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生物化学:12 第十二章 代谢调控
内质网 溶酶体 乙醛酸体
Pr合成、磷脂合成 水解酶类 乙醛酸循环
在真核细胞内同时进行着各种不同 的代谢反应,相互间不发生干扰,不出 现紊乱的原因:
E定位的区域化
膜结构对代谢的调控(物质运输、 能量转换、信息传递)
二、酶活性的调节—微调
E活性的调节包括:酶原激活、E 的变(别)构效应、E分子的共价修饰 和辅因子对E活性的调节。
异亮氨酸
亮氨酸 色氨酸
间
苯丙酰氨
的
异亮氨酸 甲硫酰氨
代
苏氨酸 缬氨酸
草酰乙酸 苹果酸
延胡索酸 琥珀酸
乙醛酸
柠檬酸
谢
谷氨酸
琥珀酰CoA
联 系
谷氨酰氨 组氨酸
脯氨酸
-酮戊二酸
向代谢途径): 指EMP途径-TCA循环。因为该途径中 的一些代谢中间物与糖、脂肪、蛋白质 和核酸等物质代谢密切相关,是沟通各 代谢之间联系的重要环节。各种生物物 质代谢的枢纽物质是乙酰COA。
各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷 酸,如ATP是能量的“通货”; UTP参与多糖的合成,CTP参与磷脂合成,GTP参 与蛋白质合成与糖异生作用。
核苷酸的一些衍生物具重要生理功能(如CoA、 NAD+,NADP+,FAD); cAMP,cGMP是生物体内重要的信号分子
蛋白质 核酸
淀粉、糖原
慢
限速步骤, E2是标兵E(限速酶) , 标兵E常常是一种变构调节E。
如:EMP中的磷酸果糖激E。
2、反馈抑制
反馈抑制:在系列反应中,终产物抑 制反应序列前头的标兵E的作用。
单价反馈抑制:如CTP对ATCase的抑制
顺序反馈抑制
二价反馈抑制 协同反馈抑制
※
积累反馈抑制
同工E反馈抑制
Asp
Asp氨甲酰
胰PrE
除六肽
胰凝乳 PrE原
胰 胰PrE 小肠腔 内切两个 胰凝乳
二肽
PrE
羧肽E原 胰 胰PrE 小肠腔
羧肽E
(二)酶的变构效应 —E活性的前馈与反馈调节
+或前馈
S0 E0 S1 E1 …… Sn-1 En-1 Sn
+或反馈
重点介绍反馈抑制和前馈激活。
1、限速步骤和标兵酶(限速酶)
A E1 B E2 C E3 D …… P
二、能量代谢
ATP(NADPH, NADH)
ATP NTP ATP GTP ATP CTP ATP NTP ATP dNTP
多糖 蛋白质 脂肪 RNA
DNA
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第二节 代谢调节
代谢调节分为四个水平:
神经水平调节
激素水平调节
细胞水平调节 单细胞 植 动
酶水平调节
生物 物 物
酶水平的调节
E定位的区域化 E活性的调节—微调 E含量的调节—粗调
淀粉、糖原
AA AAllaa、、GVlayl、、CLyesu、 Ser、Thr
G 丙酮酸 乙酰CoA
ALsyps、、AsATpsh、nr、、AsMInelte、
OAA
Tyr、Phe、Asp 延胡索酸
Glu、Gln、Pro、 琥珀酰CoA
Arg、His Glu、Gln、Pro、Arg
a-酮戊二酸
Ile 、Met、Thr、Val
+
基转移E 氨甲酰基天冬氨酸
氨甲酰磷酸
UMP
CTP UTP UDP
CTP对ATCase的抑制
二价反馈抑制:
(1)顺序反馈抑制
X
d
A a B b C c D d’ Y
X或Y积累时,只分别抑制d或d’。 当d和d’同时受抑制时,D积累,进 而对a起反馈抑制。
(2)协同反馈抑制
X
d
A a B b C c D d’ Y
学什么?
