第九章物质代谢的蘖与调节 四、核酸和其它物质代谢的相互关系 (1)核酸(DNA、RNA)是细胞重要的遗传物质,控制着蛋白质的合成(mRNA、RNA、rRNA) 影响细胞的成分和代谢类型 (2)核酸本身也受到其他物质,特别是蛋白质的作用与控制: ①嘌呤:嘌呤环的合成需要Cy,Asp,Cn ②核酸的合成需要酶及多种蛋白质因子 (3)各类物质的代谢都离不开具高能磷酸键的各种核苷酸 ATP是能量和磷酸基的供体,广泛参与各种代谢; UTP参与多糖合成; CTP参与磷脂的合成; GTP参与蛋白质的合成和糖异生作用 (4)许多重要的辅酶含核苷酸,如CoA、NAD、NADP、FMN、FAD是腺嘌呤核苷酸衍生物 P540图: 第一阶段 国白 [粉糖图 核苷酸 脂肪酸 1-磷酸葡萄 核糖-5-磷酸 6-磷酸葡萄糖 谷氨酰胺 丙氨酸 甘氨酸 半胱氨酸 内酮酸 第二阶段 苏氨酸匡酮氨基酸 亮氨酸 赖氨酸 苯丙氨酸}一乙酰乙酰辅酶A—乙酰辅酶A 胆固醇 酪氨酸
第九章 物质代谢的联系与调节 ·6· 四、核酸和其它物质代谢的相互关系 P540 图：
第九章物质代谢的蘖与调节 粉、糖原 生糖基酸 甘氨酸 磷酸二羟丙←甘油 亮氨 乙酰乙酰CoA 十胆固醇 异亮氨酸
第九章 物质代谢的联系与调节 ·7·
第九章物质代谢的蘖与调节 五、ATP、NADP的作用(P541) AIP是通用的能量载体;NADP以还原力的形式携带能量 第二节代谢的调节 神经水平调节 激素水平调节 细胞水平调节 酶水平调节 单细胞生 Ⅰ、酶水平的调节 细胞水平的调节主要是通过对酶的控制来实现,因此又称为酶调节,包 括酶在胞内的分布差异、酶活性的改变及酶量的变化等方式改变代谢的速度 、酶区域定位的调节 细胞内的不同部位分布着不同的酶,称为酶的区域定位或酶分布的分隔 细胞器 酶系
第九章 物质代谢的联系与调节 ·8· 五、ATP、NADP 的作用（P541） ATP 是通用的能量载体；NADP 以还原力的形式携带能量。 第二节 代谢的调节 Ⅰ、酶水平的调节 细胞水平的调节主要是通过对酶的控制来实现，因此又称为酶调节，包 括酶在胞内的分布差异、酶活性的改变及酶量的变化等方式改变代谢的速度。 一、酶区域定位的调节 细胞内的不同部位分布着不同的酶，称为酶的区域定位或酶分布的分隔
第九章物质代谢的蘖与调节 性,这个特性决定了细胞内不同的部位进行着不同的代谢。这种区域化的分 布,使得各种代谢途径不致互相干扰,而又彼此协调 、酶水平的调节 1.含量(浓度)的调节(粗调,转录水平上的调节) 酶的诱导生成和阻遏(操纵子学说) 酶原的活化 酶分子的解离和聚合 2.酶活性的调节(微调) 相反的单一方向上的调节 (酶分子结构的调节,变构调节)反馈调节 共价修饰 (一)酶含量变化的调节(粗调)(级联反应 细胞内酶的浓度的改变也可以改变代谢速度。其中主要是对基因表达的 调节。活化基因则合成相应的酶,酶量增加;钝化基因则基因关闭,停止酶 的合成,酶量降低。这种调节方式为迟缓调节,所需时间较长,但作用时间
第九章 物质代谢的联系与调节 ·9· 性，这个特性决定了细胞内不同的部位进行着不同的代谢。这种区域化的分 布，使得各种代谢途径不致互相干扰，而又彼此协调。 二、酶水平的调节 （一） 酶含量变化的调节（粗调） 细胞内酶的浓度的改变也可以改变代谢速度。其中主要是对基因表达的 调节。活化基因则合成相应的酶，酶量增加；钝化基因则基因关闭，停止酶 的合成，酶量降低。这种调节方式为迟缓调节，所需时间较长，但作用时间
