第11章：代谢的调控

第十一章

物质代谢的联系和调控第一节代谢途径的相互联系网络化进步都带来了哪些便利？联系密切、资源共享音乐网、文学网、化学网、环保网、人际关系网……集团优势的充分体现几亿年前小小的生物细胞内就已经进化出了网络化行为——代谢网络一、代谢途径交叉形成网络（一）糖代谢与蛋白质代谢的关系糖代谢→碳源（OAA、α-KG、丙酮酸、3-磷酸甘油酸、5-磷酸核糖、4-磷酸赤藓糖、PEP）→Aa→蛋白质的合成；蛋白质→Aa→丙酮酸、OAA→糖异生作用→糖TCA（二）脂类代谢与蛋白质代谢的关系OAA（三）糖代谢与脂类代谢的关系糖磷酸二羟丙酮甘油丙酮酸乙酰CoA脂肪酸脂类甘油α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮糖脂肪酸乙酰CoA

琥珀酸OAA糖乙醛酸循环β-氧化α-KGTCA（四）核酸代谢与糖、蛋白质、脂肪代谢的关系ATP：能量和磷酸基团的供应UTP：单糖的转变和多糖的合成CTP：参与甘油磷脂的合成GTP：为蛋白质合成提供能量核酸核苷酸AMP：辅酶、HisGly、Asp、Gln：核苷酸的合成蛋白酶：核酸的合成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二、分解代谢与合成代谢的单向性相对立的单向反应（opposingunidirectionalreaction）：指在一条代谢途径中，某些关键部位的正向反应和逆向反应是由两种不同酶所催化。

举例：1）糖代谢G+ATP→G-6-P+ADP己糖激酶G-6-P+ADP→G+Pi

6-磷酸葡萄糖酶

2）脂肪酸代谢乙酸+ATP+CoA→乙酰CoA+AMP+PPi硫激酶

乙酰CoA+H2O→乙酸+CoA硫酯酶

三、ATP是通用的能量载体绿色植物和光合细菌通过光合作用获得太阳能；其他生物利用有机物的分解代谢获得能量：有机物氧化分解→释放能量→

ATP→需能反应四、NADPH以还原力形式携带能量NADPH是生物合成过程中的良好还原剂；PPP、线粒体乙酰CoA的输出→

NADPH代谢的要略在于形成ATP、还原力和构造单元以用于生物合成；大分子→构造单元（G、Aa、甘油、脂肪酸、核苷酸）；各种构造单元→乙酰CoA等物质→TCA循环→CO2+H2O+ATP

提问：代谢形成网络有什么益处？资源共享：在满足需要的前提下，互通有无，最大限度地利用相同的酶、代谢途径及中间产物，减少合成这些代谢之间是否会存在互相干扰的问题呢？会如何尽量降低其程度呢？各种代谢调控的方法酶水平调节细胞水平调节激素水平调节神经水平调节复杂程度单细胞生物植物动物代谢调节第二节酶水平的调节细胞内的代谢调节主要集中在酶方面，即细胞水平的调节=酶水平的调节，所以酶是代谢调节的基础和关键。酶的主要功能：作为生物催化剂，催化各种生化反应；作为调节元件，调节和控制代谢的速度、方向和途径。酶的调节方式：改变酶的催化活性；改变酶的含量。

（一）酶原激活酶原：组织细胞分泌的酶的无活性前体。酶原激活：无活性的酶的前体转变成有活性酶的过程。其本质是活性中心的形成或暴露过程。酶原激活是一个不可逆的共价修饰的过程。

（二）酶的共价修饰（covalentmodification）定义：在专一性酶的催化下，某些小分子基团共价结合到被修饰的酶分子上，使被修饰酶的活性发生改变，从而调节酶活性。类型：磷酸化/去磷酸化、腺苷酰化/去腺苷酰化、乙酰化/去乙酰化、尿苷酰化/去尿苷酰化、甲基化/去甲基化、S-S/SH特点：在修饰过程中，酶在无活性和有活性的两种状态之间转变；共价修饰的互变由不同的酶催化；属于酶活性的快速调节；由激素信号引起的共价修饰会产生级联放大效果。（三）变构调节定义：酶的调节部位与某些物质进行特异的非共价结合，使酶分子构象发生改变，从而影响酶催化能力。变构剂激素、底物、产物相关辅酶、核苷酸特点：通常是寡聚酶，活性中心+别构中心；别构中心与效应物的结合将导致酶活性中心构象发生轻微变化从而影响酶的功能；别构效应有别构激活和别构抑制两种；代谢底物经常是别构酶的别构激活剂，而代谢产物经常是别构抑制剂；不遵循米氏方程（四）酶促反应的前馈和反馈

前馈作用（feedforward）：代谢的底物对其后某一催化反应的调节酶有作用反馈作用（feedback）：代谢产物对催化前面的某一反应的调节酶有作用前馈作用丙酮酸激酶G→G-6-P→G-6-F→FBP→→→PEP丙酮酸前馈激活2、前馈抑制（~

inhibition）乙酰CoA+CO2+H2O+ATP丙二酸单酰CoA+ADP+Pi乙酰CoA羧化酶前馈抑制1、前馈激活（~activation）：1、反馈激活（~activation）：很少见2、反馈抑制（~inhibition）

1）一价/单价反馈抑制（monovalent~）

反馈作用（feedback）2）二价/多价反馈抑制

（divalent/multivalent~）

同工反馈抑制

Lys、Met、Ile合成顺序反馈抑制

芳香族Aa合成协同反馈抑制

Lys、Thr的合成累积反馈抑制

Gln合成（五）产能反应与需能反应的调节

能荷：在总的腺苷酸系统中（即ATP、ADP、AMP之和）所含的高能磷酸基数量。即腺苷酸总池中ATP或其相当量的物质的量的分数。细胞内能荷值=0.85~0.95；能荷高（>0.95）→A