代謝的調(diào)節(jié)醫(yī)學(xué)課件

物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系和調(diào)節(jié)控制1編輯版ppt物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系和調(diào)節(jié)控制1編輯版ppt本章內(nèi)容物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系1

代謝的調(diào)節(jié)22編輯版ppt本章內(nèi)容物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系1代謝的調(diào)節(jié)22編輯版ppt一、物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系（一）糖代謝與脂代謝的關(guān)系：1、糖是體內(nèi)重要的碳源和能源：糖→丙酮酸→乙酰CoA→脂肪酸（偶數(shù)）

α-磷酸甘油→脂肪2、脂肪在動(dòng)、植物體內(nèi)變成糖：脂肪→α-磷酸甘油→糖脂肪酸→乙酰CoA(少)→草酰乙酸→糖糖磷酸二羥丙酮乙酰CoA3-磷酸甘油脂肪酸膽固醇脂肪3編輯版ppt一、物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系（一）糖代謝與脂代謝的關(guān)系：糖磷酸二羥糖與脂類的聯(lián)系最為密切，糖可以轉(zhuǎn)變成脂類。當(dāng)有過量葡萄糖攝入時(shí)，糖分解代謝的產(chǎn)物磷酸二羥丙酮還原成α-磷酸甘油。丙酮酸氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA，在線粒體中合成脂酰COA。α-磷酸甘油與脂酰CoA再用來合成甘油三酯。乙酰COA也是合成膽固醇的原料。磷酸戊糖途徑還為脂肪酸、膽固醇合成提供了所需NADPH。4編輯版ppt糖與脂類的聯(lián)系最為密切，糖可以轉(zhuǎn)變成脂類。4編輯版ppt在動(dòng)物體內(nèi)脂肪轉(zhuǎn)變成葡萄糖是有限度的。脂肪的分解產(chǎn)物包括甘油和脂肪酸。其中甘油是生糖物質(zhì)。奇數(shù)脂肪酸分解生成丙酰CoA可以經(jīng)甲基丙二酸單酰CoA途徑轉(zhuǎn)變成琥珀酸，然后進(jìn)入異生過程生成葡萄糖（例如在反芻動(dòng)物）。然而偶數(shù)脂肪酸β-氧化產(chǎn)生的乙酰CoA可能通過三羧酸循環(huán)變成草酰乙酸后，有少量變成糖。油料種子萌發(fā)時(shí)動(dòng)用大量的脂肪并轉(zhuǎn)化成糖類。5編輯版ppt在動(dòng)物體內(nèi)脂肪轉(zhuǎn)變成葡萄糖是有限度的。脂肪的分解產(chǎn)物包括甘油（二）糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系1、糖可轉(zhuǎn)變成其它非必需氨基酸糖代謝的重要中間產(chǎn)物：丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸分別可轉(zhuǎn)化成Ala、Glu、Asp等

2、蛋白質(zhì)→氨基酸脫氨

α-酮酸→糖。糖α-酮酸（非必需）氨基酸6編輯版ppt（二）糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系糖α-酮酸（非必需）氨基酸6編糖分解代謝的中間產(chǎn)物，α-酮酸可以作為“碳架”，通過轉(zhuǎn)氨基或氨基化作用進(jìn)而轉(zhuǎn)變成非必需氨基酸。7編輯版ppt糖分解代謝的中間產(chǎn)物，α-酮酸可以作為“碳架”，通過轉(zhuǎn)氨基或當(dāng)動(dòng)物缺乏糖的攝入（如饑餓）時(shí)，體內(nèi)蛋白的分解加強(qiáng)，間接地轉(zhuǎn)變成糖異生途徑中的某種中間產(chǎn)物，再沿異生途徑合成糖，以滿足機(jī)體對(duì)葡萄糖的需要和維持血糖水平的穩(wěn)定。8編輯版ppt當(dāng)動(dòng)物缺乏糖的攝入（如饑餓）時(shí)，體內(nèi)蛋白的分解加強(qiáng)，間接地轉(zhuǎn)（三）脂代謝與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系1、脂肪合成蛋白質(zhì)是有限的：

FA

β-氧化乙酰CoA→

TCA

→

α-酮戊二酸

草酰乙酸↓Glu2、蛋白質(zhì)可轉(zhuǎn)變成脂肪：

生酮aa和生酮生糖aa→乙酰CoA→FA生糖aa→丙酮酸→乙酰CoA→FA絲氨酸、蛋氨酸膽堿、膽胺磷脂9編輯版ppt（三）脂代謝與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系絲氨酸、蛋氨酸膽堿、膽胺磷脂9脂肪分解產(chǎn)生的甘油可以轉(zhuǎn)變成合成丙酮酸、絲氨酸等非必需氨基酸的碳骨架。但是在動(dòng)物體內(nèi)由脂肪酸合成氨基酸碳架結(jié)構(gòu)的可能性不大。因?yàn)橹岱纸馍傻囊阴oA進(jìn)入三羧酸循環(huán)，再由循環(huán)中的中間產(chǎn)物形成氨基酸時(shí)，消耗了循環(huán)中的有機(jī)酸（α-酮酸），如無其他來源得以補(bǔ)充，反應(yīng)則不能進(jìn)行下去。因此，一般地說，動(dòng)物組織不易利用脂肪酸合成氨基酸。

10編輯版ppt脂肪分解產(chǎn)生的甘油可以轉(zhuǎn)變成合成丙酮酸、絲氨酸等非必需氨基酸所有氨基酸，無論是生糖的、生酮的，還是兼生的都可以在動(dòng)物體內(nèi)轉(zhuǎn)變成脂肪。生酮氨基酸可以通過解酮作用轉(zhuǎn)變成乙酰CoA之后合成脂肪酸，生糖氨基酸既然能異生成糖，自然也可以轉(zhuǎn)變成脂肪，可直接或者間接生成丙酮酸。此外，蛋氨酸，絲氨酸等還是合成磷脂的原料。11編輯版ppt所有氨基酸，無論是生糖的、生酮的，還是兼生的都可以在動(dòng)物體內(nèi)（四）核酸和其它物質(zhì)代謝的相互關(guān)系1、糖代謝：提供戊糖；產(chǎn)生Glu和Asp的前體和NADPH還原力。2、蛋白質(zhì)代謝：為嘌呤、嘧啶的合成提供許多原料：Gly、甲酸鹽、Gln、Asp和氨等。3、脂代謝：主要提供CO2。糖R-5-P氨基酸嘧啶堿、嘌呤堿核酸糖、脂等燃料分子為核酸生物學(xué)功能的實(shí)現(xiàn)提供了能量保證。12編輯版ppt（四）核酸和其它物質(zhì)代謝的相互關(guān)系糖R-5-P氨基酸嘧啶堿、（五）核苷酸在代謝中起重要作用：ATP:參與能量與磷酸基轉(zhuǎn)移；CoA、NAD、FAD等輔酶的成分；UTP:參加糖的合成(UDPG)；CTP:參加磷脂的合成（CDP-磷脂酸、CDP-乙醇胺）；GTP:為蛋白質(zhì)合成所必需（各種G蛋白）。環(huán)核苷酸，如cAMP，cGMP：作為胞內(nèi)信號(hào)分子（第二信使）參與細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)。13編輯版ppt（五）核苷酸在代謝中起重要作用：13編輯版ppt14編輯版ppt14編輯版ppt細(xì)胞代謝的網(wǎng)絡(luò)15編輯版ppt細(xì)胞代謝的網(wǎng)絡(luò)15編輯版ppt二、代謝調(diào)控的層次生物界的代謝調(diào)節(jié)是在4個(gè)水平上進(jìn)行的：

酶水平的調(diào)節(jié)細(xì)胞水平的調(diào)節(jié)激素水平的調(diào)節(jié)神經(jīng)水平的調(diào)節(jié)生物單細(xì)胞植物動(dòng)物16編輯版ppt二、代謝調(diào)控的層次生物界的代謝調(diào)節(jié)是在4個(gè)水平上進(jìn)行的：生物一、酶水平的調(diào)節(jié)酶分布區(qū)域化在代謝調(diào)節(jié)中的作用酶活性的調(diào)節(jié)酶結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)酶合成（數(shù)量）的調(diào)節(jié)17編輯版ppt一、酶水平的調(diào)節(jié)酶結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)17編輯版ppt（一）酶活性的調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)：酶促化學(xué)修飾調(diào)節(jié)ABCDE1E2E3催化反應(yīng)速度最慢的酶：關(guān)鍵酶或限速酶酶結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)酶數(shù)量調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)）（遲緩調(diào)節(jié)）18編輯版ppt（一）酶活性的調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)：A

