第十三章代谢调节.ppt

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1、第十三章第十三章 代谢调节代谢调节 第一节第一节 概述概述*第二节第二节 酶活性的调节酶活性的调节*第三节第三节 酶数量的调节酶数量的调节*第四节第四节 代谢调节在生产实践中的应用代谢调节在生产实践中的应用*第一节第一节 概述概述 代谢调节是生物在长期进化过程中，为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。生物界代谢的调节，可分为4个水平：酶水平调节 细胞水平调节 激素水平调节 神经水平调节 一、一、细胞水平的代谢调节细胞水平的代谢调节 酶在细胞内有一定的布局和定位。催化不同代谢途径的酶类，往往分别组成各种多酶体系。多酶体系存在于一定的亚细胞结构区域中，或存在于胞质中，这种现象称为酶的区域化。功

2、能：浓缩效应，防止干扰，便于调节。多酶体系在细胞中区域化，为酶水平的调节创造了有利条件,使某些调节因素可以专一地影响细胞内某一部分的酶活性，而不致影响其它部位酶的活性。此外，酶定位的区域化，使它与底物和辅助物在细胞器内一起相对浓缩，利于在细胞局部范围内快速进行各个代谢反应。主要代谢途径酶系在细胞内的分布 胞 质：糖酵解，糖原合成，磷酸成糖途径，脂肪酸 合成，部分蛋白质合成。线粒体：脂肪酸氧化，三羧酸循环，呼吸链，氧化 磷酸化。细胞核：核酸的合成、修饰。内质网：蛋白质合成，磷脂合成。胞质和线粒体：糖异生，胆固醇合成 溶酶体：多种水解酶 人体代谢的细胞水平调节，从速度方面来说有两种方式：一种是快速

3、调节，激活或抑制体内原有的酶分子。另一种是迟缓调节，改变酶分子的构象或对酶分子进行化学修饰。一些代谢物或离子在细胞各组分间的穿梭移动也可以改变细胞中某组分的代谢速度。二、激素水平的调节二、激素水平的调节 动物激素动物激素4类：类：氨基酸及其衍生物、肽及蛋白质、固醇类、脂肪酸衍生物。植物激素植物激素5类类：生长素、赤霉素类、激动素类、脱落酸、乙烯。蛋白质肽类激素与类固醇激素的作用机制。作用机理：1、激素通过细胞膜受体发挥调节作用。2、激素通过细胞内受体发挥作用。三、神经水平的调节三、神经水平的调节第二节第二节 酶活性的调节酶活性的调节*一、反馈抑制的调节一、反馈抑制的调节1 1、反馈抑制的概念、

4、反馈抑制的概念 一种运动的效果对这种运动的影响就是反馈。通常，反馈又分为“正反馈正反馈”和“负反馈负反馈”。正反馈：正反馈：凡是一种运动的效果对这种原始运动的影响是促进性的反 馈。负反馈：负反馈：凡是一种运动的效果对这种原始运动的影响是抑制性的反 馈。2、反馈抑制的类型 （1）协同反馈抑制（2）顺序反馈抑制（3）同工酶调节（4）合作反馈抑制（5）累积反馈抑制）累积反馈抑制 3、反馈抑制的机制 二、前馈激活 在一反应系列中，前身物可以对后面的酶起激活作用，促使反应向前进行，这就叫作前馈激活。前馈激活作用能使代谢速度加快，是一种正前馈。三、酶促化学修饰的调节 1、酶促化学修饰的概念 在专一酶的催化

5、下，某种小分子基团可以共价结合到被修饰酶的特定氨基酸残基上，而改变酶的活性。2、酶促化学修饰的机理 例：糖原磷酸化酶有两种形式：即有活性的磷酸化酶a和无活性的磷酸化酶b。两者可以相互转化。磷酸化酶b 在磷酸化酶b 激酶催化下，接受ATP上的磷酸基团转变为磷酸化酶a而活化；而磷酸化酶a也可在磷酸化酶a磷酸（酯）酶催化下转变为磷酸化酶b而失活。3、酶促化学修饰的特点(1)绝大多数酶促化学修饰的酶都具有无活性（或 低活性）与有活性（或高活性）两种形式。(2)瀑布式效应。(3)磷酸化与去磷酸化是常见的酶促化学修饰反 应。(4)按着生理的需要来进行。*第三节第三节 酶数量的调节酶数量的调节 酶数量的调节

6、是以基因水平为基础的调节，实际上也是酶蛋白合成的调节，生物体内有些酶，只有在诱导物存在时才导致酶的合成，或者当最终产物过多时才阻遏酶的合成。因此酶的合成与阻遏受某种调节机制的调控。一、诱导酶合成的机制一、诱导酶合成的机制二、阻遏酶合成的机制二、阻遏酶合成的机制*第四节第四节 代谢调节在生产实践中的应用代谢调节在生产实践中的应用一、降低最终产物的浓度一、降低最终产物的浓度1、肌苷酸发酵、肌苷酸发酵2、赖氨酸发酵、赖氨酸发酵二、添加诱导物类似物以增加酶的产量。二、添加诱导物类似物以增加酶的产量。三、选育抗代谢产物类似物的变异株，提高代谢三、选育抗代谢产物类似物的变异株，提高代谢产物的产量。产物的产量。*