生物化學代謝調(diào)控

1、會計學1生物化學代謝調(diào)控生物化學代謝調(diào)控第十四章第十四章 物質(zhì)代謝的相互物質(zhì)代謝的相互關(guān)系和調(diào)節(jié)控關(guān)系和調(diào)節(jié)控適應適應有序有序1 12 2物質(zhì)代謝的相互關(guān)系物質(zhì)代謝的相互關(guān)系 代謝的調(diào)節(jié)代謝的調(diào)節(jié)第十四章第十四章 物質(zhì)代謝的相互關(guān)系和調(diào)節(jié)控制物質(zhì)代謝的相互關(guān)系和調(diào)節(jié)控制（一）（一）（二）（二）脂肪代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系（三）（三）核酸和其它物質(zhì)代謝的相互關(guān)系（四）（四）糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系 糖代謝與脂肪代謝的相互聯(lián)系物質(zhì)的代謝途徑是四通八達相互聯(lián)系的物質(zhì)的代謝途徑是四通八達相互聯(lián)系的糖糖乙酰乙酰CoA，NADPH脂肪酸脂肪酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮-磷酸甘油磷酸甘油脂肪脂肪有有氧氧

2、化氧氧化酵解酵解從頭合成從頭合成脂肪脂肪甘油甘油磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮糖代謝糖代謝脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoA琥珀酸琥珀酸糖糖 (植物植物)乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán) -氧化氧化 糖異生糖異生TCA（一）糖代謝與脂肪代謝的相互聯(lián)系（一）糖代謝與脂肪代謝的相互聯(lián)系糖糖 -酮酸酮酸 氨基酸氨基酸 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) NH3蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸 糖糖（生糖氨基酸）（二）糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系（二）糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系（三）脂肪代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系（三）脂肪代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系脂肪脂肪甘油甘油磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoA氨基酸碳架氨基酸碳架氨基酸氨

3、基酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸酮酸或乙酰酮酸或乙酰CoA脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪（生酮氨基酸）（生酮氨基酸）（四）核酸和其它物質(zhì)代謝的相互關(guān)系（四）核酸和其它物質(zhì)代謝的相互關(guān)系（1）核酸控制著蛋白質(zhì)的合成，影響細胞的成分和代謝）核酸控制著蛋白質(zhì)的合成，影響細胞的成分和代謝 類型。類型。（2）核酸合成需要糖和蛋白質(zhì)的代謝中間產(chǎn)物支援，需）核酸合成需要糖和蛋白質(zhì)的代謝中間產(chǎn)物支援，需要酶和多種蛋白質(zhì)因子。要酶和多種蛋白質(zhì)因子。（3）各類物質(zhì)代謝中需高能磷酸化合物）各類物質(zhì)代謝中需高能磷酸化合物、UTP、CTP的參與。的參與。（4）核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如）核苷酸的一些衍生物具重要

4、生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。）。 PEP丙酮酸丙酮酸生酮氨基酸生酮氨基酸 -酮戊二酸酮戊二酸核糖核糖-5-磷酸磷酸 甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰氨谷氨酰氨丙氨酸丙氨酸 甘氨酸甘氨酸絲氨酰絲氨酰蘇氨酸蘇氨酸半胱氨酸半胱氨酸 氨基酸氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮乙酰乙酰CoA甘油甘油脂肪酸脂肪酸膽固醇膽固醇亮氨酸亮氨酸賴氨酸賴氨酸酪酰氨酪酰氨色氨酸色氨酸笨丙氨酸笨丙氨酸異亮氨酸異亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA脂肪脂肪核苷酸核苷酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰氨天冬酰氨天冬氨酸天冬氨酸苯丙酰氨苯丙酰氨酪氨酸酪氨酸異亮氨酸

5、異亮氨酸甲硫酰氨甲硫酰氨蘇氨酸蘇氨酸纈氨酸纈氨酸琥珀酰琥珀酰CoA蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸乙醛酸乙醛酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)淀粉、糖原淀粉、糖原核酸核酸生糖氨基酸生糖氨基酸谷氨酰氨谷氨酰氨組氨酸組氨酸脯氨酸脯氨酸精氨酸精氨酸谷氨酸谷氨酸延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸丙二單酰丙二單酰CoA1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖糖、脂脂、氨氨基基酸酸及及核核酸酸代代謝謝相相互互聯(lián)聯(lián)系系2 2 代謝的調(diào)節(jié)代謝的調(diào)節(jié)新陳代謝必需調(diào)節(jié)！新陳代謝必需調(diào)節(jié)！有調(diào)節(jié)才能有調(diào)節(jié)才能，才能才能。激素水平調(diào)節(jié)激素水平調(diào)節(jié)神經(jīng)水平調(diào)節(jié)神經(jīng)水平調(diào)節(jié)細胞水平調(diào)節(jié)細胞水平調(diào)節(jié)酶水平調(diào)節(jié)酶水平調(diào)節(jié) 動物動物 植植 物