（1）調(diào)節(jié)亞基與效應(yīng)物結(jié)合引起酶分子構(gòu)象改變，從而引起酶活性的改變。別構(gòu)酶：寡聚酶，有催化亞基和調(diào)節(jié)亞基；別構(gòu)效應(yīng)物:底物、產(chǎn)物或代謝途徑的終產(chǎn)物及小分子的核苷酸類物質(zhì)等。分:

別構(gòu)激活劑、別構(gòu)抑制劑別構(gòu)激活別構(gòu)抑制1.別構(gòu)調(diào)節(jié)19編輯版ppt

（1）調(diào)節(jié)亞基與效應(yīng)物結(jié)合引起酶分子構(gòu)象改變，從而引起酶活非共價(jià)鍵代謝物活性中心別構(gòu)部位EE酶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變酶活性↑酶活性↓變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑變構(gòu)效應(yīng)劑變構(gòu)酶allostericeffector20編輯版ppt非共價(jià)鍵代謝物活性中心別構(gòu)部位EE酶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變酶活性↑變構(gòu)變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義：防止代謝終產(chǎn)物積累乙酰CoA丙二酰CoA脂酰CoA羧化酶變構(gòu)抑制（-）濃度高時(shí)負(fù)反饋調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制劑21編輯版ppt變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義：防止代謝終產(chǎn)物積累乙酰CoA（2）酶促反應(yīng)的前饋和反饋反饋：產(chǎn)物/主要是終產(chǎn)物對(duì)酶的控制。前饋：底物對(duì)酶的控制。-己糖激酶丙酮酸乙酰輔酶ATCA草酰乙酸22編輯版ppt（2）酶促反應(yīng)的前饋和反饋反饋：產(chǎn)物/主要是終產(chǎn)物對(duì)酶的控制（3）產(chǎn)能反應(yīng)與需能反應(yīng)的調(diào)節(jié)[ATP]+?[ADP][ATP]+[ADP]+[AMP]定義：細(xì)胞內(nèi)總的腺苷酸系統(tǒng)中所負(fù)荷的高能磷酸鍵的數(shù)目。在某些條件下，能荷及ATP、ADP和磷酸鹽的濃度可作為產(chǎn)能代謝和需能代謝過程變構(gòu)調(diào)節(jié)的信號(hào)。能荷＝23編輯版ppt（3）產(chǎn)能反應(yīng)與需能反應(yīng)的調(diào)節(jié)2.酶的共價(jià)修飾（1）通過其它酶對(duì)酶上的某些基團(tuán)進(jìn)行修飾，使酶活性處于活性與無活性的互變狀態(tài)。（2）方式：

磷酸化/去磷酸化乙酰化/脫乙?；佘挣；?脫腺苷酰化尿苷?；?去尿苷?；疉DP-核糖基化甲基化/去甲基化S-S/SH互變24編輯版ppt2.酶的共價(jià)修飾（1）通過其它酶對(duì)酶上的某些基團(tuán)進(jìn)行修飾，（3）共價(jià)修飾與別構(gòu)調(diào)節(jié)的區(qū)別:共價(jià)修飾是在一些酶的作用下，引起被修飾酶分子共價(jià)鍵的變化;因酶促反應(yīng)，故對(duì)調(diào)節(jié)信號(hào)有放大效應(yīng);只要調(diào)節(jié)因素存在，即可使大量的酶發(fā)生化學(xué)修飾，所以效率比別構(gòu)調(diào)節(jié)高。25編輯版ppt（3）共價(jià)修飾與別構(gòu)調(diào)節(jié)的區(qū)別:25編輯版ppt26編輯版ppt26編輯版ppt（二）酶數(shù)量的調(diào)節(jié)酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏誘導(dǎo)劑：開放酶蛋白基因的轉(zhuǎn)錄阻遏劑：關(guān)閉酶蛋白基因的轉(zhuǎn)錄酶降解的調(diào)節(jié)酶數(shù)量的調(diào)節(jié)：耗能多，效應(yīng)慢但持久27編輯版ppt（二）酶數(shù)量的調(diào)節(jié)酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏27編輯版ppt幾種酶活性調(diào)節(jié)方式的比較調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)物質(zhì)酶分子變化特點(diǎn)生理意義變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)激活劑、抑制劑：底物、產(chǎn)物酶分子構(gòu)象變化防止產(chǎn)物堆積防止能源浪費(fèi)作用快化學(xué)修飾激素酶分子共價(jià)鍵變化耗能少作用快有放大效應(yīng)酶數(shù)量調(diào)節(jié)誘導(dǎo)劑\阻遏劑：激素、藥物、底物、產(chǎn)物酶數(shù)量增加或減少耗能多效應(yīng)慢但持久28編輯版ppt幾種酶活性調(diào)節(jié)方式的比較調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)物質(zhì)酶分子變化特點(diǎn)生理意基因表達(dá)的調(diào)控

酶合成的調(diào)節(jié)：29編輯版ppt基因表達(dá)的調(diào)控29編輯版ppt1.原核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)原核生物中表達(dá)的5個(gè)重要水平其中影響最大的是：對(duì)轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)作用的調(diào)控。30編輯版ppt1.原核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)原核生物中表達(dá)的5個(gè)重要水平30乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制色氨酸操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制1961年，Monod和Jacob提出了乳糖操縱子模型，很清楚的說明原核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)機(jī)制。31編輯版ppt乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制1961年，Monod和Jacob提出了乳操縱子學(xué)說1）操縱子（Operon）的組成：原核生物的大多數(shù)基因按照功能的相關(guān)性串聯(lián)密集于染色體上，共同組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位稱為操縱子，通常由兩個(gè)以上的編碼基因、啟動(dòng)序列、操縱序列及其他調(diào)節(jié)序列在基因組中串聯(lián)組成。啟動(dòng)基因（promoter,P）:RNApolymerase結(jié)合位點(diǎn)，轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)；操縱基因（operator,O）:位于P與S之間，可與調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合，以此決定結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄是否可進(jìn)行。結(jié)構(gòu)基因（S）:編碼蛋白質(zhì)的DNA序列。32編輯版ppt操縱子學(xué)說1）操縱子（Operon）的組成：32編輯版ppt調(diào)節(jié)基因（R）：一般遠(yuǎn)離操縱子，但在原核生物中，可以在操縱子旁邊，編碼調(diào)節(jié)蛋白。調(diào)節(jié)蛋白：低分子量變構(gòu)蛋白。①其上有兩個(gè)位點(diǎn)：與操縱基因結(jié)合；與效應(yīng)物結(jié)合；②有/無活性：有活性—可與O結(jié)合；無活性—不與O結(jié)合；5’3’3’啟動(dòng)子

操縱序列3個(gè)結(jié)構(gòu)基因調(diào)控區(qū)信息區(qū)乳糖操縱子調(diào)節(jié)基因阻遏蛋白POIZYACAP結(jié)合點(diǎn)33編輯版ppt調(diào)節(jié)基因（R）：5’3’3’啟動(dòng)子操縱序列效應(yīng)物——小分子信號(hào)物①

誘導(dǎo)物——與調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合，抑制其與操縱基因的結(jié)合促進(jìn)轉(zhuǎn)錄進(jìn)行；②

輔阻遏物——與調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合，促進(jìn)其與操縱基因的結(jié)合抑制轉(zhuǎn)錄進(jìn)行。

34編輯版ppt效應(yīng)物——小分子信號(hào)物34編輯版ppt2）Lac操縱子上的結(jié)構(gòu)基因lacZ：編碼-半乳糖苷酶；lacY：編碼半乳糖苷透性酶；lacA：編碼半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶。35編輯版ppt2）Lac操縱子上的結(jié)構(gòu)基因35編輯版ppt3）酶合成的誘導(dǎo)概念：

