《代谢相互联系》PPT课件.ppt
主讲主讲:赵国芬赵国芬重点和难点重点和难点重点重点1.几大物质代谢的联系2.代谢调节的三个基本方式：细胞水平的调节、酶活性的调节、激素水平调节；3.酶活性调节主要 类型难点难点操纵子模型与操纵子调节酶蛋白合成的机操纵子模型与操纵子调节酶蛋白合成的机制制第二节第二节 代谢的调节与控制代谢的调节与控制章章 节节 安安 排排第一节第一节 代谢途径的相互联系代谢途径的相互联系第三节第三节 酶含量的调节（基因表达的调节）酶含量的调节（基因表达的调节）物质代谢物质代谢联系联系转化转化TCA循环则是糖、脂肪和蛋白质三大物质互相转化循环则是糖、脂肪和蛋白质三大物质互相转化的枢纽的枢纽各代谢还有与其他代谢各代谢还有与其他代谢相同的中间物相同的中间物：磷酸：磷酸二羟丙酮、磷酸烯醇式丙酮酸、草酰乙酸、二羟丙酮、磷酸烯醇式丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二酸、磷酸核糖等，在沟通代谢网络酮戊二酸、磷酸核糖等，在沟通代谢网络中也起着重要作用。中也起着重要作用。最关键的中间物最关键的中间物：6-磷酸葡萄糖、磷酸葡萄糖、丙酮酸和乙酰丙酮酸和乙酰CoA。第一节第一节 代谢途径的相互联系代谢途径的相互联系代谢的相互联系及调控代谢的相互联系及调控一、糖与脂之间的联系一、糖与脂之间的联系二、糖与蛋白质之间的联系二、糖与蛋白质之间的联系三、脂与蛋白质之间的联系三、脂与蛋白质之间的联系四、核酸代谢与糖、脂肪及四、核酸代谢与糖、脂肪及蛋白质代谢的关系蛋白质代谢的关系 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮丙酮酸丙酮酸甘油甘油乙酰辅酶乙酰辅酶A A脂肪酸脂肪酸脂类脂类甘油甘油 甘油磷酸甘油磷酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮糖糖脂肪酸脂肪酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸PEP 氧化氧化乙醛酸循环乙醛酸循环脂肪酸脂肪酸酮体（乙酰乙酸、酮体（乙酰乙酸、丙酮、丙酮、-羟丁酸）羟丁酸）进入血液或到达肌进入血液或到达肌肉中提供能源肉中提供能源糖糖糖糖一、糖与脂之间的联系一、糖与脂之间的联系C2n+1C2n丙酰辅酶丙酰辅酶A A丙二酸单酰辅酶丙二酸单酰辅酶A琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A植物种子萌发时、细菌、蓝藻等G G丙酮酸动物肝肝脏脏乙酰辅酶乙酰辅酶A ANADPH和能量由糖代谢提供G G二二.糖与蛋白质的联系糖与蛋白质的联系糖：糖：生糖生糖生酮生酮生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸2 2、氨基酸、氨基酸氨基酸分为氨基酸分为（动物）（动物）碳源碳源指对应的酮酸，据此可分为五个族指对应的酮酸，据此可分为五个族植物体内和微生物体内糖代谢为全部氨基酸的合植物体内和微生物体内糖代谢为全部氨基酸的合成提供成提供碳源和能源碳源和能源动物体内糖可以为非必须氨基酸提供动物体内糖可以为非必须氨基酸提供碳源和能源碳源和能源1 1、糖、糖糖与蛋白质分解产物糖与蛋白质分解产物-氨基酸的联系氨基酸的联系氨基酸：氨基酸：糖糖植物体一些组植物体一些组织内织内AAAA可全部可全部转变成糖转变成糖氨基酸氨基酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸甘油甘油甘油甘油1 1 1 1、脂类、脂类、脂类、脂类三三.