第九章物质代谢的蘖与调节 持久。 除通过改变酶分子的结构来调节细胞内原有酶的活性外,生物体还可通 过改变酶的合成或降解速度以控制酶的绝对含量来调节代谢。要升高或降低 某种酶的浓度,除调节酶蛋白合成的诱导和阻遏过程外,还必须同时控制酶 降解的速度。 酶合成的调节 (1)酶的底物或产物、激素以及药物等都可以影响酶的合成。 般将加强酶合成的化合物称为诱导剂( inducer),减少酶合成的化合物称 为阻遏剂 (repressor)。诱导剂和阻遏剂可在转录水平或翻译水平影响蛋白质的 合成,但以影响转录过程较为常见。这种调节作用要通过一系列蛋白质生物 合成的环节,故调节效应出现较迟缓 旦酶被诱导合成,即使除去诱导剂,酶仍能保持活性,直至酶蛋白降解完 毕。因此,这种调节的效应持续时间较长 (2)底物对酶合成的诱导作用 受酶催化的底物常常可以诱导该酶的合成,此现象在生物界普遍存在 高等动物体内,因有激素的调节作用,底物诱导作用不如微生物体内那么重 要,但是,某些代谢途径中的关键酶也受底物的诱导调节。 例如:若鼠的饲料中酪蛋白含量从8%增至70%,则鼠肝中的精氨酸酶的活性可增加 22倍。在食物消化吸收后,血中多种氨基酸的浓度增加,氨基酸浓度的增加又可以诱导 氨基酸分解酶体系中的关键酶,如苏氨酸脱水酶和酪氨酸转氨酶等酶的合成。这种诱导 作用对于维持体内游离氨基酸浓度的相对恒定有一定的生理意义 (3)产物对酶合成的阻遏 代谢反应的终产物不但可通过变构调节直接抑制酶体系中的关键酶或催 化起始反应作用的酶,有时还可阻遏这些酶的合成 例如,在胆固醇的生物合成中,β-羟-β-甲基戊二酰辅酶A(HMG-CoA) 还原酶是关键酶,它受胆固醇的反馈阻遏。但这种反馈阻遏只在肝脏和骨髓 中发生,肠粘膜中胆固醇的合成似乎不受这种反馈调节的影响。因此摄食大 量胆固醇,血浆胆固醇仍有升高的危险。此外,如δ-氨基-γ-酮戊酸(ALA)合 成酶,它是血红素合成酶系中的起始反应酶,它受血红素的反馈阻遏 (4)激素对酶合成的诱导作用 激素是高等动物体内影响酶合成的最重要的调节因素。糖皮质激素能诱 导一些氨基酸分解代谢中起催化起始反应作用的酶和糖异生途径关键酶的合 成,而胰岛素则能诱导糖酵解和脂肪酸合成途径中的关键酶的合成。 (5)药物对酶合成的诱导作用
第九章 物质代谢的联系与调节 ·10· 持久。 除通过改变酶分子的结构来调节细胞内原有酶的活性外，生物体还可通 过改变酶的合成或降解速度以控制酶的绝对含量来调节代谢。要升高或降低 某种酶的浓度，除调节酶蛋白合成的诱导和阻遏过程外，还必须同时控制酶 降解的速度。 1.酶合成的调节 ⑴酶的底物或产物、激素以及药物等都可以影响酶的合成。 一般将加强酶合成的化合物称为诱导剂(inducer)，减少酶合成的化合物称 为阻遏剂(repressor)。诱导剂和阻遏剂可在转录水平或翻译水平影响蛋白质的 合成，但以影响转录过程较为常见。这种调节作用要通过一系列蛋白质生物 合成的环节，故调节效应出现较迟缓。 ⑵底物对酶合成的诱导作用 受酶催化的底物常常可以诱导该酶的合成，此现象在生物界普遍存在。 高等动物体内，因有激素的调节作用，底物诱导作用不如微生物体内那么重 要，但是,某些代谢途径中的关键酶也受底物的诱导调节。 ⑶产物对酶合成的阻遏 代谢反应的终产物不但可通过变构调节直接抑制酶体系中的关键酶或催 化起始反应作用的酶，有时还可阻遏这些酶的合成。 例如，在胆固醇的生物合成中，β-羟-β-甲基戊二酰辅酶 A(HMG-CoA) 还原酶是关键酶，它受胆固醇的反馈阻遏。但这种反馈阻遏只在肝脏和骨髓 中发生，肠粘膜中胆固醇的合成似乎不受这种反馈调节的影响。因此摄食大 量胆固醇，血浆胆固醇仍有升高的危险。此外，如δ-氨基-γ-酮戊酸(ALA)合 成酶，它是血红素合成酶系中的起始反应酶，它受血红素的反馈阻遏。 ⑷激素对酶合成的诱导作用 激素是高等动物体内影响酶合成的最重要的调节因素。糖皮质激素能诱 导一些氨基酸分解代谢中起催化起始反应作用的酶和糖异生途径关键酶的合 成，而胰岛素则能诱导糖酵解和脂肪酸合成途径中的关键酶的合成。 ⑸药物对酶合成的诱导作用 一旦酶被诱导合成，即使除去诱导剂，酶仍能保持活性，直至酶蛋白降解完 毕。因此，这种调节的效应持续时间较长。 例如：若鼠的饲料中酪蛋白含量从 8%增至 70%，则鼠肝中的精氨酸酶的活性可增加 22 倍。在食物消化吸收后，血中多种氨基酸的浓度增加，氨基酸浓度的增加又可以诱导 氨基酸分解酶体系中的关键酶，如苏氨酸脱水酶和酪氨酸转氨酶等酶的合成。这种诱导 作用对于维持体内游离氨基酸浓度的相对恒定有一定的生理意义