組成酶（固有酶）：

不依賴底物或底物結(jié)構(gòu)類似物的存在而合成的酶如：EMP途徑的一些酶。

誘導(dǎo)酶：

依賴于底物或底物結(jié)構(gòu)類似物的存在而合成的酶。如：乳糖酶。

36編輯版ppt3）酶合成的誘導(dǎo)概念：36編輯版ppt2）現(xiàn)象：普遍存在于分解、合成代謝中。3）方式：協(xié)同誘導(dǎo)：誘導(dǎo)劑加入后，微生物能同時(shí)或幾乎同時(shí)誘導(dǎo)幾種酶的合成。如：E.coli乳糖酶類的合成同時(shí)受乳糖誘導(dǎo)。順序誘導(dǎo)：后一酶的合成被前一反應(yīng)物所誘導(dǎo)。AaBbCcD37編輯版ppt2）現(xiàn)象：普遍存在于分解、合成代謝中。37編輯版ppt4）E.coli乳糖操縱子學(xué)說Lacoperon的阻遏與誘導(dǎo)3338編輯版ppt4）E.coli乳糖操縱子學(xué)說Lacoperon的阻遏與誘無乳糖時(shí)負(fù)調(diào)節(jié)：細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的阻遏物結(jié)合在操縱基因上，轉(zhuǎn)錄不能進(jìn)行；有乳糖時(shí)：乳糖作為一種效應(yīng)物與阻遏物結(jié)合，使其變構(gòu)，不能與O結(jié)合，從而轉(zhuǎn)錄進(jìn)行，合成乳糖酶，分解乳糖。39編輯版ppt無乳糖時(shí)負(fù)調(diào)節(jié)：細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的阻遏物結(jié)合在操縱基因上，轉(zhuǎn)錄不能40編輯版ppt40編輯版ppt乳糖操縱子學(xué)說認(rèn)為：某代謝途徑的相關(guān)結(jié)構(gòu)基因（S）集中定位于染色體上某區(qū)段，受控于其上游的同一操縱基因（O)。當(dāng)染色體上調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物（阻遏蛋白）與O基因結(jié)合時(shí)，結(jié)構(gòu)基因都不能表達(dá)；當(dāng)阻遏蛋白與誘導(dǎo)物結(jié)合后就不能與O基因結(jié)合，于是轉(zhuǎn)錄可以進(jìn)行。

乳糖操縱子（animation）

41編輯版ppt乳糖操縱子學(xué)說認(rèn)為：某代謝途徑的相關(guān)結(jié)構(gòu)基因（S）集CAP(又稱cAMP受體蛋白)與cAMP結(jié)合后，可結(jié)合到乳糖操縱子的CAP位點(diǎn)，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。CAP-cAMP的正性調(diào)節(jié)存在葡萄糖時(shí)：

腺苷酸環(huán)化酶

cAMP↓cAMP-CAP復(fù)合物↓不能激活RNA聚合酶活性結(jié)構(gòu)基因不能表達(dá)沒有葡萄糖時(shí)：cAMP↑c(diǎn)AMP-CAP復(fù)合物↑與操縱子的CAP位點(diǎn)結(jié)合激活RNA聚合酶活性結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)42編輯版pptCAP(又稱cAMP受體蛋白)與cAMP結(jié)合后，可結(jié)合到乳糖43編輯版ppt43編輯版pptCAP-cAMP復(fù)合物X-射線結(jié)構(gòu)4244編輯版pptCAP-cAMP復(fù)合物X-射線結(jié)構(gòu)4244編輯正性調(diào)控與負(fù)性調(diào)控互相協(xié)調(diào)、制約有葡萄糖、缺乏乳糖刺激，阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí)，CAP不能發(fā)揮作用；有葡萄糖、有乳糖時(shí)，沒有CAP，即使阻遏蛋白沒有封閉轉(zhuǎn)錄，基因也難以表達(dá)，只有CAP蛋白結(jié)合到CAP位點(diǎn)，RNA聚合酶才有活性。45編輯版ppt正性調(diào)控與負(fù)性調(diào)控互相協(xié)調(diào)、制約有葡萄糖、缺乏乳糖刺激，阻遏（2）降解物的阻遏1）二次生長現(xiàn)象的機(jī)制：分解葡萄糖的酶——組成酶（固有酶）；分解乳糖的酶——誘導(dǎo)酶，受葡萄糖分解代謝產(chǎn)物的調(diào)控。46編輯版ppt（2）降解物的阻遏1）二次生長現(xiàn)象的機(jī)制：46編輯版pp2）分解代謝物阻遏

葡萄糖的存在避免了lac操縱子及其它與碳?xì)湮锎x相關(guān)酶的操縱子誘導(dǎo)，這一現(xiàn)象稱為分解代謝物阻遏。lac操縱子及幾種其它操縱子的分解代謝物阻遏是通過一個(gè)調(diào)節(jié)蛋白－起作用的。CAP與cAMP的復(fù)合物結(jié)合在CAP位點(diǎn)，決定lac操縱子的轉(zhuǎn)錄，CAP是一個(gè)正調(diào)節(jié)子，lac阻遏物是一個(gè)負(fù)調(diào)節(jié)子。47編輯版ppt2）分解代謝物阻遏

47編輯版ppt3）意義：保證微生物首先利用環(huán)境中容易利用的能源；此機(jī)制保證微生物在任何允許環(huán)境中以最大速度繁殖。48編輯版ppt3）意義：48編輯版ppt（3）酶合成的阻遏：1）終產(chǎn)物的阻遏：終產(chǎn)物阻遏(endproductrepression)：（反饋?zhàn)瓒?即在合成代謝中，終產(chǎn)物阻遏該途徑所有酶的合成，控制基因表達(dá)。49編輯版ppt（3）酶合成的阻遏：1）終產(chǎn)物的阻遏：49編輯版ppt色氨酸操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制5/3/3/5/啟動(dòng)子

操縱序列衰減子

5個(gè)結(jié)構(gòu)基因R調(diào)節(jié)基因POEDCBA阻遏蛋白編碼3種酶合成色氨酸50編輯版ppt色氨酸操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制5/3/3/5/啟動(dòng)子操縱序列無色氨酸時(shí)：阻遏蛋白不能結(jié)合O序列操縱基因開放合成色氨酸4651編輯版ppt無色氨酸時(shí)：4651編輯版ppt有色氨酸時(shí)：色氨酸（輔阻遏劑）阻遏蛋白+色氨酸復(fù)合物與O序列結(jié)合阻斷基因開放色氨酸不能合成52編輯版ppt有色氨酸時(shí)：52編輯版ppt53編輯版ppt53編輯版ppt氨基苯甲酸鹽(或酯)分支酸磷酸核糖-氨基苯甲酸鹽(或酯)54編輯版ppt氨基苯甲酸鹽(或酯)分支酸磷酸核糖-氨基苯甲酸鹽(或酯)54阻遏機(jī)制只決定轉(zhuǎn)錄是否啟動(dòng)，轉(zhuǎn)錄速率受衰減子調(diào)節(jié)55編輯版ppt阻遏機(jī)制只決定轉(zhuǎn)錄是否啟動(dòng)，55編輯版ppt衰減子對(duì)色氨酸操縱子轉(zhuǎn)錄的影響Trp操縱子E基因前面有一前導(dǎo)序列：1、2、3、4四個(gè)區(qū)段2、3或3、4可形成堿基配對(duì)：當(dāng)2與3配對(duì)，終止子區(qū)為單鏈。3與4堿基配對(duì)形成轉(zhuǎn)錄終止結(jié)構(gòu)——衰減子；RNApol在衰減子處停留與否取決于核糖體的位置，若3，4區(qū)配對(duì)，形成終止發(fā)夾，RNApol不能通過。56編輯版ppt衰減子對(duì)色氨酸操縱子轉(zhuǎn)錄的影響Trp操縱子E基因前面有一前導(dǎo)trpOperon的衰減作用(Attenuation)衰減作用：在結(jié)構(gòu)基因上游的位點(diǎn)，通過終止或減弱轉(zhuǎn)錄來調(diào)控操縱子的作用。衰減子：在Trp啟動(dòng)子和結(jié)構(gòu)基因之間存在的一個(gè)內(nèi)在終止子，為結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄制造障礙。其作用與Trp水平有關(guān)：

有足夠Trp：發(fā)生終止；

缺乏Trp：RNApol繼續(xù)轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)基因。衰減的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)是普遍現(xiàn)象57編輯版ppttrpOperon的衰減作用(Attenuation)衰減trpoperon衰減子模型

3，4區(qū)配對(duì)形成終止的發(fā)夾結(jié)構(gòu)2，3區(qū)配對(duì)，終止子為單鏈58編輯版ppttrpoperon衰減子模型3，4區(qū)配對(duì)2，3區(qū)配對(duì)，色氨酸濃度高時(shí)：核糖體通過序列1封閉序列2序列3和序列4形成衰減子RNA聚合酶脫落轉(zhuǎn)錄終止59編輯版ppt色氨酸濃度高時(shí)：59編輯版ppt2.真核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)順式作用元件：可影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列，可分為啟動(dòng)子、增強(qiáng)子和抑制子等

