模块二微生物初级代谢调部分

《模块二微生物初级代谢调部分》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、模块二微生物初级代谢调节一、微生物初级代谢调节1.酶活性调节共价修饰：可逆共价修饰和不可逆共价修饰；变（别）构效应；缔合与解离；竞争性抑制；2.酶合成调节酶的诱导（诱导物）；酶的阻遏（阻遏蛋白+辅阻遏物）；微生物初级代谢调节（2）分解代谢产物阻遏（中间产物）；（1）末端产物或终产物阻遏（反馈调节）；机制（1）诱导型操纵子；（2）阻遏型操纵子；形式微生物初级代谢调节1.1酶活性调节—共价修饰和变(别)构效应机制（P63）2.1酶合成（诱导和阻遏)）调节机制2.1.1诱导操纵子Ⅰ.Jacob-Monod操纵子模型（负调节）—乳糖操纵子（P69~70）微生物初级代谢调节上述Jaoob-Mo

2、nod模型中的诱导作用是一种负向控制，其调节基因产物（调控蛋白)具有“锁”的活性，阻止转录的进行。微生物初级代谢调节Ⅱ.阿拉伯糖操纵子–正调节其调节基因产物是一种蛋白质，无活性（沉默，无转录进行），仅在有诱导物存在下可转化为转录激活剂（激活蛋白）推动转录，是转录作用所必需。2.1.2阻遏操纵子其调节机制见下图。微生物初级代谢调节其调节基因产物是一种阻遏蛋白，无活性，仅在有辅阻遏物（终产物）存在下可转化为抑制剂（“锁”），与操纵基因结合，阻止转录进行。微生物初级代谢调节操纵子分两类:一类是诱导型操纵子，只有当存在诱导物（一种效应物）时，其转录频率才最高，并随之转译出大量诱导酶，出现诱导

3、现象。一类是阻遏型操纵子，只有当缺乏辅阻遏物（一种效应物）时，其转录频率才最高。由阻遏型操纵子所编码的酶的合成，只有通过去辅阻遏物阻遏作用才能起动。诱导型操纵子调节机制Ⅰ.Jacob-Monod操纵子模型（负调节）—乳糖操纵子操纵基因调节基因调控蛋白转录停止结构基因锁启动基因结构基因可转录为mRNA，由操纵基因控制。启动基因其一位点结合RNA聚合酶。诱导物钥匙转录进行诱导型操纵子调节机制Ⅱ.阿拉伯糖操纵子–正调节调控蛋白锁但转录停止诱导物调控蛋白转录激活剂转录进行操纵基因阻遏型操纵子调节机制1.末端产物缺乏的情况下调节基因阻遏物蛋白锁操纵基因转录进行2.末端产物（辅阻遏物）存在的情况

4、下调节基因阻遏物蛋白辅阻遏物锁操纵基因转录停止微生物初级代谢调节调节蛋白（P70）一称阻遏物，它能在没有诱导物（效应物的一种）时与操纵基因相结合；调节蛋白是一类变构蛋白，它有两个特殊位点：其一可与操纵基因结合；另一位点则可与效应物相结合。调节蛋白有两种：另一称阻遏物蛋白，它只能在辅阻遏物（效应物的另一种）存在时才能与操纵基因相结合。当调节蛋白与效应物结合后，就发生变构作用：有的可提高与操纵基因的结合能力，有的则会降低其结合能力。分解代谢产物阻遏2.2分解代谢产物阻遏（中间产物阻遏）指被菌体迅速利用的底物或其分解产物对许多酶（降解酶、合成酶）合成的抑制作用。根据分解产物的不同，又分为碳

5、分解产物阻遏和氮分解产物阻遏，如“葡萄糖效应”和“铵阻遏”。阻遏的实质是阻遏物关闭了合成酶的基因表达。分解代谢产物阻遏的分子机制（P70）从分子水平看，是分解产物抑制腺苷酸环化酶的活性,降低了环状3′,5′-腺苷单磷酸（环腺苷酸，cAMP）浓度水平。当胞内cAMP浓度较高时，其与活化蛋白（CAP）结合，促使RNA聚合酶与启动基因结合而开始转录；反之，当胞内cAMP处于低水平，影响结合，不能转录。分解代谢产物阻遏葡萄糖的大量存在，降低了胞内cAMP浓度：葡萄糖抑制腺苷酸环化酶活性，降低cAMP生成：ATP→cAMP+Pii葡萄糖存在引起ATP浓度上升，消耗胞内cAMP：cAMP+H2O

6、→ADP→ATP结果，启动子上没有cAMP－CRP复合物结合，使得RNA聚合酶也无法结合到启动子的位点上，结构基因不能转录和表达。葡萄糖阻遏－半乳糖苷酶的生物合成机理：葡萄糖效应碳分解产物的阻抑作用。当大肠杆菌培养于含有葡萄糖和乳糖的培养基中，菌体出现两次生长旺盛期，这是菌首先利用葡萄糖进行生长繁殖，在葡萄糖耗尽后，过一段时间菌体才开始利用乳糖。在上述培养基中即使加入乳糖酶诱导物，葡萄糖没耗尽，利用乳糖的酶系也不能合成。碳分解产物的阻抑作用普遍存在于微生物的生化代谢中。分解代谢产物阻遏铵阻遏氮分解产物的调节作用指的是被菌体迅速利用的氮源（特别是铵）能阻抑某些参与含氮化合物代谢的酶的

7、合成。如在初级代谢中，它能阻遏许多芽孢杆菌的蛋白酶的合成。通常受到NH4+阻遏的酶有：亚硝酸还原酶、硝酸还原酶、固氮酶、乙酰胺酶、脲酶、黄嘌呤脱氢酶、组氨酸酶、天冬酰胺酶等。两种调节的对比酶合成的调节酶活性的调节不同点调节对象通过酶量的变化控制代谢速率控制酶活性，不涉及酶量变化调节效果相对缓慢快速、精细调节机制基因水平调节，调节控制酶合成代谢调节，它调节酶活性相同点细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、准确控制代谢的正常进行。分支代谢途径的反馈调节2.3