第14章 物质代谢的联系与代谢调节.pdf

第一节代谢途径的相互联系  一、物质代谢的特点 1.具有共同的代谢池； 2.动态平衡； 3.整体性； 4.ATP和NADPH的通用性； 5.代谢调节。  二、物质代谢的相互关系 第二节代谢调节  生物体内的代谢调节在三种不同的水平上进行： ⑴分子水平调节：单细胞生物主要通过细胞内代谢物的浓度 的变化，对酶的活力及含量进行调节，这种调节称为细胞 水平的调节水平的调节。。 ⑵细胞水平调节：内分泌系统分泌的激素可对其它细胞发挥 代谢调节作用，这种调节称为激素水平调节。 ⑶多细胞整体水平调节：神经系统通过对神经纤维及神经递 质直接对靶细胞发生作用 （神经调节），或通过激素的分 泌的代谢及功能 （神经-体液调节），并通过各种激素的相 互协调而对生物体进行综合调节，这种调节称为整体水平 调节。 一、细胞水平的代谢调节  细胞水平的代谢调节实质是酶的调节，主要是通过细胞内区域 化分布、酶的别构调节、酶的化学修饰及酶含量的改变来调节。 （一）细胞区域化调节代谢途径的分割控制 1.细胞和酶的空间分布； 2.生物对其代谢调节和控制作用； a.控制跨膜离子浓度梯度和电位梯度； ++ 如，植物、真菌和细菌中NaNa 离子流驱动氨基酸和糖的运输；线粒 体内膜利用质子梯度合成ATP等。 b.控制细胞和细胞器的物质运输； 如，胰岛素促进肌肉及脂肪细胞对葡萄糖的主动运输能促进糖原合 成和转变为脂肪，以及肌肉和脂肪细胞对糖的利用。 c.内膜系统对代谢途径的分隔作用； 如，脂肪酸的分解代谢与合成代谢，过氧化物酶体。 d.膜与酶的可逆结合。 一些可与膜可逆结合的双关酶，可通过改变其与膜结合后构象的变 化来调节代谢活动，如，己糖激酶。 （二）酶水平调节 （1）激活剂和抑制剂对酶活力的调节； 酶的激活：某些酶在另外一些物质的作用下才会表现出酶 的活力或使酶的活力增强，这种作用称为酶的激活作用。 能够引起酶的激活作用的物质称为酶的激活剂。 酶的抑制：某些酶在其他某些物质的作用下，活力降低甚 至丧失至丧失，，这种作用称为酶的抑制作用这种作用称为酶的抑制作用。。能够引起酶的抑制能够引起酶的抑制 作用的物质称为酶的抑制剂。 （2）可逆共价修饰酶的活力调节 （3）变构酶的活力调节 变构酶是指某些化合物与酶活性中心以外的位点结合后， 引起酶的分子构象发生改变，从而导致酶与底物的亲 和力改变的一类酶。 2.酶原激活 某些蛋白质包括某些酶都是以无活性的前体，如激素原、 酶原形式合成并贮存的。酶原经专一的蛋白酶断开某些肽 键，有时并除去部分肽链才转变为有活性的酶，此过程称 为酶原激活酶原激活。属于不可逆的调控过程。 凝血机制 3.变构酶与变构调节机制 细胞内负调节物负调节物水平升高而超出稳态水平后与调节酶的变 构部位结合后，降低或关闭酶的活力降低或关闭酶的活力。负调节物分子式该 酶底物以外的分子，往往是一个代谢反应途径的末端产物。 正调节物正调节物在与变构酶专一性结合后会激活变构酶激活变构酶，其在很 氨甲酰磷酸合成酶 多情况下是酶的底物分子本身。这种类型的变构酶又称作 天冬氨酸转天冬氨酸转 CTP 氨甲酰酶 合成酶 调节酶或同位酶调节酶或同位酶。。   4.酶量的调节 酶量的调节就是指对酶的合成和降解的调节。例如，乳糖操 纵子和色氨酸操纵子模型。 所谓操纵子模型操纵子模型就是由几个相关的结构基因和控制区以及调 节基因组成的整个核苷酸序列。包括： 结构基因； 操作子 （O）； 启动子 （P）； R 调节基因 （R）. 