。增強(qiáng)子(enhancer)：一段位于啟動(dòng)子附近并能活化啟動(dòng)子的序列。反式作用因子：調(diào)控轉(zhuǎn)錄活性的蛋白質(zhì)。如：

轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor,TF)：轉(zhuǎn)錄啟始過程必需的蛋白質(zhì)。60編輯版ppt2.真核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)順式作用元件：可影響自身基因表達(dá)（1）順式作用原件啟動(dòng)子：RNA聚合酶特異性識(shí)別和結(jié)合的DNA序列。啟動(dòng)子是基因（gene）的一個(gè)組成部分，控制基因表達(dá)（轉(zhuǎn)錄）的起始時(shí)間和表達(dá)的程度。61編輯版ppt（1）順式作用原件啟動(dòng)子：RNA聚合酶特異性識(shí)別和結(jié)合的DN增強(qiáng)子(enhancer)指增加同它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率的DNA序列。增強(qiáng)子是通過啟動(dòng)子來增加轉(zhuǎn)錄的。62編輯版ppt增強(qiáng)子(enhancer)指增加同它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率的DN增強(qiáng)子的特點(diǎn)：與啟動(dòng)子的相對(duì)位置無關(guān)：可在啟動(dòng)子上游或下游，并相距幾千個(gè)bp，仍對(duì)同一DNA上的啟動(dòng)子發(fā)揮作用，若有幾個(gè)啟動(dòng)子，則對(duì)最近的發(fā)揮作用。無方向性。

由此可區(qū)別增強(qiáng)子與啟動(dòng)子。63編輯版ppt增強(qiáng)子的特點(diǎn)：與啟動(dòng)子的相對(duì)位置無關(guān)：可在啟動(dòng)子上游或下游，（2）轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)特征螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(Helix-turn-helixmotif)鋅指結(jié)構(gòu)(Zincfinger)亮氨酸拉鏈(Leucinezipper)螺旋-環(huán)-螺旋(Helix-loop-helix)64編輯版ppt（2）轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)特征螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(Helix-tur1）螺旋－轉(zhuǎn)角－螺旋

HTH（helix-turn-helix)motif其中一個(gè)α螺旋為識(shí)別螺旋，與DNA結(jié)合時(shí)位于大溝內(nèi)；另一個(gè)螺旋中的aa與DNA磷酸戊糖骨架非特異結(jié)合。65編輯版ppt1）螺旋－轉(zhuǎn)角－螺旋

HTH（helix-turn-heli2）鋅指結(jié)構(gòu)

（ZincFingerMotif）一種特殊的蛋白質(zhì)基序。與某些DNA結(jié)合蛋白質(zhì)識(shí)別DNA有關(guān)，其特征是1個(gè)Zn原子與4個(gè)Cys或與2個(gè)His和2個(gè)Cys殘基配位結(jié)合，Zn的作用使蛋白質(zhì)分子形成指形構(gòu)象的骨架與DNA結(jié)合，有固定作用。66編輯版ppt2）鋅指結(jié)構(gòu)

（ZincFingerMotif）66編輯Zincfinger的X-射線結(jié)構(gòu)67編輯版pptZincfinger的X-射線結(jié)構(gòu)67編輯版ppt3）亮氨酸拉鏈（LeuZipper）蛋白質(zhì)肽鏈上周期性出現(xiàn)Leu殘基，Leu精確出現(xiàn)在第7個(gè)aa位置，在DNA結(jié)合蛋白質(zhì)α螺旋一側(cè)每兩圈（7個(gè)aa)出現(xiàn)一個(gè)Leu；這些Leu排成一列，兩個(gè)相互作用的α螺旋之間的Leu交叉相插，在疏水作用下形成穩(wěn)定的非共價(jià)結(jié)合拉鏈結(jié)構(gòu)，對(duì)形成蛋白質(zhì)二聚體十分重要。68編輯版ppt3）亮氨酸拉鏈（LeuZipper）68編輯版pptLeucinezippermotif69編輯版pptLeucinezippermotif69編輯版ppt4）螺旋-突環(huán)-螺旋(helix-loop-helix)HLH含2個(gè)兩性的α－螺旋，因突環(huán)的柔性而回折，兩個(gè)螺旋以疏水作用而結(jié)合。bHLH：借N端堿性aa形成的螺旋與DNA結(jié)合，以二聚體與DNA作用。70編輯版ppt4）螺旋-突環(huán)-螺旋(helix-loop-helix)70HLH與DNA復(fù)合物的X-射線結(jié)構(gòu)71編輯版pptHLH與DNA復(fù)合物的X-射線結(jié)構(gòu)71編輯版ppt（3）通過轉(zhuǎn)錄因子與增強(qiáng)子和啟動(dòng)子結(jié)合調(diào)控轉(zhuǎn)錄的模型DNA成環(huán)使得與遠(yuǎn)處增強(qiáng)子結(jié)合的激活蛋白質(zhì)與TFIID、其它TFII組分及RNApolII相互作用。72編輯版ppt（3）通過轉(zhuǎn)錄因子與增強(qiáng)子和啟動(dòng)子結(jié)合調(diào)控轉(zhuǎn)錄的模型DNA成（三）細(xì)胞結(jié)構(gòu)對(duì)代謝途徑的分隔控制細(xì)胞結(jié)構(gòu)和酶的空間分布膜結(jié)構(gòu)對(duì)代謝的調(diào)節(jié)和控制73編輯版ppt（三）細(xì)胞結(jié)構(gòu)對(duì)代謝途徑的分隔控制細(xì)胞結(jié)構(gòu)和酶的空間分布73糖有氧氧化脂肪酸β氧化三羧酸循環(huán)呼吸鏈DNA、RNA合成糖合成脂肪合成蛋白質(zhì)合成核酸降解生物膜控制底物濃度74編輯版ppt糖有氧氧化DNA、RNA74編輯版ppt主要代謝途徑酶系在細(xì)胞內(nèi)的分布：胞質(zhì)：糖酵解，糖原合成，磷酸成糖途徑，脂肪酸合成，部分蛋白質(zhì)合成。線粒體：脂肪酸β氧化，三羧酸循環(huán)，呼吸鏈，氧化磷酸化。細(xì)胞核：核酸的合成、修飾。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：蛋白質(zhì)合成，磷脂合成。胞質(zhì)和線粒體：糖異生，膽固醇合成溶酶體：多種水解酶75編輯版ppt主要代謝途徑酶系在細(xì)胞內(nèi)的分布：胞質(zhì)：糖酵解，糖原合成，磷酸功能：濃縮效應(yīng)，防止干擾，便于調(diào)節(jié)。⑴多酶體系在細(xì)胞中區(qū)域化，為酶水平的調(diào)節(jié)創(chuàng)造了有利條件，使某些調(diào)節(jié)因素可以專一地影響細(xì)胞內(nèi)某一部分的酶活性，而不致影響其它部位酶的活性。⑵酶定位的區(qū)域化，使它與底物和輔助在細(xì)胞器內(nèi)一起相對(duì)濃縮，利于在細(xì)胞局部范圍內(nèi)快速進(jìn)行各個(gè)代謝反應(yīng)。76編輯版ppt功能：濃縮效應(yīng)，防止干擾，便于調(diào)節(jié)。76編輯版ppt二、激素對(duì)代謝的調(diào)節(jié)激素通過血液到達(dá)其專一作用的組織和細(xì)胞，稱為靶組織、靶細(xì)胞，與其特異的受體結(jié)合，引起細(xì)胞內(nèi)代謝的改變，于是引起生理效應(yīng)。

