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Metabolic Regulation(調控)的原理 Key topics 生物系統調控的原理 Glycolysis vs. gluconeogenesis? 化學和調控的糖代謝 Metabolic Pathways 生化反應中的活細胞— metabolism—被有系統的進入代謝途徑 途徑有專門的用途 有些是專門提取能量 有些是專門存放燃料 有些是專門用於合成重要的基材 有些是專門消除廢物 途徑可以表示成一張地圖 根據結果的代謝和基材 確定酶作用對代謝有效 確定特徵和媒介的調控 確定代謝疾病的來源 Metabolism 像three-dimensional網狀物 一個典型的真核細胞有能力使大約3萬種不同protein,它催化數以千計不同的反應，涉及數以百計的代謝物，,最共同一個以上” pathway”。 這個形象概念的代謝途徑是從網路上KEGG(京都百科全書基因與基因組 生物體維持使代謝濃度保持在穩定狀態 在穩定狀態下，合成代謝速率相當於分解代謝速率 Regulation的原理 代謝物流動的途徑是通過regulated維持homeostasis 有時候，必須迅速的改變代謝所需的階級 必須增加在glycolysis作用期間的產量 必須減少glycolysis作用後的產量 必須增加gluconeogenesis成功作用後的產量 Feedback Inhibition(負回饋抑制) 在許多情況下，最終產物的metabolic pathways直接or間接抑制他自己的biosynthetic pathways ATP 抑制glycolysis步驟的程序 遠離平衡的反應是共同的規則 新陳代謝產物的水平在穩定狀態，而代謝產物一些遠離平衡的代謝反應會維持生命系統發展。 生化反應率取決於許多因素 -反應物濃度 -催化劑的活性 -酶的濃度 -酶原有的活性 -效應分子的濃度 -異構的調節 -競爭基質 -pH值、離子環境 -溫度 活性蛋白分子的有限的生命期限 不同的蛋白質在相同組織中有非常不一樣的半衰期 －少於一小時至一週的肝臟酵素 －在N端序列穩定關聯 一些蛋白質和人一樣的生命期限 －在眼睛晶體的結晶 磷酸酶活性的影響 蛋白磷酸化蛋白激酶催化 去磷酸化是自發，或由蛋白磷酸酶催化 通常情況下，羥基的絲氨酸，蘇氨酸，酪氨酸是使之磷酸化 有些酶在通路限制流量比別人多的代謝產物 己糖激酶和磷酸的目標是適當的調節糖酵解通量 己糖激酶活性增加可激活葡萄糖 增加磷酸- 1活性使糖代謝活化通過糖酵解 控制合成糖原 胰島素信號轉導通路 增加肌肉葡萄糖導入 刺激肌肉活動己糖激酶 激活糖原合酶 己糖激酶活性增加可激活葡萄糖 糖原合酶使糖原儲存的能量 四己糖激酶調控的封存 利率的反應取決於襯底的濃度 該利率較敏感，濃度在低濃度上 遇見基質酶事項的頻率 速率變得不敏感在高底物濃度上 這種酶與底物是接近飽和 同工酶能產生不同的動力特性 *同工酶是不同的酶，催化相同的反應 *同工酶通常具有相同的序列 *他們的調控通常不一樣 相 己醣激酶-1 對 酵 素 活 己醣激酶-4 性 (葡萄糖激酶) 葡萄糖濃度 彈性係數測量與機直反應有關 醣酵解與糖質新生的比較 磷酸果糖激酶-1的規定 果糖6磷酸鹽轉換果糖16-二磷酸醣酵解消極動作器如果有大量ATP，不要花费在醣解作用的葡萄糖 直的 PFK-1 activity = PFK-1活動sphate = 果糖6磷酸鹽 磷酸果糖激酶1和果糖1,6二磷酸酶的調控 如果AMP高而ATP低就可進行糖酵解 如果AMP低就可進行糖質新生 Regulation by Fructose 2,6-Bisphosphate(果醣-2,6-雙磷酸的調控) F26BP activates phosphofructokinase (glycolytic enzyme) F26BP inhibits fructose 1,6-bisphosphatase (gluconeogenetic enzyme) F26BP抑制1,6-雙磷酸果糖(升糖酵素) Regulation by Fructose 2,6-Bisphosphate(果醣-2,6-雙磷酸的調控)Go glycolysis if F26BP is high 如果2,6雙磷酸果糖的濃度是高的則會往糖解作用的方向。 Go gluconeogenesis if F26BP is low 如果2,6雙磷酸果糖的濃度是低的則會往糖質新生的方向。 ※F26BP(2,6-雙磷酸果糖的縮寫) Regulation of 2,6-Bisp