一切生物的生命都靠代謝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)維持。機(jī)體的代謝途徑異常復(fù)雜，一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的代謝反應(yīng)已經(jīng)在一千種以上，其它高級(jí)生物的代謝反應(yīng)之復(fù)雜就可想而知了。正常機(jī)體有其精巧細(xì)致的代謝調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，故能使錯(cuò)綜復(fù)雜的代謝反應(yīng)能按一定規(guī)律有條不紊的進(jìn)行。如果有任何原因使任何調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)失靈都會(huì)妨礙代謝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，故而導(dǎo)致不同程度的生理異常，產(chǎn)生疾病，甚至死亡，所以代謝調(diào)節(jié)對(duì)生命的存亡關(guān)系極大。

根據(jù)生物的進(jìn)化程度不同，代謝調(diào)節(jié)大體上可分神經(jīng)、激素和酶三個(gè)水平，而最原始、也最基本的是酶水平的調(diào)節(jié)。神經(jīng)和激素水平的調(diào)節(jié)最終也通過(guò)酶起作用。

代謝調(diào)節(jié)遵循最經(jīng)濟(jì)的原則。產(chǎn)能分解代謝的總速度不是簡(jiǎn)單地依細(xì)胞內(nèi)燃料的濃度來(lái)決定，而受細(xì)胞需能量的控制。因此，在任一時(shí)期，細(xì)胞都恰好消耗適合能量需要的營(yíng)養(yǎng)物。例如，家蠅全速飛行時(shí)，由于飛行肌對(duì)ATP突加的需要，其氧和燃料的消耗在1秒鐘內(nèi)可增加百倍。生物大分子和構(gòu)件分子的合成也受當(dāng)時(shí)細(xì)胞需要的調(diào)節(jié)。生長(zhǎng)中的大腸桿菌合成20種基本氨基酸中，每一種的速率和比例都正好符合那時(shí)組建新蛋白質(zhì)的需要，任一種氨基酸的生產(chǎn)都不會(huì)過(guò)?；虿蛔?。許多動(dòng)植物能貯存供能和供碳的營(yíng)養(yǎng)物如脂肪和多糖，但一般不能貯存蛋白質(zhì)、核酸或簡(jiǎn)單的構(gòu)件分子，只在需要時(shí)才合成它們。但植物種籽和動(dòng)物卵細(xì)胞常含有胚生長(zhǎng)所需氨基酸來(lái)源的大量貯存蛋白質(zhì)。酶水平代謝調(diào)節(jié)主要有兩種類型：一種是通過(guò)激活或抑制酶的催化活性，另一種是通過(guò)控制酶合成或降解的量。有下列幾種重要方式。

別構(gòu)調(diào)節(jié)

代謝途徑的速率和方向主要依賴調(diào)節(jié)酶的量和活性，必需的不可逆反應(yīng)是控制部位。代謝途徑中第一個(gè)不可逆反應(yīng)常是重要的控制因素，催化這些關(guān)鍵步驟的酶屬于別構(gòu)酶。這類酶是復(fù)雜的寡聚蛋白質(zhì)，含有好幾個(gè)亞基，它們除含催化部位外，還含有調(diào)節(jié)部位。一定的效應(yīng)物與調(diào)節(jié)部位結(jié)合后可改變酶分子的構(gòu)象，進(jìn)而影響其催化活性。對(duì)酶的催化活性起激活作用的效應(yīng)物稱作正效應(yīng)物，起抑制作用的為負(fù)效應(yīng)物。效應(yīng)物可以是底物、產(chǎn)物、代謝途徑的終產(chǎn)物、核苷酸類化合物等。調(diào)節(jié)分解代謝的別構(gòu)酶可被正效應(yīng)物ADP或AMP激活而被負(fù)效應(yīng)物ATP抑制。別構(gòu)調(diào)節(jié)是最迅速的代謝調(diào)節(jié)方式，其中以終產(chǎn)物對(duì)代謝序列反應(yīng)中早期步驟的抑制作用（反饋抑制）最為常見(jiàn)；如大腸桿菌中異亮氨酸抑制催化其合成代謝系列反應(yīng)第一個(gè)步驟的酶。一條代謝途徑中的別構(gòu)酶也可對(duì)其他代謝途徑的中間物或產(chǎn)物作出反應(yīng)，不同酶系統(tǒng)的速度能用這種方式互相協(xié)調(diào)。

