生化课件 第十二章 代谢调节综述-新.pptVIP

第十二章代谢调节综述第一节酶活性调节的机理第二节酶量调节机理代谢调节综述 一切生物的生命都靠代谢的正常运转来维持。机体的代谢途径异常复杂，细胞作为生命活动的基本单位，它具有复杂、精确、有效的代谢调控系统，来维持代谢平衡。 代谢调节是指生物体根据环境的变化、生理活动的需要，自身对代谢反应速度进行调节和对代谢途径方向加以控制的机能。不同的生物体代谢调节机制不同，生物体的代谢调节系统随着进化程度越高，变得越精细、越复杂。微生物只有细胞水平上的调节；高等动物和人有细胞水平的调节、激素水平的调节和神经调节，后两者是高级水平的调节。本章主要介绍细胞水平的调节，它主要是通过调节细胞中酶分子的活性和数量来实现的。细胞水平的调节是高级水平调节的基础。 中间代谢的一切反应几乎都是酶催化的反应，细胞调节主要是对酶的调节。 酶是细胞调节的核心,代谢物(底物、产物)是调节因子；细胞本身的膜结构起着代谢定位和控制反应条件的保证作用。这几种要素共同构成了细胞调节的三种调节机制.(1)酶区域定位的调节(自学内容）－－以膜结构和膜功能为基础的细胞结构效应；细胞内的不同部位进行不同的代谢。(2)酶活性调节－－以代谢途径和酶分子结构为基础的酶活性调节，它包括： 底物对酶的激活；终产物对酶的反馈抑制。(3)酶量调节－－以酶的合成系统为基础的酶量调节，它包括： 底物对酶合成系统的诱导作用；产物对酶合成系统的阻遏作用。细胞调节的三种调节机制第一节酶活性调节的机理一、调节酶 调节酶的功能∶ ①催化代谢途径中的特定反应。 ②它是一种调控元件，调节代谢速度和方向。根据代谢调节功能，酶可分为∶静态酶∶只具催化功能，不具调节功能，催化的反应一般是可逆的，反应速度快，能迅速达到平衡点。调节酶∶酶活性受调节因子的影响，催化的反应速度相对较慢，又称为限速酶或关键酶。 由限速酶催化的反应一般处于一条代谢途径的起始步骤或分支点、转换点上。 如∶在EMP途径中，G→6-P-G 根据调节酶的活性调节机理和调控代谢的功能特点，调节酶的种类可分为∶ 共价修饰酶 变构酶 同功酶 二、调节酶的种类和酶活调节机理酶活性的调节机理可分为∶ 变构调节 共价修饰 解聚、聚合 激活剂和抑制剂调节等 每种酶的调节机理可能是一种以上，如变构酶以变构调节为主，有时也伴随发生解聚、聚合作用。三、变构酶与酶活的变构调节机理 变构酶∶是能在一些调节因子的影响下，通过构象的变化，引起酶活改变的酶。它可以调节代谢速度和代谢方向。变构激活∶ 代谢底物作用于酶分子，使本来无活性或低活性的酶分子发生结构变化，成为有活性或高活性状态的酶。变构抑制∶ 通常是产物的反馈抑制。当终产物在细胞内积累到一定浓度时，会反作用于代谢途径的限速酶，使酶分子结构改变，活性降低，从而减慢代谢速度。变构作用可分为∶ 一般具有多亚基、多配基结合位点(活性中心以外的结合位点-----即调节中心)。 配基∶能够与酶表面结合的物质(如∶底物、激活剂、抑制剂、产物等)通称为酶的配基。1、变构酶分子的结构特点∶由相同亚基组成的变构酶，活性中心和调节中心在同一个亚基上；由不相同亚基组成的变构酶，活性中心和调节中心可能不在同一个亚基上。 变构作用∶当变构剂与调节中心结合后，诱导酶分子构象发生改变，产生一种新的稳定构象，明显改善了酶活性中心对底物的亲和力和催化能力，这就是变构酶的变构作用(或称别构效应)。 协同效应∶酶的一个亚基与配基结合，所发生的变构作用会影响整个酶分子的其他亚基发生相应变化，改变对后继配基分子的亲和力，这种现象称为协同效应。 协同效应可分为正协同效应和负协同效应2、变构作用与协同效应∶3、变构酶的动力学特征 这类酶有无活性和有活性两种基本形式。 由于酶的两种结构形式是通过其他酶(修饰酶)的催化作用，在其酶蛋白的某些氨基酸残基上引入或去除共价结合的某种化学基团，从而发生分子共价结构和构象的变化，实现活性形式与非活性形式的互相转变，这种酶活调节方式称为共价修饰调节，这种酶称为共价修饰酶。四、共价修饰酶及其调节机理∶ 磷酸化/去磷酸化 乙酰化/去乙酰化腺(尿)苷酸化/去腺(尿)苷酸化 甲基化/去甲基化共价修饰酶的化学修饰反应有∶糖原磷酸化酶去磷酸化∶无活性磷酸化∶有活性CH2PCH2P活性中心磷酸化酶a（活化型）2H2O2Pi2ATP2ADP磷酸化酶磷酸酯酶磷酸化酶激酶磷酸化酶b（无活性）丝氨酸残基的R基因OHCH2OH