《微生物的代谢调节》PPT课件

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1、微生物的代谢调节概述细胞结构对代谢途径的分割控制酶活性调节机理酶量调节机理分支合成代谢途径的几种反馈调节模式能荷对糖代谢的调节及巴斯德效应的解释代谢控制与发酵工业生产第一节概述Introduction一、代谢的生理特点1、整体性糖类脂类蛋白质水无机盐维生素各种物质代谢之间互有联系，相互依存。消化吸收中间代谢废物排泄2、代谢调节机体有精细的调节机制，调节代谢的强度、方向和速度内外环境不断变化影响机体代谢适应环境的变化3、各组织、器官物质代谢各具特色结构不同酶系的种类、含量不同不同的组织、器官代谢途径不同、功能各异4、各种代谢物均具有各自共同的代谢池例如各种组织

2、消化吸收的糖肝糖原分解糖异生血糖5、ATP是机体能量利用的共同形式营养物分解释放能量ADP+PiATP直接供能6、NADPH是合成代谢所需的还原当量例如乙酰CoANADPH+H+脂酸、胆固醇磷酸戊糖途径代谢调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通过细胞内代谢物浓度的变化，对酶的活性及含量进行调节，这种调节称为原始调节或细胞水平代谢调节。单细胞生物高等生物——三级水平代谢调节细胞水平代谢调节激素水平代谢调节高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。整体水平代谢调节在中枢神经系统的控制下，或

3、通过神经纤维及神经递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌来调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的互相协调而对机体代谢进行综合调节。体内调节可发生在不同的层次上，一般分为三种类型：1．细胞水平的调节---通过对细胞内酶的调节来实现。2．激素水平的调节---协调不同细胞、组织与器官之间的代谢。3．神经系统的调节---在神经系统参与下由酶和激素共同构成的调节网络。细胞水平的调节细胞水平的调节主要是通过对酶的控制来实现，因此又称为酶调节，包括酶在胞内的分布差异、酶活性的改变及酶量的变化区域定位的调节细胞内的不同部位分布着不同的酶，称为酶的区域定位或酶分布

4、的分隔性，这个特性决定了细胞内不同的部位进行着不同的代谢。这种区域化的分布，使得各种代谢途径不致互相干扰，而又彼此协调。酶活性的调节通过控制酶的活性来控制代谢速度。对酶的控制主要是由改变酶的分子结构来实现的酶量变化的调节细胞内酶的浓度的改变也可以改变代谢速度。其中主要是对基因表达的调节，活化基因则合成相应的酶，酶量增加；钝化基因则基因关闭，停止酶的合成，酶量降低。这种调节方式为迟缓调节，所需时间较长，但作用时间持久细胞结构对代谢途径的分割控制（一）细胞内酶的隔离分布代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于细胞的某一区域。多酶体系在细胞内的分布酶的隔离分布的意

5、义——避免了各种代谢途径互相干扰。①速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度，故又称其为限速酶(limitingvelocityenzymes)。②催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。③这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂的调节。关键酶催化的反应具有以下特点：代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的关键酶决定。例：糖代谢的关键酶酶活调节机理调节酶：关键酶、限速酶，是酶分子结构（或构象）或活性可以受有关调节因子的影响而变化的酶类，催化速度慢种类：共价修饰酶，变构酶，同工酶，多功能酶基本的调节机理：变构调节，

6、共价修饰调节，解聚和聚合作用快速代谢迟缓代谢数秒、数分钟通过改变酶的活性数小时、几天通过改变酶的含量变构调节(allostericregulation)化学修饰调节(chemicalmodification)•代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。解聚、聚合调节变构酶及酶学变构调节机理1.变构调节的概念小分子化合物与酶分子活性中心以外的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子构象变化，从而改变酶的活性，这种调节称为酶的变构调节或别构调节关键酶的变构调节被调节的酶称为变构酶或别构酶(allostericenzyme)使酶发生变构效应的物质，称为变构效应剂(al

7、lostericeffector)•变构激活剂allostericeffector——引起酶活性增加的变构效应剂。•变构抑制剂allostericeffector——引起酶活性降低的变构效应剂。2分子结构特点多亚基、多配基结合特点除具有活性中心外，还有调节中心3.变构调节的机制（变构作用及协同效应）变构酶催化亚基调节亚基变构效应剂：底物、终产物其他小分子代谢物变构效应剂+酶的调节亚基酶的构象改变酶的活性改变（激活或抑制）疏松亚基聚合紧密亚基解聚酶分子多聚化协同效应：一个亚基与其配基结合后，能影响此寡聚体中另一亚基与配基的结合能力。有正协同，负协同S型

8、v-[S]曲线V对［S］的变化有一个很窄的敏感范围解