四大基本物质在大分子、构件分子和小分子不同层次间的相互转化以及各类分子之间相互转化，为有机体提供必要的物质基础和能量基础。 信号转导： 环境因素变化(信息)作用于机体组织细胞，引起机体细胞内生物信息传递、调节生命活动的一种生物学过程。 二者之间的关系 物质代谢受到细胞信号转导的引导与调节 细胞信号转导是细胞内物质代谢与外界环境变化之间相互联系与适应的桥梁 大多数有机物质可以相互联系、相互转变，组成共同的中间物质代谢池，是各种代谢途径之间的交汇点。 G6P、丙酮酸和乙酰辅酶A是处于代谢通路分支口的重要分子 TAC是三大营养物质的共同代谢通路，是联系糖、脂类和氨基酸代谢的纽带 物质代谢之间相互联系、相互依赖 （二）物质代谢的集约性（集中、简约） 2. 不同物质代谢大多采用类似的代谢策略 （四）物质代谢的能量基础 物质代谢调节的层次 二、关键酶的调节 代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的关键酶决定 。 关键酶催化的反应具有以下特点： ①一般位于代谢途径的起始或分支处； ②催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。 ③速度慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度。速度最慢的关键酶又称限速酶(limiting velocity enzymes) ④这类酶活性除受底物调控外，还受多种代谢物或效应剂的调节。 （一）小分子结合或共价修饰对酶结构与活性的调节 1. 变构调节 （1）概念: 小分子化合物与酶分子活性中心以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，这种调节称为酶的变构调节或别构调节。 别构调节一般发生在底物水平，调节物质代谢通路中的关键酶； 别构调节直接针对酶分子构象本身，因此是一种快速调节。 （2）同工酶调节 概念： 催化相同化学反应但化学性质不同的一类酶 举例： ① 己糖激酶（4种） I型：脑，Km值较低，有利于在葡萄糖浓度较低时利用葡萄糖； IV型：肝，Km值较大，降低血液中高浓度葡萄糖水平。 ②LDH（5种） V型：骨骼肌，对丙酮酸亲和力高，有利于丙酮酸转变为乳酸； I型：心肌及肝脏，对乳酸亲和力高，有利于心肌利用乳酸氧化分解提供能量，或者有利于肝脏利用乳酸作为糖异生的原料 对于多细胞生物来说，为了协调和配合各组织细胞之间的功能活动，需要对各组织细胞的物质代谢或生理活动进行调节。此外当外界环境变化时也需通过细胞间复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。 细胞信息的传递是由许多不同的信息物质所组成的信息传递链来完成的。 信号分子通过与受体结合，激活特定的信号放大系统，将外界环境调节信息传导到细胞内，影响细胞的物质代谢、基因表达或细胞生物学功能，从而产生出适应环境变化的应答反应。 细胞信号转导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。 （一）信号分子 信号分子是指由特定的信号源产生的，可以通过扩散或体液转运等方式进行传递，作用于特定靶细胞并产生特异应答的一类化学物质。 信号分子的种类与化学本质 1、激素 由内分泌细胞分泌，借助血液循环运输至远处发挥作用 类固醇衍生物 氨基酸类衍生物 多肽和蛋白质 脂肪酸类衍生物 2、神经递质 由神经突触释放，通过突触间隙作用于突触后的靶细胞 有机胺类 氨基酸类 神经肽类 3、生长因子 由普通细胞分泌，作用于邻近靶细胞 主要有 表皮生长因子（EGF） 成纤维细胞生长因子（FGF） 血小板衍生生长因子（PDGF） 4、细胞因子 由普通细胞分泌，主要介导和调节免疫功能 常见的有白介素(IL)、干扰素(IFN)、集落刺激因子( CSF)、肿瘤坏死因子(TNF)等 5、无机物 主要有无机离子和气体分子 信号分子的传递方式 1、内分泌信号传递（激素） 2、旁分泌信号传递（绝大部分生长因子和细胞因 子、神经递质） 3、自分泌信号传递（一些生长因子） （二） 受体 受体是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊蛋白分子，能够识别与结合化学分子，并触发靶细胞产生特应的生理效应 能与受体呈特异性结合的信号分子称为配体 （一）作用于细胞膜受体的激素等信号分子及其 细胞内信号转导过程 第一信使：细胞外传递特异信号的信号分子 第二