生物化学(合工大)第十三章物质代谢的调节控制(精品·公开课件).ppt

第十三章 物质代谢的调节控制 第一节 代谢调控的类型 第二节 激素的调节作用 第三节 细胞水平的反馈调节机制 第四节 基因表达的调节控制 第五节 糖代谢与脂代谢调节 第六节 代谢调节与微生物发酵 生命现象是生物体内发生的极其复杂的生物化学过程的综合结果。 为了保证生命活动（如生长、发育、分化、繁殖、代谢和运动等）能够有条不紊地进行，所有生物体内发生的生物化学过程都必须受到有效的调控。 生物调控机制是生物在长期进化过程中逐步形成的。生物进化程度愈高，调控机制愈完善、愈复杂。 调控的分子生物学基础 调控的本质是化学物质与机体组织中具有重要功能的生物大分子之间进行物理化学反应的最终结果。 这些能够与化学物质发生结合并产生相应作用的生物大分子，一般称为受体。 调控分生物体内物质的调控和外源化学物质的调控。 物质之间的相互作用 包括生物大分子之间的相互识别与作用，如核酸与蛋白质之间的作用多糖与蛋白质之间的相互作用；蛋白质与蛋白质之间的相互作用。 有机小分子与生物大分子之间的相互作用，如辅酶与酶之间的相互作用。 有机分子与酶或蛋白质受体之间的相互作用。 底物与酶分子之间的识别以及相互作用。 无机金属离子与生物大分子之间的相互作用，如金属离子与酶或蛋白质之间的络合；与生物小分子（辅酶、ATP等）之间的络合作用。 第一节 代谢调控的类型 神经调控作用 激素调控作用 细胞水平的调节作用 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。 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。 第二节 激素调节功能 激素调控作用 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。 激素是生物细胞分泌的一类特殊化学物质，它对各种生命活动和代谢过程具有调控功能。 激素调控往往是局部性的，并且直接或间接受到神经系统的控制。 通常一种激素只作用于一定的细胞组织，不同的激素调节不同的物质代谢或生理过程。 1.含量少；在生物体某特定组织细胞产生。 2.通过体液的运动被输送到其他组织中发挥作用。 3.作用很大，效率高，在新陈代谢中起调节控制作用。 4.在医疗上，激素也是一类重要药物。 激素的分类 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。 根据激素的化学结构和调控功能，一般可以分为三类 （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。 （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。 （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。 甲状腺激素 甲状腺所分泌的激素主要是甲状腺素和少量的三碘甲腺原氨酸。三碘甲腺原氨酸的活性约为甲状腺素的5－10倍。二者的结构如下： 甲状腺素生理功能 在甲状腺素的合成中，碘化过程并不是发生在游离的酪氨酸上，而是甲状腺球蛋白分子中的酪氨酸残基发生碘化反应。 主要是促进糖、脂及蛋白质的代谢；促进机体的生长发育和组织分化；对中枢神经系统、循环系统、造血过程、肌肉活动及智力和体质的发育等均有显著作用。 幼年动物若甲状腺机能减退或切除甲状腺时，将引起发育迟缓，身材矮小，行动呆笨而缓慢； 成年动物甲状腺机能减退时，出现厚皮病，心博减慢，基础代谢降低，性机能低下。 反之，甲状腺机能亢进，动物眼球突出，心跳加快，基础代谢增高，消瘦，神经系统兴奋性提高，表现为神经过敏等. 肾上腺素 肾上腺分为髓质和皮质两部分。髓质分泌肾上腺素和少量去甲肾上腺素。去甲肾上腺素主要由交感神经末梢分泌。他们也是酪氨酸的衍生物，为R-构型。 肾上腺素具有与交感神经兴奋相似的作用，使血管收缩，心脏活动加强，血压升高，临床上被用来作为升压药物，起抗休克作用。 肾上腺素主要是调节糖代谢, 它能够促进肝糖原和肌糖原的分解，增加血糖和血中的乳酸含量。 多肽及蛋白质激素 由脑垂体、下丘脑、胰腺、甲状旁腺、胃肠粘膜以及胸腺等分泌的激素属于多肽或蛋白质激素。这些激素具有各种各样的功能。 胰岛素 胰岛素是由胰腺中胰岛的β-细胞分泌的一种含有51个氨基酸残基的蛋白质激素。 胰岛素由两条多肽链组成胰岛素的生理功能主要是促进细胞摄取葡萄糖；促进肝糖原和肌糖原的合成；抑制肝糖原的分解。 胰岛素具有抑制细胞内腺苷酸环化酶活性作用，使cAMP产生显著减少，导致糖原分解速度减慢。胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反。 （2）胰高血糖素 胰高血糖素为胰岛的α-细胞分泌的多肽激素，由29个氨基酸组成，人和猪的胰高血糖素的氨基酸序列完全一样，其结构如下： His-Ser-Gln-Gly-Th