6、物單細胞生物單細胞生物代謝調(diào)節(jié)的四級水平代謝調(diào)節(jié)的四級水平v 酶水平的調(diào)節(jié)酶水平的調(diào)節(jié) 是代謝調(diào)控的基礎(chǔ)是代謝調(diào)控的基礎(chǔ)：1.1. 酶活性的調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)* * *1)1)別構(gòu)調(diào)節(jié)作用別構(gòu)調(diào)節(jié)作用通過通過別構(gòu)別構(gòu) 效應效應實現(xiàn)。實現(xiàn)。別構(gòu)效應物主要有別構(gòu)效應物主要有底物產(chǎn)物或代謝途底物產(chǎn)物或代謝途徑的最終產(chǎn)物以及徑的最終產(chǎn)物以及小分子核苷酸類物小分子核苷酸類物質(zhì)。質(zhì)。代謝調(diào)節(jié)的一種重要機制。胰蛋白酶胰蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶凝血酶凝血酶如消化系統(tǒng)如消化系統(tǒng) 酶原激活酶原激活胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶 蛋白質(zhì)的合成的基因表達調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的合成的基因表達調(diào)節(jié) 至少在至少在上進行調(diào)節(jié)的：上進行調(diào)節(jié)的：

7、和和 原核基因表達的協(xié)同單位原核基因表達的協(xié)同單位結(jié)構(gòu)基因（編碼蛋白質(zhì)，結(jié)構(gòu)基因（編碼蛋白質(zhì)，S）控制部位控制部位操縱基因（操縱基因（operator, O）啟動子（啟動子（premotor, P） 酶誘導和阻遏的操縱子模型酶誘導和阻遏的操縱子模型 大腸桿菌乳糖操縱子模型大腸桿菌乳糖操縱子模型1)1)原核生物基因表達調(diào)節(jié)原核生物基因表達調(diào)節(jié)B.有活性阻遏蛋白加誘導劑有活性阻遏蛋白加誘導劑A.有活性阻遏蛋白有活性阻遏蛋白C.無活性阻遏蛋白無活性阻遏蛋白D.無活性阻遏蛋白加輔阻遏劑無活性阻遏蛋白加輔阻遏劑操縱基因操縱基因啟動基因啟動基因調(diào)節(jié)基因調(diào)節(jié)基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因 阻遏蛋白阻遏蛋白(有活性有活

8、性)阻遏蛋白阻擋操縱基因阻遏蛋白阻擋操縱基因結(jié)構(gòu)基因不表達結(jié)構(gòu)基因不表達誘導物誘導物誘導物與阻遏蛋白結(jié)合誘導物與阻遏蛋白結(jié)合,使阻遏蛋白不能起使阻遏蛋白不能起到阻擋操縱基因的作用到阻擋操縱基因的作用,結(jié)構(gòu)基因可以表達結(jié)構(gòu)基因可以表達酶蛋白酶蛋白mRNA阻遏蛋白不能跟操縱基因結(jié)合阻遏蛋白不能跟操縱基因結(jié)合, 結(jié)構(gòu)基因可以表達結(jié)構(gòu)基因可以表達阻遏蛋白阻遏蛋白(無活性無活性)酶蛋白酶蛋白mRNA代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合,從而使阻遏蛋從而使阻遏蛋白能夠阻擋操縱基因白能夠阻擋操縱基因,結(jié)構(gòu)基因不表達結(jié)構(gòu)基因不表達代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)基因基因操縱操縱基因基因乳糖結(jié)構(gòu)基因乳糖結(jié)構(gòu)基因

9、PLacZLacYLacamRNA 阻遏蛋白阻遏蛋白（有活性）（有活性）基基 因因 關(guān)關(guān) 閉閉啟啟動動子子ORPLacZLacYLaca調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)基因基因操縱操縱基因基因乳糖結(jié)構(gòu)基因乳糖結(jié)構(gòu)基因啟啟動動子子ORmRNAZmRNAYmRNAa 阻遏蛋白阻遏蛋白（無活性）（無活性） 基基 因因 表表達達mRNAA、乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)、乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)B、乳糖酶的誘導、乳糖酶的誘導 乳糖乳糖 阻遏蛋白阻遏蛋白（有活性）（有活性）大大腸腸桿桿菌菌乳乳糖糖操操縱縱子子模模型型DNA轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物RNAmRNA蛋白質(zhì)前體蛋白質(zhì)前體mRNA降解物降解物活性蛋白質(zhì)活性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)翻