共價(jià)修飾

對(duì)酶分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾也可影響酶的催化活性，其中最重要的是側(cè)鏈羥基的磷酸化。例如，在糖原降解代謝中很重要的糖原磷酸化酶有a、b兩種類型。a型有充分的催化活性，b型幾乎沒(méi)有催化活性。b型酶經(jīng)蛋白激酶的作用在酶分子中某一特定的絲氨酸羥基上引入一個(gè)磷酸基，就轉(zhuǎn)變?yōu)閍型。a型經(jīng)蛋白磷酸酶水解脫去磷基團(tuán)又可恢復(fù)成低活性的b型。生物可通過(guò)蛋白激酶和磷酸酶的作用影響磷酸化酶的活性，進(jìn)而調(diào)節(jié)糖原的降解，蛋白激酶的活化又要經(jīng)過(guò)幾個(gè)步驟。所以，這種調(diào)節(jié)方式有放大效應(yīng)，十分敏感；很少的信號(hào)物質(zhì)便可產(chǎn)生迅速而巨大的效應(yīng)。如腎上腺素刺激糖原的降解。

酶量調(diào)節(jié)

調(diào)節(jié)酶的合成和分解也受到調(diào)控。主要方式是調(diào)控酶的合成量。這是激活或阻止酶基因表達(dá)的結(jié)果。如大腸桿菌通常以葡萄糖為碳源，在培養(yǎng)基中僅有乳糖而無(wú)葡萄糖時(shí)，乳糖可誘導(dǎo)大腸桿菌產(chǎn)生能分解乳糖為半乳糖和葡萄糖的β-半乳糖苷酶，從而使乳糖得以利用（見(jiàn)操縱子）。高等生物也有這種能力，如在饑餓狀態(tài)下糖異生途徑較活躍，此時(shí)該代謝途徑中丙酮酸羥化酶的合成量增加了10倍。

區(qū)域化

真核細(xì)胞含有膜包裹著的多種細(xì)胞器，使各種酶和酶系被隔離在細(xì)胞的不同區(qū)域。如糖酵解、戊糖磷酸途徑和脂肪酸合成的酶系存在于胞液中；而脂肪酸氧化、三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化等過(guò)程在線粒體中進(jìn)行。像糖異生和尿素合成這些過(guò)程又依賴胞液和線粒體兩個(gè)區(qū)域中的反應(yīng)相互影響。一些特定分子的命運(yùn)依賴它們存在于胞液還是線粒體中；因此，它們穿過(guò)線粒體內(nèi)膜的轉(zhuǎn)運(yùn)常被調(diào)節(jié)。例如，輸入線粒體的脂肪酸比在胞液中酯化或輸出的脂肪酸降解得更迅速。

人體中的代謝調(diào)節(jié)包括糖類、蛋白質(zhì)、鈣、納等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝調(diào)節(jié)。其中，最受到醫(yī)學(xué)家關(guān)注的是糖類代謝異常，臨床表現(xiàn)為糖尿病等。如果有糖尿病相關(guān)癥狀，需及時(shí)就醫(yī)，科學(xué)飲食。

當(dāng)人體器官發(fā)生功能性病變的時(shí)候，常常會(huì)產(chǎn)生代謝調(diào)節(jié)障礙問(wèn)題，而導(dǎo)致相關(guān)疾病。例如apoB代謝調(diào)節(jié)障礙現(xiàn)被研究是否與冠心病有關(guān)。引起代謝調(diào)節(jié)障礙的原因和情況往往比較復(fù)雜，需要臨床分析。

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