第十五章物质代谢的相互关系及代谢的调节控制主要内容n物质代谢的相互联系n代谢的调节一 物质代谢的相互联系（一）糖代谢与脂肪代谢的相互关系糖可以在生物体内变成脂肪脂肪不能大量转变为糖，除了油料作 物种子糖 脂（二）糖代谢与蛋白质代谢的关系糖可以转变为非必需氨基酸蛋白质可以转变为糖糖 蛋白质（三）脂肪代谢与蛋白质代谢的相互关系由脂肪合成蛋白质的可能性是有限的，实际上仅限于Glu蛋白质间接地转变为脂肪脂 蛋白质(四)三大基础物质代谢的相互关系：相互转变、相互制约、殊途同归n相互转变：指糖类、脂肪、蛋白质代谢通过共同的代谢 中间产物丙酮酸、乙酰辅酶A、α-酮戊二酸等相互联系 起来，可以相互转变n相互制约：指生物体内脂类、蛋白质代谢的强度主要由 糖类的代谢强度决定当糖类供应充足时，糖类在体内 大量氧化分解供能，这时脂肪、蛋白质的分解就受到一 定的制约糖类供应短缺时，脂类可大量分解供能，蛋 白质也有供能作用正常情况下，蛋白质的代谢主要用于蛋白质的不 断自我更新，只有当机体能源物质糖类、脂类严 重消耗时，蛋白质才表现为大量分解供能。
n殊途同归：三大物质代谢分解途径虽不相同，但 彻底氧化为水和二氧化碳最终汇合到TCA循环中 ，所以TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质彻底分解 氧化的一条共同途径TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质三大物质的共 同通路：n(1)、三羧酸循环是乙酰辅酶A最终氧化生成CO2和H2O 的途径n(2)、糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化n(3)、脂肪分解产生的甘油可通过糖有氧氧化进 入三羧酸循氧化，脂肪酸经β—氧化产生乙酰辅 酶A可进入三羧酸环氧化n(4)、蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架 可进入三羧循环，同时，三羧酸循环的中间产物 可作为氨基酸的碳骨架接受NH3后合成非必需氨 基酸所以，三羧酸循环是三大物质代谢共同通 路(五)核酸 糖、脂和蛋白质代谢网络 二 代谢的调节生物界代谢的调控，可分为3个水 平：细胞内的调控、体液的调控 、神经水平调控1.细胞内的调控n1).区域定位的调节—不同酶分部于细胞的不同部 位.(一)生物体内的代谢调控模式活细胞是一个微小的化学工业园 ·在极其微小的空间内发生着 数千种生物化学反应 ·细胞不是一个装满了各种酶 和底物的口袋 ·细胞复杂的结构特别是膜的 结构固定了各代谢反应的空 间和时间，使它们高度有序 并可以被控制和调节。
细胞区域化调节2)酶活性的调节—酶结构的变化改变酶活性n(1)酶原激活n(2)酶的化学修饰(共价修饰):有些酶在它 的某些氨基酸残基上连接一定化学基团 或去掉一定化学,从而实现酶的活性态与 非活性态的互相转变.酶原的活化 酶的化学修饰n(3)酶分子的聚合与解聚n(4)酶的构象变化3)酶量的调节—基因的诱导与阻遏2.体液激素的调控n1)激素的概念:n2)激素的分类:n3)蛋白质激素的作用机制—第二信使学说激素n什么是激素？n激素是生物体内特定细胞产生的的对某 些靶细胞具有特殊刺激作用的微量物质 n在机体的代谢过程或生理过程起调控作 用，n1，含量少；在生物体某特定组织细胞产 生；n2，通过体液的运动被输送到其他组织中 发挥作用；n3，作用很大，效率高，在新陈代谢中起 调节控制作用n在医疗上，激素也是一类重要药物激素具有以下几个特点：激素的分类n在生物激素中，动物激素最为重要植物激素 主要为植物生长调节剂n根据激素的化学结构和调控功能，一般可以分 为三类 n（1）含氮激素包括蛋白质激素、多肽激素 、氨基酸衍生物激素等n（2）类固醇激素性腺和肾上腺皮质分泌的 激素大多数是类固醇激素n（3）脂肪酸衍生物激素。
主要由生殖系统及 其它组织分泌产生蛋白质激素的作用机制— 第二信使学说n4)类固醇激素的作用机制—调节基因表达3.神经系统的调节神经调控作用n人及高等动物具有高度发达的神经系统 ，这类生物的各种活动和代谢的调节机 制都处于中枢神经系统的控制之下神 经系统既直接影响各种酶的合成，又影 响内分泌腺分泌激素的种类和水平，所 以神经系统的调节具有整体性特点n神经系统对生命活动的调控在很大程度 上是通过调节激素的分泌来实现的二)反馈调节n1).前馈—代谢底物浓度的的调节n2).反馈—终产物的调节作用1.反馈与前馈反馈与前馈2.反馈抑制的方式n1)线性反馈:反馈抑制的基本方式n2)分支代谢反馈:原核生物中重要调控方式特点:每一个分支途径的终产物常常控制分支后的第 一个酶,同时每一个终产物又对整个途径的第一个 酶有部分抑制作用.分支反馈调节几种类型(P251)n(1)多价反馈抑制n(2)协同反馈抑制n(3)累积反馈抑制n(4)合作反馈抑制n(5)顺序反馈抑制3.反馈调节的机制n1)变构酶调节---反馈的普遍机制n2)同工酶调节---对环境及代谢变化的一 种适应机制n3)多功能酶调节---更灵活的调节机制(三) 基因表达的调节n酶生物合成在转录水平和翻译水平受到 调节。
1原核生物基因表达调节1)酶合成的诱导作用2)降解物的阻遏作用3)酶合成的阻遏作用1)酶合成的诱导作用1960~1961年，J. Monod 和 F. Jacob 提出乳糖操纵子模型（lac operon model）n大肠杆菌乳糖操纵子模型说明了酶 合成的诱导作用机制.ayzopi结构基因控制位点调节基因乳糖操纵子模型ayzopioCAP与cAMP形成复合物，结 合在lac operon的启动基因上， 促进转录的进行cAMP-CAP是正调控因子，阻遏蛋白是负调控因子启 操2)降解物的阻遏作用n当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时, 则先利用葡萄糖,而不利用乳糖.只有当葡萄糖耗 尽后,细菌生长经过一段停滞期,出现二度生长曲 线.不久在乳糖诱导下,分解乳糖代谢的酶开始合 成,细菌才能利用乳糖.这种现象称为降解物的阻 遏作用.3)酶合成的阻遏作用E. coli 色氨酸操纵子模型说明了某些 代谢产物阻止细胞内酶生成的机制.ABCDEopLatrpRtrpPtrpO trpE trpD trpC trpB trpAE. coli 色氨酸操纵子模型Trp合成途径还存在色氨酸操纵子中衰减子所引起的衰 减调节。
2）真核生物基因表达的调控n为多级调控方式：转录前水平调控 、转录水平上的调控、转录后水平 的调控、翻译水平调控、翻译后水 平调控四)代谢调控在工业上的实践意义1.酶活性调节在工业上的应用 1)降低终产物浓度 2)利用抗代谢产物类似物—关键酶的脱敏作用 3)增大细胞膜通透性—使代谢产物易于转运到胞外 4)控制发酵条件—使产品定向生成 2.酶合成在工业上的应用 1)筛选调控基因突变的突变株—解除阻遏作用 2)增加遗传学的数量和种类—提高基因表达能力作业1.为什么TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质三 大物质的共同通路?2.三大基础物质代谢的相互关系?。