脂与蛋白质之间的联系脂与蛋白质之间的联系磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮相应的相应的-酮酸酮酸氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A丙酰辅酶丙酰辅酶A AOAA-酮戊二酸酮戊二酸苹果酸苹果酸乙醛酸循环乙醛酸循环琥珀酰琥珀酰COA丙酮酸丙酮酸Aa2 2、氨基酸、氨基酸GAa动物动物脂肪脂肪生糖生糖生酮生酮生糖兼生酮生糖兼生酮脂肪脂肪核酸核酸核苷酸核苷酸ATPATPUTPUTPCTPCTPGTPGTP能量和磷酸基团的供应能量和磷酸基团的供应单糖的转变和多糖的合成单糖的转变和多糖的合成参与卵磷脂的合成参与卵磷脂的合成给蛋白质合成提供能量给蛋白质合成提供能量AMPAMP辅酶、组氨酸等辅酶、组氨酸等GlyGly、AspAsp、GlnGln嘌呤、嘧啶嘌呤、嘧啶蛋白酶蛋白酶核苷酸、核酸的合成核苷酸、核酸的合成蛋白因子蛋白因子核苷酸、核酸的合成核苷酸、核酸的合成四、核酸代谢与糖、脂肪及蛋白质代谢的关系四、核酸代谢与糖、脂肪及蛋白质代谢的关系 第二节第二节 代谢的调节与控制代谢的调节与控制一一.代谢调节的类型代谢调节的类型各代谢协调一致保持动态的平衡，应归功于它各代谢协调一致保持动态的平衡，应归功于它的精确的的精确的调节机构调节机构。体内调节可发生在不同的。体内调节可发生在不同的层次上，一般分为三种类型（方式）：层次上，一般分为三种类型（方式）：1 1细胞水平的调节细胞水平的调节-通过对通过对细胞内酶的调节细胞内酶的调节来实现来实现2 2激素水平的调节激素水平的调节-协调不同细胞、组织与器官协调不同细胞、组织与器官之间的代谢之间的代谢3 3神经系统的调节神经系统的调节-在神经系统参与下由酶和激素在神经系统参与下由酶和激素共同构成的调节网络共同构成的调节网络 神经调节：整体的、最高级的调节。神经调节：整体的、最高级的调节。激素调节：受神经调节控制。第二级调节。激素调节：受神经调节控制。第二级调节。酶调节：原始的、基本的调节。第三级调酶调节：原始的、基本的调节。第三级调节。节。酶水平的调节：酶活性调节（酶原激活、酶水平的调节：酶活性调节（酶原激活、别构效应别构效应、共价修饰和共价修饰和级联放大级联放大、底物循、底物循环、环、同工酶、）和酶含量（基因表达调控）同工酶、）和酶含量（基因表达调控）二、酶水平的调节二、酶水平的调节 酶水平的调节的基本机制：酶水平的调节的基本机制：酶活性的调节酶活性的调节酶含量的调节酶含量的调节酶定位的区域化酶定位的区域化酶在细胞内有一定的酶在细胞内有一定的布局和定布局和定位位。功能：浓缩效应，防止干扰，功能：浓缩效应，防止干扰，便于调节便于调节1 1、酶定位的区域化、酶定位的区域化2 2、酶活性的调节、酶活性的调节 胰蛋白酶原胰蛋白酶原六肽六肽肠激酶肠激酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶原羧肽酶羧肽酶水解水解Arg LysArg Lys羧基形成的肽键羧基形成的肽键（1 1）酶原的激活）酶原的激活1 1）共价修饰调节酶：即通过共价修饰调节）共价修饰调节酶：即通过共价修饰调节活性的酶叫共价修饰调节酶。活性的酶叫共价修饰调节酶。