第十六章細胞代謝和基因表達的調控細胞代謝包括物質代謝和能量代謝。細胞代謝是一個完整統一的網絡，并且存在復雜的調節機制，這些調節機制都是在基因表達產物（蛋白質或RNA）的作用下進行的。重點：物質代謝途徑的相互聯系，酶活性的調節。第一節物質代謝途徑的相互聯系細胞代謝的基本原則是將各類物質分別納入各自的共同代謝途徑，以少數種類的反應轉化種類繁多的分子。不同代謝途徑可以通過交叉點上關鍵的中間物而相互轉化，其中三個關鍵的中間物是G-6-P、丙酮酸、乙酰CoA。一、糖代謝與脂代謝的聯系1、糖轉變成脂圖糖經過酵解，生成磷酸二羥丙酮及丙酮酸。磷酸二羥丙酮還原為甘油，丙酮酸氧化脫羧轉變成乙酰CoA，合成脂肪酸。2、脂轉變成糖圖甘油經磷酸化為3-磷酸甘油，轉變為磷酸二羥丙酮，異生為糖。在植物、細菌中，脂肪酸轉化成乙酰CoA，后者經乙醛酸循環生成琥珀酸，進入TCA，由草酰乙酸脫羧生成丙酮酸，生糖。動物體內，無乙醛酸循環，乙酰CoA進入TCA氧化，生成CO2和H2O。脂肪酸在動物體內也可以轉變成糖，但此時必需要有其他來源的物質補充TCA中消耗的有機酸（草酰乙酸）。糖利用受阻，依靠脂類物質供能量，脂肪動員，在肝中產生大量酮體（丙酮、乙酰乙酸、-羥基丁酸）。二、糖代謝與氨基酸代謝的關系1、糖的分解代謝為氨基酸合成提供碳架圖糖丙酮酸-酮戊二酸+草酰乙酸這三種酮酸，經過轉氨作用分別生成Ala、Glu和Asp。2、生糖氨基酸的碳架可以轉變成糖凡是能生成丙酮酸、酮戊二酸、琥珀酸、草酰乙酸的a.a，稱為生糖a.a。Phe、Tyr、Ilr、Lys、Trp等可生成乙酰乙酰CoA，從而生成酮體。Phe、Tyr等生糖及生酮。三、氨基酸代謝與脂代謝的關系氨基酸的碳架都可以最終轉變成乙酰CoA，可以用于脂肪酸和膽甾醇的合成。生糖a.a的碳架可以轉變成甘油。Ser可以轉變成膽胺和膽堿，合成腦磷脂和卵磷脂。動物體內脂肪酸的降解產物乙酰CoA，不能為a.a合成提供凈碳架。脂類分子中的甘油可以轉變為丙酮酸，經TCA進一步轉變為草酰乙酸、酮戊二酸，這三者都可以轉變成氨基酸。四、核苷酸代謝與糖、脂、氨基酸的關系核苷酸不是重要的碳源、氮源和能源。各種氨基酸，如Gly、Asp、Gln是核苷酸的合成前體。有些核苷酸在物質代謝中也有重要作用：ATP供能及磷酸基團。UTP參與單糖轉變成多糖（活化單糖）。CTP參與卵磷脂合成。GTP為蛋白質合成供能。五、物質代謝的特點1、TCA是中心環節代謝途徑交叉形成網絡，主要聯系物：丙酮酸、乙酰CoA、檸檬酸、-酮戊二酸、草酰乙酸。2、分解、合成途徑往往是分開的，不是簡單的逆反應。在一條代謝途徑中，某些關鍵部位的正反應和逆反應，往往由兩種不同的酶催化，一種酶催化正反應，另一種酶催化逆反應。以糖代謝為例：P4213、ATP是通用的能量載體乙酰CoA進入TCA后，完全氧化生成CO2、H2O，釋放的自由能被ADP捕獲轉運。否則，自由能以熱能形式散發到周圍環境中。4、分解為合成提供還原力和能量物質代謝的基本要略在于：生成ATP、還原力和結構單元用于體內生物合成。NADPH專一用于還原性生物合成，NADH和FADH2主要功能是通過呼吸鏈產生ATP。ATP來源：（1）底物水平磷酸化、（2）綠色植物和光合細菌的光合磷酸化、（3）呼吸鏈的氧化磷酸化。NADPH來源：（1）植物光合電子傳遞鏈（2）磷酸戊糖途徑（3）乙酰CoA由線粒體轉移到細胞質時伴隨有NADH的氧化和NADP+的還原，所產生的NADPH可用于脂肪酸合成P422圖22-4有機物分解產生構造草料和能量大致可以分三個階段：P423圖22-5（1）將大分子分解為小分子單元，釋放的能量不能被利用。（2）將各種小分子單元分解為共同的降解產物乙酰CoA，產生還原力NADPH和少量ATP。（3）乙酰CoA通過TCA被完全氧化成CO2，脫下的電子經氧化磷酸化產生大量的ATP。5、分解、合成受不同方式調節單向代謝的反饋調節順序反饋控分枝代謝的反饋調節對同工酶的反饋抑制協同反饋抑制第二節代謝調節代謝調節是生物長期進化過程中，為適應環境的變化的而形成的一種適應能力。進化程度越高的生物，其代謝調節的機制越復雜、越完善。生物代謝調節在三個水