細(xì)胞分泌信息物質(zhì)（生長因子、細(xì)胞因子、神經(jīng)遞質(zhì)、激素）與靶細(xì)胞上特異受體結(jié)合細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)換表現(xiàn)效應(yīng)信息傳遞77編輯版ppt二、激素對(duì)代謝的調(diào)節(jié)激素通過血液到達(dá)其專一作用的組織根據(jù)激素受體的定位：作用于膜受體的激素（蛋白質(zhì)、多肽、兒茶酚胺）作用于細(xì)胞內(nèi)受體的激素（類固醇激素、甲狀腺素）激素親水疏水78編輯版ppt根據(jù)激素受體的定位：作用于膜受體的激素激素親水78編輯版pp（一）細(xì)胞膜受體激素的調(diào)節(jié)作用cAMP-蛋白激酶途徑Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑酪氨酸蛋白激酶途徑79編輯版ppt（一）細(xì)胞膜受體激素的調(diào)節(jié)作用cAMP-蛋白激酶途徑79編輯1.cAMP-蛋白激酶途徑主要環(huán)節(jié)：激素膜受體G蛋白AC

cAMPPKA關(guān)鍵酶或功能蛋白質(zhì)磷酸化生物效應(yīng)第二信使80編輯版ppt1.cAMP-蛋白激酶途徑主要環(huán)節(jié)：cAMPPKA關(guān)鍵酶或激素受體G-蛋白ACcAMP（第二信使）（第一信使）81編輯版ppt激素（第二信使）（第一信使）81編輯版ppt第二信使第二信使：信息分子與質(zhì)膜上的受體結(jié)合，經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)換，激活細(xì)胞質(zhì)膜上的效應(yīng)器，產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)信號(hào)物質(zhì)，即第二信使。常見的第二信使：cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+不同的第二信使產(chǎn)生不同的生物效應(yīng)82編輯版ppt第二信使第二信使：82編輯版ppt第二信使cAMP激活蛋白激酶A(PKA)的機(jī)制83編輯版ppt第二信使cAMP激活蛋白激酶A(PKA)的機(jī)制83編輯版pp

由蛋白激酶A激活酶的級(jí)聯(lián)放大系統(tǒng)分解肌糖原84編輯版ppt由蛋白激酶A激活酶的級(jí)聯(lián)放大系統(tǒng)分解肌糖原84編輯版p如胰島素對(duì)糖原降解的激活；生長素抑制糖原分解等等。85編輯版ppt如胰島素對(duì)糖原降解的激活；生長素抑制糖原分解等等。85編輯版2.Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑激素→受體→Gp→PIP2→DAG→PKC

酶（蛋白）磷酸化→生物效應(yīng)IP3→鈣庫釋放Ca2+→Ca2+-CaM磷脂酶C第二信使86編輯版ppt2.Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑激素→受體→Gp→PIP287編輯版ppt87編輯版ppt3.酪氨酸蛋白激酶途徑細(xì)胞因子生長因子受體（酪氨酸蛋白激酶）酪氨酸蛋白激酶自磷酸化激活蛋白質(zhì)磷酸化產(chǎn)生效應(yīng)88編輯版ppt3.酪氨酸蛋白激酶途徑細(xì)胞因子受體（酪氨酸蛋白激酶）酪氨酸89編輯版ppt89編輯版ppt（二）細(xì)胞內(nèi)受體激素的調(diào)節(jié)作用激素穿過靶細(xì)胞質(zhì)膜激素受體復(fù)合物與DNA特定區(qū)域結(jié)合調(diào)節(jié)基因表達(dá)90編輯版ppt（二）細(xì)胞內(nèi)受體激素的調(diào)節(jié)作用激素991編輯版ppt91編輯版ppt激素激素受體復(fù)合物mRNA蛋白質(zhì)合成代謝應(yīng)答胞漿細(xì)胞核+質(zhì)膜激素通過胞內(nèi)受體對(duì)代謝的調(diào)節(jié)作用92編輯版ppt激素激素受體復(fù)合物mRNA蛋白質(zhì)合成代謝應(yīng)答胞漿細(xì)胞核+質(zhì)膜三、神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)通過神經(jīng)-體液途徑控制內(nèi)分泌腺調(diào)節(jié)機(jī)體代謝過程下丘腦腺垂體靶內(nèi)分泌腺長反饋（-）（-）（+）（+）短反饋（-）超短反饋（-）93編輯版ppt三、神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)通過神經(jīng)-體液途徑控制內(nèi)分泌腺調(diào)節(jié)機(jī)體代謝物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系和調(diào)節(jié)控制94編輯版ppt物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系和調(diào)節(jié)控制1編輯版ppt本章內(nèi)容物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系1

代謝的調(diào)節(jié)295編輯版ppt本章內(nèi)容物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系1代謝的調(diào)節(jié)22編輯版ppt一、物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系（一）糖代謝與脂代謝的關(guān)系：1、糖是體內(nèi)重要的碳源和能源：糖→丙酮酸→乙酰CoA→脂肪酸（偶數(shù)）

α-磷酸甘油→脂肪2、脂肪在動(dòng)、植物體內(nèi)變成糖：脂肪→α-磷酸甘油→糖脂肪酸→乙酰CoA(少)→草酰乙酸→糖糖磷酸二羥丙酮乙酰CoA3-磷酸甘油脂肪酸膽固醇脂肪96編輯版ppt一、物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系（一）糖代謝與脂代謝的關(guān)系：糖磷酸二羥糖與脂類的聯(lián)系最為密切，糖可以轉(zhuǎn)變成脂類。當(dāng)有過量葡萄糖攝入時(shí)，糖分解代謝的產(chǎn)物磷酸二羥丙酮還原成α-磷酸甘油。丙酮酸氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA，在線粒體中合成脂酰COA。α-磷酸甘油與脂酰CoA再用來合成甘油三酯。乙酰COA也是合成膽固醇的原料。磷酸戊糖途徑還為脂肪酸、膽固醇合成提供了所需NADPH。97編輯版ppt糖與脂類的聯(lián)系最為密切，糖可以轉(zhuǎn)變成脂類。4編輯版ppt在動(dòng)物體內(nèi)脂肪轉(zhuǎn)變成葡萄糖是有限度的。脂肪的分解產(chǎn)物包括甘油和脂肪酸。其中甘油是生糖物質(zhì)。奇數(shù)脂肪酸分解生成丙酰CoA可以經(jīng)甲基丙二酸單酰CoA途徑轉(zhuǎn)變成琥珀酸，然后進(jìn)入異生過程生成葡萄糖（例如在反芻動(dòng)物）。然而偶數(shù)脂肪酸β-氧化產(chǎn)生的乙酰CoA可能通過三羧酸循環(huán)變成草酰乙酸后，有少量變成糖。油料種子萌發(fā)時(shí)動(dòng)用大量的脂肪并轉(zhuǎn)化成糖類。98編輯版ppt在動(dòng)物體內(nèi)脂肪轉(zhuǎn)變成葡萄糖是有限度的。脂肪的分解產(chǎn)物包括甘油（二）糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系1、糖可轉(zhuǎn)變成其它非必需氨基酸糖代謝的重要中間產(chǎn)物：丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸分別可轉(zhuǎn)化成Ala、Glu、Asp等

2、蛋白質(zhì)→氨基酸脫氨

α-酮酸→糖。糖α-酮酸（非必需）氨基酸99編輯版ppt（二）糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系糖α-酮酸（非必需）氨基酸6編糖分解代謝的中間產(chǎn)物，α-酮酸可以作為“碳架”，通過轉(zhuǎn)氨基或氨基化作用進(jìn)而轉(zhuǎn)變成非必需氨基酸。100編輯版ppt糖分解代謝的中間產(chǎn)物，α-酮酸可以作為“碳架”，通過轉(zhuǎn)氨基或當(dāng)動(dòng)物缺乏糖的攝入（如饑餓）時(shí)，體內(nèi)蛋白的分解加強(qiáng)，間接地轉(zhuǎn)變成糖異生途徑中的某種中間產(chǎn)物，再沿異生途徑合成糖，以滿足機(jī)體對(duì)葡萄糖的需要和維持血糖水平的穩(wěn)定。101編輯版ppt當(dāng)動(dòng)物缺乏糖的攝入（如饑餓）時(shí)，體內(nèi)蛋白的分解加強(qiáng)，間接地轉(zhuǎn)（三）脂代謝與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系1、脂肪合成蛋白質(zhì)是有限的：

FA

β-氧化乙酰CoA→

TCA

→

α-酮戊二酸

草酰乙酸↓Glu2、蛋白質(zhì)可轉(zhuǎn)變成脂肪：

生酮aa和生酮生糖aa→乙酰CoA→FA生糖aa→丙酮酸→乙酰CoA→FA絲氨酸、蛋氨酸膽堿、膽胺磷脂102編輯版ppt（三）脂代謝與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系絲氨酸、蛋氨酸膽堿、膽胺磷脂9脂肪分解產(chǎn)生的甘油可以轉(zhuǎn)變成合成丙酮酸、絲氨酸等非必需氨基酸的碳骨架。但是在動(dòng)物體內(nèi)由脂肪酸合成氨基酸碳架結(jié)構(gòu)的可能性不大。因?yàn)橹岱纸馍傻囊阴oA進(jìn)入三羧酸循環(huán)，再由循環(huán)中的中間產(chǎn)物形成氨基酸時(shí)，消耗了循環(huán)中的有機(jī)酸（α-酮酸），如無其他來源得以補(bǔ)充，反應(yīng)則不能進(jìn)行下去。因此，一般地說，動(dòng)物組織不易利用脂肪酸合成氨基酸。

