第十四章代谢调节综述ppt课件.ppt

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1、生物化学第十四章代谢调节综述第十四章代谢调节综述14.1细胞水平的代谢调节14.2激素水平的代谢调节14.3神经水平的调节14.4常见代谢途径及相互影响14.1细胞水平的代谢调节代谢途径的区域化酶活力的共价修饰调节酶量的调节酶活力的非共价修饰调节返回代谢途径的区域化概念：代谢途径的有关酶类，常常组成酶系，分布于细胞的某一区域或亚细胞结构中，使不同代谢途径在不同细胞内进行区域化的意义：区域化的存在显著影响真核细胞的代谢情况，有利于代谢的调节。例如：脂肪酸的分解与合成酶定位的区域化线粒体:丙酮酸氧化;三羧酸循环;-氧化;呼吸链电子传递;氧化磷酸化细胞质:酵解;磷戊

2、糖途径;糖原合成;脂肪酸合成;细胞核:核酸合成内质网:蛋白质合成;磷脂合成真核细胞内某些酶的区域化分布返回酶活力的非共价修饰调节概念：酶的活力可由内在因素（如底物浓度、辅因子、温度、pH、离子强度等）直接调节或由某些其它因素（代谢产物或小分子调节物）间接调节。这类调节作用具有非共价作用的特点。作用的开始和终止速度很快，时间为毫秒范围。酶的非共价修饰调节别构调节：前馈和反馈别构调节：前馈与反馈某些重要代谢过程中的调节酶及其效应物返回酶活力的共价修饰调节概念：酶蛋白在另一种酶的催化下，在其分子上以共价结合的方式接上或脱去某种特殊的化学基团，从而引起酶活力改变的过程。

3、类型：磷酸化/去磷酸化，乙酰化/去乙酰化，腺苷酰化/去腺苷酰化，尿苷酰化/去尿苷酰化，甲基化/去甲基化，氧化（S-S）/还原(2SH)例如：糖原磷酸化酶意义：代谢作用中关键酶的共价修饰是级联放大的最终阶段。（特别是激素调节）酶促共价化学修饰对酶活力的调节磷酸化酶的共价修饰调节共价修饰与级联放大返回酶量的调节(1)酶生物合成的诱导和阻遏某些物质（诱导物）能促进细胞内酶的生物合成，这种作用叫作酶的诱导生成作用。β-半乳糖酶是个诱导酶；胰岛素诱导糖原合成所需酶等某些代谢产物能阻止细胞内某种酶的生成，这种作用叫阻遏作用。色氨酸或组氨酸(作为辅阻遏剂)；β-羟-β-甲基戊

4、二酰CoA还原酶（受胆固醇阻遏）(2)酶的降解减少酶的含量，酶降解速度的增加返回酶生物合成的诱导和阻遏操纵子学说操纵子：在DNA分子的不同区域分布着一个调节基因和一个操纵子，一个操纵子包括一个操纵基因，一群功能相关的结构基因，以及在调节基因和操纵基因之间专管转录起始的启动基因。酶生物合成的诱导和阻遏操纵子学说当操纵基因“开启”时，它管辖的结构基因能通过转录和翻译而合成某种蛋白质。而操纵基因的“开”与“关”受调节基因产生的阻遏蛋白质的控制。阻遏蛋白质又接受来自外界环境的控制，即受一些小分子诱导剂或辅阻遏剂的控制。酶生物合成的诱导和阻遏操纵子学说通常诱导剂是酶的底物

5、，辅阻遏剂是代谢的终产物。这些小分子能以某种方式与阻遏蛋白质分子结合，使阻遏蛋白质产生构象变化，从而决定它是否处于活性状态。在“诱导”的情况下，诱导物同阻遏蛋白结合在一起，使阻遏蛋白质处于失活的构象，这种构象使阻遏蛋白质不能同操纵基因结合，于是操纵基因便“开启”了。在阻遏的情况下，辅阻遏剂同阻遏蛋白质结合后使阻遏蛋白质处于活性状态，紧密地结合在操纵子基因上，操纵基因便“关闭”了。酶生物合成的诱导和阻遏操纵子类型1、诱导型操纵子乳糖操纵子2、阻遏型操纵子色氨酸操纵子诱导型操纵子I为启动基因，R为调节基因，T为终止基因，O为操纵基因，S1,S2……Sn分别表明不同的

6、结构基因。阻遏蛋白结合于操纵基因抑制结构基因转录当有信号分子（诱导物）时阻遏蛋白从DNA上脱离信号分子（诱导物）阻遏蛋白当无诱导物（信号分子存在时）乳糖操纵子：乳糖可作为诱导物诱导分解利用乳糖的酶的基因转录诱导型操纵子返回阻遏型操纵子I为启动基因，R为调节基因，T为终止基因，O为操纵基因，S1,S2……Sn分别表明不同的结构基因。当合成产物积累时，阻遏蛋白被合成产物激活而与操纵基因结合辅阻遏物（合成产物）阻遏蛋白当合成产物减少时，合成产物脱离阻遏蛋白而使阻遏蛋白失活。转录酶使结构基因转录，蛋白质酶合成使合成代谢开始色氨酸操纵子：色氨酸积累时色氨酸合成减弱色氨酸缺

7、乏时色氨酸合成加强色氨酸＝合成产物＝辅阻遏物阻遏型操纵子返回乳糖操纵子的负调控调节基因操纵基因乳糖结构基因PLacZLacYLacamRNA阻遏蛋白（有活性）基因关闭启动子ORPLacZLacYLacA调节基因操纵基因乳糖结构基因启动子ORmRNAZmRNAYmRNAA阻遏蛋白（无活性）基因表达mRNAA、乳糖操纵子的结构B、乳糖酶的诱导乳糖阻遏蛋白（有活性）节首乳糖操纵子的正调控RLacZLacYLacAmRNAmRNAZmRNAYmRNAA基因表达CAP基因结构基因TCAPOCAP结合部位RNA聚合酶TcAMP-CAPP葡萄糖分解代谢产物腺苷

8、酸环化酶磷酸二酯酶ATP