一 什么是生物化学(biochemistry) ?
生物化学(Biochemistry): 研究生命现象化学本质的科学。
二、生物化学的研究内容
1、研究生物有机体的化学组成。
2、研究生命现象的物质代谢、能量代谢及代 谢调节
3、自我复制:遗传信息代谢过程
第十一章 代谢调节
第一节 代谢途径的相互联系 第二节 代谢调节
(一)酶原激活
酶原 有活性的酶 意义:避免了不需要时活性E对组 织与器官的损伤;需要时E可迅速转化 为活性形式,保证了代谢的及时需要。
E原激活
E原
活化
活性E
名 称 合成部位 因素 部位
途径
胃PrE原 胃粘膜 胃PrE 胃腔 从N-末端切 胃PrE 除42个AA
胰PrE原
胰 肠激E、 小肠腔 从N-末端切 胰PrE
Leu、Lys、 Phe、Tyr、
Trp
A生la糖族AA
乙酰乙 酰CoA
Ile、Leu、Trp OAA
Asp族
DHAP 甘油
脂肪酸
丙酮酸
乙酰CoA 动物组织不易利 用脂肪酸合成AA
a-酮戊二酸
Glu族
核酸是细胞内重要的遗传物质,控制着蛋白质的 合成,影响细胞的成分和代谢类型
核酸的合成受到其它物质的控制。如核酸的合 成需酶和多种蛋白因子参加。Gly、Asp、Gln和 磷酸戊糖合成核苷酸。
第一节 代谢途径的相互联系
一、代谢网络
(一)生物体内糖和脂肪的相互转变 (二)糖代谢与蛋白质代谢的联系 (三)脂肪代谢与蛋白质代谢的联系 (四)核酸与其它物质代谢的联系
糖原、淀粉
脂肪
G DHAP 丙酮酸
甘油 NADPH·H+
脂肪酸
乙酰CoA
OAA 苹果酸 乙醛酸
琥珀酸
柠檬酸 异柠檬酸
蛋白质
脂肪
糖
类
氨基酸
核苷酸
1-磷酸葡萄糖
脂
6-磷酸葡萄糖
类
生糖氨基酸
氨
甘氨酸 天冬氨酸
核糖-5-磷酸
磷酸二羟丙酮
甘油
脂肪酸
基
谷氨酰氨
酸
丙氨酸 甘氨酸
生酮氨基酸
和
丝氨酰 苏氨酸
亮氨酸 赖氨酸
PEP 丙酮酸
丙二单酰CoA
核
半胱氨酸
酪酰氨 色氨酸
乙酰乙酰CoA
乙酰CoA
胆固醇
苷
天冬氨酸
笨丙氨酸
酸 之
天冬酰氨
酪氨酸 天冬氨酸
细胞的区域化调节
一、E定位的区域化
DNA、RNA 合成
糖降解 脂肪酸降解 硬脂酸等的合成 呼吸链
生物膜控制 底物浓度
糖合成 脂肪合成 蛋白质合成 核酸降解
细胞器 细胞核 细胞质
线粒体
E系
DNA复制、RNA合成
EMP、PPP、糖原合成、糖异 生、脂肪酸合成、蛋白质合成
TCA、脂肪酸氧化、ETS、氧 化磷酸化、转氨基作用
光合作用
呼吸作用
CO2 乙醇酸
葡萄糖
EMP
PPP 磷酸核糖 His
乙醛酸
3-磷酸甘油酸 磷酸赤藓糖
Gly
莽草酸
Ser Ala
PEP Trp Phe Tyr
Cys
Val
丙酮酸
Leu 草酰乙酸TCA
Asn
α -酮戊二酸 Gln
Asp
Glu
Lys Thr Met Arg Pro
Ile
蛋白质
脂肪
生酮AA
X和Y除分别对d和d’反馈抑制外, 还协同抑制a。但X或Y单独不抑制a。
(3)积累反馈抑制