103編輯版ppt脂肪分解產(chǎn)生的甘油可以轉(zhuǎn)變成合成丙酮酸、絲氨酸等非必需氨基酸所有氨基酸，無論是生糖的、生酮的，還是兼生的都可以在動(dòng)物體內(nèi)轉(zhuǎn)變成脂肪。生酮氨基酸可以通過解酮作用轉(zhuǎn)變成乙酰CoA之后合成脂肪酸，生糖氨基酸既然能異生成糖，自然也可以轉(zhuǎn)變成脂肪，可直接或者間接生成丙酮酸。此外，蛋氨酸，絲氨酸等還是合成磷脂的原料。104編輯版ppt所有氨基酸，無論是生糖的、生酮的，還是兼生的都可以在動(dòng)物體內(nèi)（四）核酸和其它物質(zhì)代謝的相互關(guān)系1、糖代謝：提供戊糖；產(chǎn)生Glu和Asp的前體和NADPH還原力。2、蛋白質(zhì)代謝：為嘌呤、嘧啶的合成提供許多原料：Gly、甲酸鹽、Gln、Asp和氨等。3、脂代謝：主要提供CO2。糖R-5-P氨基酸嘧啶堿、嘌呤堿核酸糖、脂等燃料分子為核酸生物學(xué)功能的實(shí)現(xiàn)提供了能量保證。105編輯版ppt（四）核酸和其它物質(zhì)代謝的相互關(guān)系糖R-5-P氨基酸嘧啶堿、（五）核苷酸在代謝中起重要作用：ATP:參與能量與磷酸基轉(zhuǎn)移；CoA、NAD、FAD等輔酶的成分；UTP:參加糖的合成(UDPG)；CTP:參加磷脂的合成（CDP-磷脂酸、CDP-乙醇胺）；GTP:為蛋白質(zhì)合成所必需（各種G蛋白）。環(huán)核苷酸，如cAMP，cGMP：作為胞內(nèi)信號(hào)分子（第二信使）參與細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)。106編輯版ppt（五）核苷酸在代謝中起重要作用：13編輯版ppt107編輯版ppt14編輯版ppt細(xì)胞代謝的網(wǎng)絡(luò)108編輯版ppt細(xì)胞代謝的網(wǎng)絡(luò)15編輯版ppt二、代謝調(diào)控的層次生物界的代謝調(diào)節(jié)是在4個(gè)水平上進(jìn)行的：

酶水平的調(diào)節(jié)細(xì)胞水平的調(diào)節(jié)激素水平的調(diào)節(jié)神經(jīng)水平的調(diào)節(jié)生物單細(xì)胞植物動(dòng)物109編輯版ppt二、代謝調(diào)控的層次生物界的代謝調(diào)節(jié)是在4個(gè)水平上進(jìn)行的：生物一、酶水平的調(diào)節(jié)酶分布區(qū)域化在代謝調(diào)節(jié)中的作用酶活性的調(diào)節(jié)酶結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)酶合成（數(shù)量）的調(diào)節(jié)110編輯版ppt一、酶水平的調(diào)節(jié)酶結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)17編輯版ppt（一）酶活性的調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)：酶促化學(xué)修飾調(diào)節(jié)ABCDE1E2E3催化反應(yīng)速度最慢的酶：關(guān)鍵酶或限速酶酶結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)酶數(shù)量調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)）（遲緩調(diào)節(jié)）111編輯版ppt（一）酶活性的調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)：A

（1）調(diào)節(jié)亞基與效應(yīng)物結(jié)合引起酶分子構(gòu)象改變，從而引起酶活性的改變。別構(gòu)酶：寡聚酶，有催化亞基和調(diào)節(jié)亞基；別構(gòu)效應(yīng)物:底物、產(chǎn)物或代謝途徑的終產(chǎn)物及小分子的核苷酸類物質(zhì)等。分:

別構(gòu)激活劑、別構(gòu)抑制劑別構(gòu)激活別構(gòu)抑制1.別構(gòu)調(diào)節(jié)112編輯版ppt

（1）調(diào)節(jié)亞基與效應(yīng)物結(jié)合引起酶分子構(gòu)象改變，從而引起酶活非共價(jià)鍵代謝物活性中心別構(gòu)部位EE酶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變酶活性↑酶活性↓變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑變構(gòu)效應(yīng)劑變構(gòu)酶allostericeffector113編輯版ppt非共價(jià)鍵代謝物活性中心別構(gòu)部位EE酶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變酶活性↑變構(gòu)變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義：防止代謝終產(chǎn)物積累乙酰CoA丙二酰CoA脂酰CoA羧化酶變構(gòu)抑制（-）濃度高時(shí)負(fù)反饋調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制劑114編輯版ppt變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義：防止代謝終產(chǎn)物積累乙酰CoA（2）酶促反應(yīng)的前饋和反饋反饋：產(chǎn)物/主要是終產(chǎn)物對(duì)酶的控制。前饋：底物對(duì)酶的控制。-己糖激酶丙酮酸乙酰輔酶ATCA草酰乙酸115編輯版ppt（2）酶促反應(yīng)的前饋和反饋反饋：產(chǎn)物/主要是終產(chǎn)物對(duì)酶的控制（3）產(chǎn)能反應(yīng)與需能反應(yīng)的調(diào)節(jié)[ATP]+?[ADP][ATP]+[ADP]+[AMP]定義：細(xì)胞內(nèi)總的腺苷酸系統(tǒng)中所負(fù)荷的高能磷酸鍵的數(shù)目。在某些條件下，能荷及ATP、ADP和磷酸鹽的濃度可作為產(chǎn)能代謝和需能代謝過程變構(gòu)調(diào)節(jié)的信號(hào)。能荷＝116編輯版ppt（3）產(chǎn)能反應(yīng)與需能反應(yīng)的調(diào)節(jié)2.酶的共價(jià)修飾（1）通過其它酶對(duì)酶上的某些基團(tuán)進(jìn)行修飾，使酶活性處于活性與無活性的互變狀態(tài)。（2）方式：

磷酸化/去磷酸化乙?；?脫乙酰化腺苷?；?脫腺苷酰化尿苷?；?去尿苷?；疉DP-核糖基化甲基化/去甲基化S-S/SH互變117編輯版ppt2.酶的共價(jià)修飾（1）通過其它酶對(duì)酶上的某些基團(tuán)進(jìn)行修飾，（3）共價(jià)修飾與別構(gòu)調(diào)節(jié)的區(qū)別:共價(jià)修飾是在一些酶的作用下，引起被修飾酶分子共價(jià)鍵的變化;因酶促反應(yīng)，故對(duì)調(diào)節(jié)信號(hào)有放大效應(yīng);只要調(diào)節(jié)因素存在，即可使大量的酶發(fā)生化學(xué)修飾，所以效率比別構(gòu)調(diào)節(jié)高。118編輯版ppt（3）共價(jià)修飾與別構(gòu)調(diào)節(jié)的區(qū)別:25編輯版ppt119編輯版ppt26編輯版ppt（二）酶數(shù)量的調(diào)節(jié)酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏誘導(dǎo)劑：開放酶蛋白基因的轉(zhuǎn)錄阻遏劑：關(guān)閉酶蛋白基因的轉(zhuǎn)錄酶降解的調(diào)節(jié)酶數(shù)量的調(diào)節(jié)：耗能多，效應(yīng)慢但持久120編輯版ppt（二）酶數(shù)量的調(diào)節(jié)酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏27編輯版ppt幾種酶活性調(diào)節(jié)方式的比較調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)物質(zhì)酶分子變化特點(diǎn)生理意義變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)激活劑、抑制劑：底物、產(chǎn)物酶分子構(gòu)象變化防止產(chǎn)物堆積防止能源浪費(fèi)作用快化學(xué)修飾激素酶分子共價(jià)鍵變化耗能少作用快有放大效應(yīng)酶數(shù)量調(diào)節(jié)誘導(dǎo)劑\阻遏劑：激素、藥物、底物、產(chǎn)物酶數(shù)量增加或減少耗能多效應(yīng)慢但持久121編輯版ppt幾種酶活性調(diào)節(jié)方式的比較調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)物質(zhì)酶分子變化特點(diǎn)生理意基因表達(dá)的調(diào)控

