• 代谢调节普遍存在于生物界
单细胞生物
通过细胞内代谢物浓度的变 化，影响酶活性及含量，从而调 节代谢
——原始调节/细胞水平调节
高 等 生 细胞水平代谢调节 物
激素水平代谢调节
整体水平代谢调节
细胞水平代谢调节
细胞的膜结构及酶分布 在代谢的调节作用
酶活性的调节
多酶体系的 区域化分布
同工酶在调 节中的作用
GTP
已糖激酶
6-P-G
磷酸果糖激酶
6-P-F
磷酸果糖激酶1
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
各种腺苷酸对磷酸果糖激酶的变构调节
变构调节的机制和特点
➢多数变构酶由多亚基构成，所以存在四级结构。 它们的变构调节一般体现在亚基的解聚和聚合上。 ➢多数变构酶由两种亚基组成：催化亚基和调节亚 基。 ➢变构酶有两种构象。 ➢变构剂与调节亚基以非共价键结合，两者的结合 程度取决于变构剂的浓度。 ➢变构调节快速短暂，一般在数分钟内完成。
甘油
某些非必需氨基酸
磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸
其他α-酮酸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 但不能说，脂类可转变为氨基酸
• 氨基酸可以转变为脂类
氨基酸
乙酰CoA
脂肪
• 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸
丝氨酸磷脂
胆胺
脑磷脂
胆碱
卵磷脂
4. 核酸与糖、蛋白质
代谢的相互联系
• 氨基酸是体内合成核酸的重要原料
甘氨酸
天冬氨酸
谷氨酰胺
一碳单位
酶结构 的调节
酶数量 的调节
一、代谢途径的区域化分布 1、代谢途径有关酶类常组成酶体系，分布
于细胞的某一区域或亚细胞结构中。
2、意义：使有关代谢途径分别在细胞不同 区域内进行，避免各种代谢途径互相干扰。
二、代谢途径的关键酶
控制关键酶（key enzyme）活性即可控制整 个代谢途径的速度及方向，这是是实现代谢调 节的基本手段。（不必控制所有酶的活性）
变构酶或别位酶（allosteric enzyme) 变构激活剂
变构效应剂（allosteric effector) 变构抑制剂
一些代谢途径中的变构酶及其效应剂
代谢途径 变构酶
变构激活剂
糖酵解
己糖激酶
AMP
磷酸果糖激酶 AMP, ADP, FDP,
三羧酸循环
丙酮酸激酶
1，6二磷酸 果糖
柠檬酸合酶
ADP
（3）关键酶所催化的反应多数是不可逆反应，从 而赋予反应的单向性。
（4）关键酶是调节酶，受底物、多种代谢物或效应 剂的调节。
（5）多数关键酶有两种构象。高活性构象和低活性 构象。
变构调节 快速调节（改变分子结构）
化学修饰调节
迟缓调节（改变含量）
（一）酶结构调节 1、变构调节 概念：小分子化合物（变构效应剂）与酶 蛋白分子活性中心以外的某一部位特异地 结合，引起酶蛋白分子构象变化，从而改 变酶的活性，又称别位调节。
第十三章
代谢调节
物质代谢的特点：
体内各种代谢纵横交错，共同存在，必须受 调节。
代谢调节是指： 机体对各代谢途径进行的速度和方向进行 严密控制，使其随着体内外环境的变化而不断 调整。 代谢调节意义： 各种物质维持在适宜的浓度，能量供求满足 生理需要。代谢调节是维持细胞功能，保证机
体正常生长、发育所必需的。
第一节
物质代谢的相互联系
一、在能量代谢上的相互协作关系
三大营养物
糖 脂肪 蛋白质
共同中 间产物
乙酰
CoA
共同最终 代谢通路
CoA
TAC
2H+ + 2 e
呼吸链
ATP
乙酰CoA是糖、脂、氨基酸代谢共有的重要中间
代谢物， TAC循环是三大营养物最后分解的共同
代谢途径，释出能量均以ATP形式储存。 一般、整体 ：糖可提供总能量的50%－70%
合成嘌呤
合成嘧啶
• 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
Ala Trp Ser Gly Thr Cys
Asp
Tyr Pro
葡萄糖、糖原
甘油
脂肪
丙酮酸
乙酰CoA
脂肪酸
胆固醇、酮体 Leu、Lys
草酰乙酸 延胡索酸
α- 酮戊二酸
Arg Glu His
Pro
琥珀酸
Val ,Ile, Met ,Thr
第二节
细胞水平的代谢 调节
脂肪则提供25%左右。 特殊、个别：三种物质在供能方面可以相互替代,
弥补不足 。如脑组织，一般情况下 葡萄糖为唯一供能物质，过度饥饿 时可利用酮体。
二、物质代谢的相互转变
糖和脂类之间的转变 糖与氨基酸之间的转变 氨基酸与脂类之间的转变
1. 糖与脂之间的转变 交汇点主要在乙酰CoA和磷酸二羟丙酮。
关键酶（或称调节酶、限速酶）
定义：体内某代谢途径的速度、方向改变
往往只取决于多酶体系中的某些或
某个酶的活性变化。
A Ek1 B Eb C
D Ed F Ec
Ek2
E
G
Eg H
关键酶示意图
关键酶的特点：
（1）通常是一个代谢途径中前几个步骤中的某一个 反应或是代谢分支后的第一步反应。
（2）在整条代谢通路中催化反应速度最慢，决定 整个代谢途径的总速度。
糖
脂肪
难
糖还可以转变为胆固醇
• 摄入的糖量过多时：
合成糖原储存
糖
分解代谢
乙酰CoA
氧化、 供能
合成脂肪酸
• 脂肪的甘油部分 能在体内转变为糖
甘油激酶
脂
甘油
肝、肾、肠
磷酸-甘油
糖
肪
脂酸 乙酰CoA
丙酮酸
• 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响
？饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时：
脂肪动员
酮体
糖
草酰 乙酸
变构抑制剂
催
调
变构激活剂
有活性（高活性）
无活性（低活性）
此图示变构酶受变构激活剂的作用被激活， 但是当变构抑制剂浓度升高时即失去活性。
②变构效应剂引起酶分子构象改变，可表 现为亚基的聚合或解聚，或使酶由原聚体 聚合为多聚体，从而引起活性改变。
变构调节的生理意义：
（1）防止代谢终产物积累
羧化酶 乙酰CoA
(—)
丙二酰CoA
异柠檬酸脱氢酶 ADP
糖异生
丙酮酸羧化酶 乙酰CoA, ATP
糖原分解 糖原合成 脂酸合成
磷酸化酶b 糖原合成酶 乙酰CoA羧化酶
AMP, G-1-P, Pi G-6-P 柠檬酸， 异柠檬酸
氨基酸代谢 谷氨酸脱氢酶 ADP
变构抑制剂
G-6-P 柠檬酸, ATP
ATP, 乙酰CoA ATP, 长链脂酰CoA ATP AMP ATP, G-6-P
TAC受阻 高酮血症
2.糖与氨基酸代谢的相互联系
• 大部分氨基酸脱氨基后， 生成α-酮酸，可转变为糖
例如： 丙氨酸 脱氨基 丙酮酸 糖异生 糖
• 糖代谢的中间产物可氨基化 生成某些非必需氨基酸
丙氨酸 天冬氨酸
糖 丙酮酸
草酰乙酸
乙酰CoA
α-酮戊二酸
谷氨酸
柠檬酸
3.脂类与氨基酸代谢的相互联系
脂肪