第九章 物质代谢的联系与调节

1、 第九章第九章 物质代谢的联系与调节物质代谢的联系与调节第二节第二节 物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系n提问：提问：近几年的网络化进步都带来了哪近几年的网络化进步都带来了哪些便利？些便利？n联系密切（世界范围）联系密切（世界范围）n资源共享（世界范围）资源共享（世界范围）n音乐网、文学网、化学网、环保网、人音乐网、文学网、化学网、环保网、人际关系网际关系网 集团优势的充分体现集团优势的充分体现n几亿年前生物小小的细胞内就已经进化几亿年前生物小小的细胞内就已经进化出了网络化行为出了网络化行为代谢网络没有孤立的代谢生化反应，所有都是生化反应网络中的节点。没有孤立的代谢生化反应，所有都是生化反应

2、网络中的节点。糖原食物糖葡糖-6-磷酸酵解 中间物磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乙酰CoACO2乳酸CO2脂肪酸食物脂肪甘油储存脂肪辅酶H2甘油氨基酸NH3CO2ATP尿素组织蛋白质食物蛋白质三羧酸循环乙醛酸循环磷酸戊糖途径辅酶H2呼吸链磷酸戊糖ATPADPATP甲酸CO2NH3核酸H2O -酮戊二酸生糖生糖 甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺辅酶H2磷脂丝丝 甲硫甲硫氨基酸酶酶基因基因糖异生糖异生发酵发酵提问提问：有什么益处？：有什么益处？n资源共享资源共享途径途径n在满足需要的前提下，互通有无，最大限度的减在满足需要的前提下，互通有无，最大限度的减少少酶酶、代谢途径代谢途径及及中间产物中间产物的数量的数量

3、n这些代谢之间是否会存在互相干扰的问题这些代谢之间是否会存在互相干扰的问题呢？呢？n是是n如何尽量降低其程度呢？如何尽量降低其程度呢？n各种代谢调控的方法各种代谢调控的方法n器官层次器官层次n器官功能分化，如器官功能分化，如肝脏是主要的氧化、合成部位肝脏是主要的氧化、合成部位n细胞层次细胞层次n 细胞器功能分化细胞器功能分化第四节第四节 代谢调节代谢调节有氧氧化有氧氧化氧化氧化合成合成合成合成合成合成合成合成降解降解一一.细胞水平的代谢调节细胞水平的代谢调节如何调控呢？如何调控呢？n酶酶代谢调控的代谢调控的开关开关影响酶活力的因素有哪些？影响酶活力的因素有哪些？n底物浓度、酶浓度、底物浓度、酶

4、浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂温度、抑制剂、激活剂n（一）（一）.变构调节（变构调节（allosteric regulation）前馈反馈前馈反馈底物的前馈激活底物的前馈激活产物的反馈抑制产物的反馈抑制发酵工业如何克服产物抑制尽可能提高产物收率？与分离手段偶联、加大生物膜透性ADP/ATP调节调节n提问：提问：如何调控？如何调控？nADP-Pi分解反应分解反应nATP 合成反应合成反应n（三）、酶的化学（三）、酶的化学修饰调节修饰调节n合成调控、降解调控合成调控、降解调控nA.合成调控合成调控n诱导合成与阻遏合成诱导合成与阻遏合成n当需要的时候，当需要的时候，合成相应的酶合成相应的酶底物是底

5、物是诱导物诱导物n背景介绍背景介绍n大肠杆菌通常利用大肠杆菌通常利用葡萄糖葡萄糖作为碳源，通常情况下作为碳源，通常情况下环境中乳糖极少，降解环境中乳糖极少，降解乳糖乳糖的酶不被合成，的酶不被合成，其实其实质是质是乳糖降解酶基因乳糖降解酶基因不表达。不表达。例例1大肠杆菌乳糖酶诱导合成大肠杆菌乳糖酶诱导合成阻遏蛋白阻遏蛋白乳糖酶基因乳糖酶基因操纵基因操纵基因结构基因结构基因半乳糖苷酶半乳糖苷酶半乳糖苷转乙酰酶半乳糖苷转乙酰酶半乳糖苷透性酶半乳糖苷透性酶操纵基因操纵基因基因合成的开关基因合成的开关调节基因调节基因关关阻遏蛋白阻遏蛋白阻挡阻挡操纵基因操纵基因，结构基因不表达，结构基因不表达诱导物（乳

6、糖）诱导物（乳糖）开开诱导物诱导物阻止阻止阻遏蛋白阻遏蛋白功能发挥。功能发挥。mRNA酶蛋白酶蛋白动画演示动画演示阻遏蛋白阻遏蛋白操纵基因操纵基因结构基因结构基因调节基因调节基因mRNA酶蛋白酶蛋白阻遏蛋白阻遏蛋白不能与操纵基因结合，所以结构基因表达。不能与操纵基因结合，所以结构基因表达。酶代谢产物一旦大量积累酶代谢产物一旦大量积累原核生物基因主要是原核生物基因主要是转录控制。转录控制。B.降解调控降解调控n泛肽泛肽有选择的控制一些酶的降解有选择的控制一些酶的降解溶酶体溶酶体蛋白酶蛋白酶氨基酸氨基酸n主要指主要指肽类及氨基酸衍生物肽类及氨基酸衍生物激素激素。 n（动物激素动物激素主要包括主要包括肽类肽类、氨基酸衍生物类氨基酸衍生物类、固醇类固醇类激素）激素）激素激素激素受体激素受体ATPcAMP +PPi酶酶A(无活性）无活性）酶酶A(有活性）有活性）酶酶B(无活性）无活性）酶酶B(有活性）有活性）酶酶C(无活性）无活性）酶酶C(有活性）有活性）酶酶D(无活性）无活性）酶酶D(有活性）有活性）代谢反应代谢反应激素激活了一个连锁信号放大激素激活了一个连锁信号放大，酶酶D浓度巨升，整个反应速度大幅度提浓度巨升，整个反应速度大幅度提高高。（。（四两拨千斤四两拨千斤）环化酶环化酶激活激活101001000104极大极大1 （浓度）（