酶合成的調(diào)節(jié)：122編輯版ppt基因表達(dá)的調(diào)控29編輯版ppt1.原核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)原核生物中表達(dá)的5個(gè)重要水平其中影響最大的是：對(duì)轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)作用的調(diào)控。123編輯版ppt1.原核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)原核生物中表達(dá)的5個(gè)重要水平30乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制色氨酸操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制1961年，Monod和Jacob提出了乳糖操縱子模型，很清楚的說明原核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)機(jī)制。124編輯版ppt乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制1961年，Monod和Jacob提出了乳操縱子學(xué)說1）操縱子（Operon）的組成：原核生物的大多數(shù)基因按照功能的相關(guān)性串聯(lián)密集于染色體上，共同組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位稱為操縱子，通常由兩個(gè)以上的編碼基因、啟動(dòng)序列、操縱序列及其他調(diào)節(jié)序列在基因組中串聯(lián)組成。啟動(dòng)基因（promoter,P）:RNApolymerase結(jié)合位點(diǎn)，轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)；操縱基因（operator,O）:位于P與S之間，可與調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合，以此決定結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄是否可進(jìn)行。結(jié)構(gòu)基因（S）:編碼蛋白質(zhì)的DNA序列。125編輯版ppt操縱子學(xué)說1）操縱子（Operon）的組成：32編輯版ppt調(diào)節(jié)基因（R）：一般遠(yuǎn)離操縱子，但在原核生物中，可以在操縱子旁邊，編碼調(diào)節(jié)蛋白。調(diào)節(jié)蛋白：低分子量變構(gòu)蛋白。①其上有兩個(gè)位點(diǎn)：與操縱基因結(jié)合；與效應(yīng)物結(jié)合；②有/無活性：有活性—可與O結(jié)合；無活性—不與O結(jié)合；5’3’3’啟動(dòng)子

操縱序列3個(gè)結(jié)構(gòu)基因調(diào)控區(qū)信息區(qū)乳糖操縱子調(diào)節(jié)基因阻遏蛋白POIZYACAP結(jié)合點(diǎn)126編輯版ppt調(diào)節(jié)基因（R）：5’3’3’啟動(dòng)子操縱序列效應(yīng)物——小分子信號(hào)物①

誘導(dǎo)物——與調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合，抑制其與操縱基因的結(jié)合促進(jìn)轉(zhuǎn)錄進(jìn)行；②

輔阻遏物——與調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合，促進(jìn)其與操縱基因的結(jié)合抑制轉(zhuǎn)錄進(jìn)行。

127編輯版ppt效應(yīng)物——小分子信號(hào)物34編輯版ppt2）Lac操縱子上的結(jié)構(gòu)基因lacZ：編碼-半乳糖苷酶；lacY：編碼半乳糖苷透性酶；lacA：編碼半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶。128編輯版ppt2）Lac操縱子上的結(jié)構(gòu)基因35編輯版ppt3）酶合成的誘導(dǎo)概念：

組成酶（固有酶）：

不依賴底物或底物結(jié)構(gòu)類似物的存在而合成的酶如：EMP途徑的一些酶。

誘導(dǎo)酶：

依賴于底物或底物結(jié)構(gòu)類似物的存在而合成的酶。如：乳糖酶。

129編輯版ppt3）酶合成的誘導(dǎo)概念：36編輯版ppt2）現(xiàn)象：普遍存在于分解、合成代謝中。3）方式：協(xié)同誘導(dǎo)：誘導(dǎo)劑加入后，微生物能同時(shí)或幾乎同時(shí)誘導(dǎo)幾種酶的合成。如：E.coli乳糖酶類的合成同時(shí)受乳糖誘導(dǎo)。順序誘導(dǎo)：后一酶的合成被前一反應(yīng)物所誘導(dǎo)。AaBbCcD130編輯版ppt2）現(xiàn)象：普遍存在于分解、合成代謝中。37編輯版ppt4）E.coli乳糖操縱子學(xué)說Lacoperon的阻遏與誘導(dǎo)33131編輯版ppt4）E.coli乳糖操縱子學(xué)說Lacoperon的阻遏與誘無乳糖時(shí)負(fù)調(diào)節(jié)：細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的阻遏物結(jié)合在操縱基因上，轉(zhuǎn)錄不能進(jìn)行；有乳糖時(shí)：乳糖作為一種效應(yīng)物與阻遏物結(jié)合，使其變構(gòu)，不能與O結(jié)合，從而轉(zhuǎn)錄進(jìn)行，合成乳糖酶，分解乳糖。132編輯版ppt無乳糖時(shí)負(fù)調(diào)節(jié)：細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的阻遏物結(jié)合在操縱基因上，轉(zhuǎn)錄不能133編輯版ppt40編輯版ppt乳糖操縱子學(xué)說認(rèn)為：某代謝途徑的相關(guān)結(jié)構(gòu)基因（S）集中定位于染色體上某區(qū)段，受控于其上游的同一操縱基因（O)。當(dāng)染色體上調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物（阻遏蛋白）與O基因結(jié)合時(shí)，結(jié)構(gòu)基因都不能表達(dá)；當(dāng)阻遏蛋白與誘導(dǎo)物結(jié)合后就不能與O基因結(jié)合，于是轉(zhuǎn)錄可以進(jìn)行。

乳糖操縱子（animation）

134編輯版ppt乳糖操縱子學(xué)說認(rèn)為：某代謝途徑的相關(guān)結(jié)構(gòu)基因（S）集CAP(又稱cAMP受體蛋白)與cAMP結(jié)合后，可結(jié)合到乳糖操縱子的CAP位點(diǎn)，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。CAP-cAMP的正性調(diào)節(jié)存在葡萄糖時(shí)：

腺苷酸環(huán)化酶

cAMP↓cAMP-CAP復(fù)合物↓不能激活RNA聚合酶活性結(jié)構(gòu)基因不能表達(dá)沒有葡萄糖時(shí)：cAMP↑c(diǎn)AMP-CAP復(fù)合物↑與操縱子的CAP位點(diǎn)結(jié)合激活RNA聚合酶活性結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)135編輯版pptCAP(又稱cAMP受體蛋白)與cAMP結(jié)合后，可結(jié)合到乳糖136編輯版ppt43編輯版pptCAP-cAMP復(fù)合物X-射線結(jié)構(gòu)42137編輯版pptCAP-cAMP復(fù)合物X-射線結(jié)構(gòu)4244編輯正性調(diào)控與負(fù)性調(diào)控互相協(xié)調(diào)、制約有葡萄糖、缺乏乳糖刺激，阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí)，CAP不能發(fā)揮作用；有葡萄糖、有乳糖時(shí)，沒有CAP，即使阻遏蛋白沒有封閉轉(zhuǎn)錄，基因也難以表達(dá)，只有CAP蛋白結(jié)合到CAP位點(diǎn)，RNA聚合酶才有活性。138編輯版ppt正性調(diào)控與負(fù)性調(diào)控互相協(xié)調(diào)、制約有葡萄糖、缺乏乳糖刺激，阻遏（2）降解物的阻遏1）二次生長現(xiàn)象的機(jī)制：分解葡萄糖的酶——組成酶（固有酶）；分解乳糖的酶——誘導(dǎo)酶，受葡萄糖分解代謝產(chǎn)物的調(diào)控。139編輯版ppt（2）降解物的阻遏1）二次生長現(xiàn)象的機(jī)制：46編輯版pp2）分解代謝物阻遏

葡萄糖的存在避免了lac操縱子及其它與碳?xì)湮锎x相關(guān)酶的操縱子誘導(dǎo)，這一現(xiàn)象稱為分解代謝物阻遏。lac操縱子及幾種其它操縱子的分解代謝物阻遏是通過一個(gè)調(diào)節(jié)蛋白－起作用的。CAP與cAMP的復(fù)合物結(jié)合在CAP位點(diǎn)，決定lac操縱子的轉(zhuǎn)錄，CAP是一個(gè)正調(diào)節(jié)子，lac阻遏物是一個(gè)負(fù)調(diào)節(jié)子。140編輯版ppt2）分解代謝物阻遏