（2 2）共价修饰和级联放大）共价修饰和级联放大共价修饰共价修饰（covalent modificationcovalent modification）：）：指在专一性酶的催化下，酶分子共价地指在专一性酶的催化下，酶分子共价地结合或去除某些小分子基团上，使被修结合或去除某些小分子基团上，使被修饰酶的活性发生改变，从而调节酶活性。饰酶的活性发生改变，从而调节酶活性。磷酸化磷酸化/去磷酸化（主要存在于高等动、植物细胞去磷酸化（主要存在于高等动、植物细胞中）中）2 2）共价修饰的类型：）共价修饰的类型：腺苷酰化腺苷酰化/去腺苷酰化；（主要存在细菌中）去腺苷酰化；（主要存在细菌中）乙酰化乙酰化/去乙酰化；尿苷酰化去乙酰化；尿苷酰化/去尿苷酰化；去尿苷酰化；甲基化甲基化/去甲基化；去甲基化；S-S/SHS-S/SH级联系统（级联系统（cascade systemcascade system）：连锁代谢反：连锁代谢反应中一个酶被激活后，连续地发生其它酶被应中一个酶被激活后，连续地发生其它酶被激活，导致原始信号的放大。这样的连锁代激活，导致原始信号的放大。这样的连锁代谢反应系统叫级联系统。谢反应系统叫级联系统。实例：实例：肾上腺素作用于膜受体，引起效应器肾上腺素作用于膜受体，引起效应器活化，进而引发一系列的胞内连锁反应。活化，进而引发一系列的胞内连锁反应。依赖于依赖于cAMPcAMP的蛋白激酶叫蛋白激酶的蛋白激酶叫蛋白激酶AAprotein kinase Aprotein kinase A（PKAPKA）3 3）糖原磷酸化酶和糖原）糖原磷酸化酶和糖原合成酶活性的调节合成酶活性的调节 糖原的合成糖原的合成 糖原合成酶糖原合成酶a a (脱磷酸化，有活性脱磷酸化，有活性)糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶b b (脱磷酸化，无活性脱磷酸化，无活性)ATP ADPPi H2O糖原合成酶糖原合成酶b b（磷酸化，无活性（磷酸化，无活性)糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶a a（磷酸化，有活性）（磷酸化，有活性）ATP ADPPi H2O糖原的分解糖原的分解级级联联反反应应肾上腺素肾上腺素主要是调节糖代谢主要是调节糖代谢,它能够促它能够促进进 肝糖原和肌糖原的分解，增加血肝糖原和肌糖原的分解，增加血糖和血中糖和血中 的乳酸含量。的乳酸含量。（和胰岛素的（和胰岛素的作用不同）作用不同）依赖于依赖于cAMPcAMP的蛋白激酶称为的蛋白激酶称为蛋白激蛋白激酶酶A A（protein kinase A,PKAprotein kinase A,PKA）3.3.辅因子的调节辅因子的调节（1 1）能）能荷的荷的调节调节 EC高，则高，则ATP多，多，抑制抑制ATP的生成（分解代谢）的生成（分解代谢）却促进却促进ATP的利用（合成代谢）的利用（合成代谢）（2）NAD+/NADH和和NADP+/NADPH（3 3）金属离子的调节金属离子的调节ATP+0.5ADPATP+0.5ADPATP+ADP+AMPATP+ADP+AMP能荷（能荷（EC.EC.）=4 4、酶的别构效应、酶的别构效应反馈与前馈反馈与前馈 反馈抑制调节类型反馈抑制调节类型 顺序反馈抑制顺序反馈抑制 累积反馈抑制累积反馈抑制第三节第三节 酶含量的调节酶含量的调节 （基因表达的调节）（基因表达的调节）操纵子及调节基因示意图操纵子及调节基因示意图是原核生物基因表达的调节机制。是原核生物基因表达的调节机制。乳糖操纵子模型乳糖操纵子模型操操纵纵子子的的调调控控模模型型 CAP-cAMPCAP-cAMP对转录的正调节对转录的正调节 cAMP的作用的作用