10、譯調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)mRNA降解降解調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)翻譯后加工翻譯后加工的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)核核細胞質(zhì)細胞質(zhì) 真核基因表達調(diào)控的五個水平真核基因表達調(diào)控的五個水平 DNADNA水平調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié) 翻譯水平調(diào)節(jié)翻譯水平調(diào)節(jié) 翻譯后加工的調(diào)節(jié)翻譯后加工的調(diào)節(jié) 真核基因調(diào)控主要是正調(diào)控真核基因調(diào)控主要是正調(diào)控 順式作用元件和反式作用因子順式作用元件和反式作用因子 轉(zhuǎn)錄因子的相互作用控制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄因子的相互作用控制轉(zhuǎn)錄1)1)真核生物基因表達調(diào)節(jié)真核生物基因表達調(diào)節(jié)線粒體線粒體: :丙酮丙酮酸氧化酸氧化; ;三羧三羧酸循環(huán)酸循環(huán); ; - -氧氧化化; ;呼吸鏈電呼吸

11、鏈電子傳遞子傳遞; ;氧化氧化磷酸化磷酸化細胞質(zhì)細胞質(zhì): :酵解酵解; ;磷戊糖途磷戊糖途徑徑; ;糖原合成糖原合成; ;脂肪酸合脂肪酸合成成細胞核細胞核: :核酸核酸合成合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng): :蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)合成合成; ;磷脂合成磷脂合成( (二二) )酶在細胞內(nèi)的集中存在與隔離分布酶在細胞內(nèi)的集中存在與隔離分布（三）激素對代謝的調(diào)節(jié)（三）激素對代謝的調(diào)節(jié)人人 體體 主主 要要 內(nèi)內(nèi) 分分 泌泌 腺腺 垂體垂體甲狀腺甲狀腺腎上腺腎上腺睪丸睪丸 卵巢卵巢 胰腺胰腺 胸腺胸腺 松果體松果體內(nèi)分泌腺內(nèi)分泌腺 激激 素素 化學本質(zhì)化學本質(zhì) 生理效應生理效應垂垂體體前前葉葉生長激素生長激素蛋白質(zhì)（人，蛋白

12、質(zhì)（人，191個氨基酸）個氨基酸）促進生長、促進代謝促進生長、促進代謝（蛋白質(zhì)合成、脂肪（蛋白質(zhì)合成、脂肪分解）分解）促甲狀腺激素促甲狀腺激素蛋白質(zhì)（含糖，約蛋白質(zhì)（含糖，約220個氨基酸）個氨基酸）促進甲狀腺發(fā)育及分促進甲狀腺發(fā)育及分泌泌促腎上腺皮質(zhì)促腎上腺皮質(zhì)激素激素39個氨基酸個氨基酸促進腎上腺皮質(zhì)分泌促進腎上腺皮質(zhì)分泌激素激素催乳素催乳素蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（198個氨基酸）個氨基酸）刺激乳腺分泌刺激乳腺分泌促黃體生成激促黃體生成激(促間促間質(zhì)細胞激素質(zhì)細胞激素)蛋白質(zhì)（含糖）蛋白質(zhì)（含糖）刺激性腺分泌激素，刺激性腺分泌激素，促進黃體生成促進黃體生成促卵泡激素促卵泡激素蛋白質(zhì)（含糖）蛋白質(zhì)（

13、含糖）促進產(chǎn)生精子及卵，促進產(chǎn)生精子及卵，促進卵巢發(fā)育促進卵巢發(fā)育脂肪酸釋放激素脂肪酸釋放激素蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（：93個氨基酸）（個氨基酸）（ r ：60個氨基酸）個氨基酸）水解酯類水解酯類人體調(diào)節(jié)代謝的重要激素人體調(diào)節(jié)代謝的重要激素內(nèi)分泌腺內(nèi)分泌腺激素激素化學本質(zhì)化學本質(zhì)生理效應生理效應垂垂體體后后葉葉催產(chǎn)素催產(chǎn)素9個氨基酸個氨基酸促使妊娠子宮收縮促使妊娠子宮收縮加壓素（抗利尿）加壓素（抗利尿）9個氨基酸個氨基酸升高血壓并抗利尿升高血壓并抗利尿中中葉葉促黑素細胞激素促黑素細胞激素aMSH13個氨基酸個氨基酸MSH18個氨基酸個氨基酸刺激黑色素的擴散和生物刺激黑色素的擴散和生物合成合成 下下 丘

