细胞水平代谢调节

这是一篇关于细胞水平代谢调节的思维导图，包含关键酶、酶的别构调节、化学共价修饰、酶含量调节等。

细胞水平代谢调节

• 是激素及神经对代谢的调节的基础
• 细胞水平代谢调节的亚细胞结构基础
  • 区隔分布
  • 概念：参与同一代谢途径的酶，相对独立地分布于细胞特定区域或亚细胞结构
  • 意义：能避免不同代谢途径之间彼此干扰，使同一代谢途径中的系列酶促反应能够更顺利地连续进行，既提高了代谢途径的进行速度，也有利于调控。
• 关键酶
  • 特点
    • • ①常常催化一条代谢途径的第一步反应或分支点上的反应，速度最慢,其活性能决定整个代谢途径的总速度
      • ②常催化单向反应,其活性能决定整个代谢途径的方向
      • ③酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂调节。
  • 按速度分
    • 快速调节
      • 改变酶的分子结构和活性
      • 别构调节
      • 化学修饰调节
    • 迟缓调节
      • 改变酶蛋白分子的合成或降解速度改变细胞内酶的含量
• 酶的别构调节
  • 概念：一些小分子化合物能与酶蛋白分子活性中心外的特定部位特异结合，改变酶蛋白分子构象、从而改变活性
  • 机制
    • 1.“假底物”序列（调节亚基）+催化亚基的活性位点→阻止底物结合，抑制酶活性。2.效应剂分子结合亚基后，”假底物“序列构象变化，释放催化亚基，发挥催化作用。
    • 别构效应剂+调节亚基→酶分子三级和四级结构在”T“构象与”R “构象间互变，影响酶活性
  • 意义
    • 在细胞内浓度的改交能灵敏地反映相关代谢途径的强度和相应的代谢需求.并使关键酶构象改变影响酶活性,从而调节相应代谢的强度、方向，以协调相关代谢、满足相应代谢需求。
    • 反馈机制——代谢终产物堆积表明其代谢过强，超过了需求，常可使其代谢途径的关键酶受到别构抑制，从而降低整个代谢途径的强度，避免产生超过需要的产物。
    • 一些代谢中间产物可别构调节相关的多条代谢途径的关键酶，使这些代谢途径之间能协调进行。
• 化学共价修饰
  • 概念：酶蛋白肽链上某些氨基酸残基侧链可在另一酶的催化下发生可逆的共价修饰
    • 主要：磷酸化和去磷酸化
  • 特点
    • ①绝大多数受化学修饰调节的关键酶都具无活性和有活性两种形式，它们可分别在两种不同酶的催化下发生共价修饰，互相转变。催化互变的酶在体内受上游调节因素如激素控制。
    • ②酶的化学修饰是另酶催化的酶促反应，一分子催化酶可催化多个底物酶分子发生共价修饰，特异性强，有放大效应。
    • ③磷酸化与去磷酸化是最常见的酶促化学修饰反应。
    • ④催化共价修饰的酶自身也常受别构调节、化学修饰调节，并与激素调节偶联，形成由信号分子(激素等)、信号转导分子和效应分子(受化学修饰调节的关键酶)组成的级联反应，使细胞内酶活性调节更精细协调。
• 酶含量调节
  • 改变其合成或降解速率，消耗ATP多，时间长，迟缓调节
  • 诱导或阻遏酶蛋白编码基因(酶底物、产物、激素或药物)
    • 影响转录
    • 酶的诱导剂（底物或类似物）
    • 酶的阻遏剂（代谢产物）
  • 改变酶蛋白降解速度
    • 途径
      • 溶酶体蛋白水解酶可非特异性降解酶蛋白质
      • ATP依赖的泛素-蛋白酶体途径