47編輯版ppt3）意義：保證微生物首先利用環(huán)境中容易利用的能源；此機(jī)制保證微生物在任何允許環(huán)境中以最大速度繁殖。141編輯版ppt3）意義：48編輯版ppt（3）酶合成的阻遏：1）終產(chǎn)物的阻遏：終產(chǎn)物阻遏(endproductrepression)：（反饋?zhàn)瓒?即在合成代謝中，終產(chǎn)物阻遏該途徑所有酶的合成，控制基因表達(dá)。142編輯版ppt（3）酶合成的阻遏：1）終產(chǎn)物的阻遏：49編輯版ppt色氨酸操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制5/3/3/5/啟動(dòng)子

操縱序列衰減子

5個(gè)結(jié)構(gòu)基因R調(diào)節(jié)基因POEDCBA阻遏蛋白編碼3種酶合成色氨酸143編輯版ppt色氨酸操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制5/3/3/5/啟動(dòng)子操縱序列無色氨酸時(shí)：阻遏蛋白不能結(jié)合O序列操縱基因開放合成色氨酸46144編輯版ppt無色氨酸時(shí)：4651編輯版ppt有色氨酸時(shí)：色氨酸（輔阻遏劑）阻遏蛋白+色氨酸復(fù)合物與O序列結(jié)合阻斷基因開放色氨酸不能合成145編輯版ppt有色氨酸時(shí)：52編輯版ppt146編輯版ppt53編輯版ppt氨基苯甲酸鹽(或酯)分支酸磷酸核糖-氨基苯甲酸鹽(或酯)147編輯版ppt氨基苯甲酸鹽(或酯)分支酸磷酸核糖-氨基苯甲酸鹽(或酯)54阻遏機(jī)制只決定轉(zhuǎn)錄是否啟動(dòng)，轉(zhuǎn)錄速率受衰減子調(diào)節(jié)148編輯版ppt阻遏機(jī)制只決定轉(zhuǎn)錄是否啟動(dòng)，55編輯版ppt衰減子對(duì)色氨酸操縱子轉(zhuǎn)錄的影響Trp操縱子E基因前面有一前導(dǎo)序列：1、2、3、4四個(gè)區(qū)段2、3或3、4可形成堿基配對(duì)：當(dāng)2與3配對(duì)，終止子區(qū)為單鏈。3與4堿基配對(duì)形成轉(zhuǎn)錄終止結(jié)構(gòu)——衰減子；RNApol在衰減子處停留與否取決于核糖體的位置，若3，4區(qū)配對(duì)，形成終止發(fā)夾，RNApol不能通過。149編輯版ppt衰減子對(duì)色氨酸操縱子轉(zhuǎn)錄的影響Trp操縱子E基因前面有一前導(dǎo)trpOperon的衰減作用(Attenuation)衰減作用：在結(jié)構(gòu)基因上游的位點(diǎn)，通過終止或減弱轉(zhuǎn)錄來調(diào)控操縱子的作用。衰減子：在Trp啟動(dòng)子和結(jié)構(gòu)基因之間存在的一個(gè)內(nèi)在終止子，為結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄制造障礙。其作用與Trp水平有關(guān)：

有足夠Trp：發(fā)生終止；

缺乏Trp：RNApol繼續(xù)轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)基因。衰減的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)是普遍現(xiàn)象150編輯版ppttrpOperon的衰減作用(Attenuation)衰減trpoperon衰減子模型

3，4區(qū)配對(duì)形成終止的發(fā)夾結(jié)構(gòu)2，3區(qū)配對(duì)，終止子為單鏈151編輯版ppttrpoperon衰減子模型3，4區(qū)配對(duì)2，3區(qū)配對(duì)，色氨酸濃度高時(shí)：核糖體通過序列1封閉序列2序列3和序列4形成衰減子RNA聚合酶脫落轉(zhuǎn)錄終止152編輯版ppt色氨酸濃度高時(shí)：59編輯版ppt2.真核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)順式作用元件：可影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列，可分為啟動(dòng)子、增強(qiáng)子和抑制子等

。增強(qiáng)子(enhancer)：一段位于啟動(dòng)子附近并能活化啟動(dòng)子的序列。反式作用因子：調(diào)控轉(zhuǎn)錄活性的蛋白質(zhì)。如：

轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor,TF)：轉(zhuǎn)錄啟始過程必需的蛋白質(zhì)。153編輯版ppt2.真核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)順式作用元件：可影響自身基因表達(dá)（1）順式作用原件啟動(dòng)子：RNA聚合酶特異性識(shí)別和結(jié)合的DNA序列。啟動(dòng)子是基因（gene）的一個(gè)組成部分，控制基因表達(dá)（轉(zhuǎn)錄）的起始時(shí)間和表達(dá)的程度。154編輯版ppt（1）順式作用原件啟動(dòng)子：RNA聚合酶特異性識(shí)別和結(jié)合的DN增強(qiáng)子(enhancer)指增加同它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率的DNA序列。增強(qiáng)子是通過啟動(dòng)子來增加轉(zhuǎn)錄的。155編輯版ppt增強(qiáng)子(enhancer)指增加同它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率的DN增強(qiáng)子的特點(diǎn)：與啟動(dòng)子的相對(duì)位置無關(guān)：可在啟動(dòng)子上游或下游，并相距幾千個(gè)bp，仍對(duì)同一DNA上的啟動(dòng)子發(fā)揮作用，若有幾個(gè)啟動(dòng)子，則對(duì)最近的發(fā)揮作用。無方向性。

由此可區(qū)別增強(qiáng)子與啟動(dòng)子。156編輯版ppt增強(qiáng)子的特點(diǎn)：與啟動(dòng)子的相對(duì)位置無關(guān)：可在啟動(dòng)子上游或下游，（2）轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)特征螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(Helix-turn-helixmotif)鋅指結(jié)構(gòu)(Zincfinger)亮氨酸拉鏈(Leucinezipper)螺旋-環(huán)-螺旋(Helix-loop-helix)157編輯版ppt（2）轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)特征螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(Helix-tur1）螺旋－轉(zhuǎn)角－螺旋

HTH（helix-turn-helix)motif其中一個(gè)α螺旋為識(shí)別螺旋，與DNA結(jié)合時(shí)位于大溝內(nèi)；另一個(gè)螺旋中的aa與DNA磷酸戊糖骨架非特異結(jié)合。158編輯版ppt1）螺旋－轉(zhuǎn)角－螺旋

HTH（helix-turn-heli2）鋅指結(jié)構(gòu)

（ZincFingerMotif）一種特殊的蛋白質(zhì)基序。與某些DNA結(jié)合蛋白質(zhì)識(shí)別DNA有關(guān)，其特征是1個(gè)Zn原子與4個(gè)Cys或與2個(gè)His和2個(gè)Cys殘基配位結(jié)合，Zn的作用使蛋白質(zhì)分子形成指形構(gòu)象的骨架與DNA結(jié)合，有固定作用。159編輯版ppt2）鋅指結(jié)構(gòu)

（ZincFingerMotif）66編輯Zincfinger的X-射線結(jié)構(gòu)160編輯版pptZincfinger的X-射線結(jié)構(gòu)67編輯版ppt3）亮氨酸拉鏈（LeuZipper）蛋白質(zhì)肽鏈上周期性出現(xiàn)Leu殘基，Leu精確出現(xiàn)在第7個(gè)aa位置，在DNA結(jié)合蛋白質(zhì)α螺旋一側(cè)每兩圈（7個(gè)aa)出現(xiàn)一個(gè)Leu；這些Leu排成一列，兩個(gè)相互作用的α螺旋之間的Leu交叉相插，在疏水作用下形成穩(wěn)定的非共價(jià)結(jié)合拉鏈結(jié)構(gòu)，對(duì)形成蛋白質(zhì)二聚體十分重要。161編輯版ppt3）亮氨酸拉鏈（LeuZipper）68編輯版pptLeucinezippermotif162編輯版pptLeucinezippermotif69編輯版ppt4）螺旋-突環(huán)-螺旋(helix-loop-helix)HLH含2個(gè)兩性的α－螺旋，因突環(huán)的柔性而回折，兩個(gè)螺旋以疏水作用而結(jié)合。bHLH：借N端堿性aa形成的螺旋與DNA結(jié)合，以二聚體與DNA作用。163編輯版ppt4）螺旋-突環(huán)-螺旋(helix-loop-helix)70HLH與DNA復(fù)合物的X-射線結(jié)構(gòu)164編輯版p