14、丘 腦腦促腎上腺皮質(zhì)激素促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子釋放因子41個氨基酸個氨基酸促進或抑制激素的分泌促進或抑制激素的分泌促黃體生成激素釋促黃體生成激素釋放因子放因子10個氨基酸個氨基酸促卵泡激素釋放因促卵泡激素釋放因子子40-44個氨基酸個氨基酸生長激素釋放因子生長激素釋放因子多肽多肽催乳激素釋放因子催乳激素釋放因子14個氨基酸個氨基酸人體調(diào)節(jié)代謝的重要激素人體調(diào)節(jié)代謝的重要激素內(nèi)分泌腺內(nèi)分泌腺 激激 素素 化學本質(zhì)化學本質(zhì) 生理效應生理效應下下丘丘腦腦促黑色細胞激素釋放因促黑色細胞激素釋放因子子多肽多肽促進或抑制激素的分泌促進或抑制激素的分泌促黑色細胞激素釋放抑促黑色細胞激素釋放抑制因子制因子多

15、肽多肽促甲狀腺激素釋放因子促甲狀腺激素釋放因子3個氨基酸個氨基酸胸胸 腺腺胸腺素胸腺素、蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（ ：49個個氨基酸）氨基酸）增進免疫力等增進免疫力等甲狀腺甲狀腺甲狀腺激素甲狀腺激素含碘氨基酸含碘氨基酸對動物代謝起較大的促進作對動物代謝起較大的促進作用。增加基礎(chǔ)代謝；促進智用。增加基礎(chǔ)代謝；促進智力與體制的發(fā)育力與體制的發(fā)育三碘甲狀腺原氨酸三碘甲狀腺原氨酸含碘氨基酸含碘氨基酸降鈣素降鈣素31個氨基酸個氨基酸調(diào)節(jié)鈣磷的正常代謝，降低調(diào)節(jié)鈣磷的正常代謝，降低血鈣血鈣降鈣素基因相關(guān)肽降鈣素基因相關(guān)肽37個氨基酸個氨基酸血管舒張劑血管舒張劑人體調(diào)節(jié)代謝的重要激素人體調(diào)節(jié)代謝的重要激素可能是直接或

16、間接影響了分子和細胞水平的調(diào)節(jié)可能是直接或間接影響了分子和細胞水平的調(diào)節(jié)機制。機制。 人、高等動物有著高度發(fā)達的神經(jīng)系統(tǒng)人、高等動物有著高度發(fā)達的神經(jīng)系統(tǒng)肝細胞肝細胞 血糖血糖下丘腦交感中樞下丘腦交感中樞磷酸化酶活力、血糖磷酸化酶活力、血糖 肝糖原肝糖原（一）（一）（二）（二）脂肪代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系（三）（三）核酸和其它物質(zhì)代謝的相互關(guān)系（四）（四）糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系 糖代謝與脂肪代謝的相互聯(lián)系激素水平調(diào)節(jié)激素水平調(diào)節(jié)神經(jīng)水平調(diào)節(jié)神經(jīng)水平調(diào)節(jié)細胞水平調(diào)節(jié)細胞水平調(diào)節(jié)酶水平調(diào)節(jié)酶水平調(diào)節(jié) 動物動物 植植 物物單細胞生物單細胞生物代謝調(diào)節(jié)的四級水平代謝調(diào)節(jié)的四級水平DNA轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)

17、物轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物RNAmRNA蛋白質(zhì)前體蛋白質(zhì)前體mRNA降解物降解物活性蛋白質(zhì)活性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)mRNA降解降解調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)翻譯后加工翻譯后加工的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)核核細胞質(zhì)細胞質(zhì) 真核基因表達調(diào)控的五個水平真核基因表達調(diào)控的五個水平 DNADNA水平調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié) 翻譯水平調(diào)節(jié)翻譯水平調(diào)節(jié) 翻譯后加工的調(diào)節(jié)翻譯后加工的調(diào)節(jié) 真核基因調(diào)控主要是正調(diào)控真核基因調(diào)控主要是正調(diào)控 順式作用元件和反式作用因子順式作用元件和反式作用因子 轉(zhuǎn)錄因子的相互作用控制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄因子的相互作用控制轉(zhuǎn)錄1)1)真核生物基因表達調(diào)節(jié)真核生物基因表達調(diào)節(jié)內(nèi)分泌腺內(nèi)分泌腺 激激 素素 化學本質(zhì)化學本質(zhì) 生理效應生理效應下下丘丘腦腦促黑色細胞激素釋放因促黑色細胞激素釋放因子子多肽多肽促進或抑制激素的分泌促進或抑制激素的分泌促黑色細胞激素釋放抑促黑色細胞激素釋放抑制因子制因子多肽多肽促甲狀腺激素釋放因子促甲狀腺激素