生物合成調(diào)節(jié)機(jī)理調(diào)節(jié)

生物合成調(diào)節(jié)機(jī)理調(diào)節(jié)第一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第五章

酶的生物合成及調(diào)節(jié)機(jī)理第二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日組成型酶：在細(xì)胞中量比較恒定的酶;適應(yīng)型酶：酶合成明顯受環(huán)境因素影響,調(diào)節(jié)型酶;在轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程中，許多因素都會(huì)影響酶的生物合成；為了使代謝有條不紊進(jìn)行，需對(duì)適應(yīng)型酶的生物合成進(jìn)行調(diào)節(jié)；包括：轉(zhuǎn)錄水平,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物加工,翻譯水平,翻譯產(chǎn)物加工,酶降解調(diào)節(jié)等。在所有的生物中，轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)控制對(duì)酶的生物合成至為重要；轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)控制又稱基因的調(diào)節(jié)控制；第三節(jié)酶生物合成的調(diào)節(jié)第三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日原核和真核基因組基因（gene）是指DNA分子中的最小功能單位。包括RNA(tRNAr、rRNA)和蛋白質(zhì)編碼的結(jié)構(gòu)基因及無(wú)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的調(diào)節(jié)基因?；蚪M（genome）是指某一特定生物單倍體所含的全體基因。原核細(xì)胞的“染色體”DNA分子就包含了一個(gè)基因組；而在真核細(xì)胞中則是指一套單倍染色體的的全部基因。第四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日原核生物基因組的特點(diǎn)1、基因組小，單復(fù)制子，DNA分子上大部分是編碼蛋白質(zhì)的基因，因此多數(shù)為單拷貝或僅有少量重復(fù)；2、功能相同的基因常串聯(lián)在一起，轉(zhuǎn)錄在同一個(gè)mRNA中（多順?lè)醋樱?、有基因重疊，以此增加信息容量。第五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日真核生物基因組的特點(diǎn)1、基因組大，有多個(gè)復(fù)制子；mRNA為單順?lè)醋樱?、有大量重復(fù)序列，根據(jù)重復(fù)次數(shù)可分為：

單拷貝序列，主要編碼蛋白質(zhì)，數(shù)量多，但含量少

中度重復(fù)序列，可重復(fù)幾十到幾千次，編碼tRNA、rRNA和表達(dá)量大的蛋白質(zhì)高度重復(fù)序列，可重復(fù)幾百萬(wàn)次，不編碼，有高度變異性，可作指紋圖譜分析3、有斷裂基因，即基因中有外顯子區(qū)和內(nèi)含子區(qū)，轉(zhuǎn)錄后經(jīng)剪切去掉內(nèi)含子后才成為可翻譯的mRNA模板或功能rRNA。4、DNA上有多數(shù)不編碼序列，在基因表達(dá)調(diào)控中起重要作用。第六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日1960，Jacob和Monod提出的操縱子學(xué)說(shuō)闡明；與生物合成相關(guān)的四個(gè)基因：調(diào)節(jié)基因Regulatorgene；啟動(dòng)基因Promotergene；操縱基因Operatorgene；結(jié)構(gòu)基因Structuralgene；一、原核生物中酶合成的調(diào)節(jié)機(jī)制第七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日結(jié)構(gòu)基因（S）遺傳信息轉(zhuǎn)錄遺傳密碼mRNA翻譯多肽鏈（酶蛋白）；操縱基因（O）與一種變構(gòu)蛋白（R產(chǎn)生的）特異性結(jié)合，操縱酶的合成與速度；啟動(dòng)基因（P）決定酶的合成能否開(kāi)始；兩個(gè)結(jié)合位點(diǎn)：RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)、環(huán)腺苷酸（cAMP）－環(huán)腺苷酸接受蛋白（CRP）復(fù)合物的結(jié)合位點(diǎn)；第八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日調(diào)節(jié)基因（R）產(chǎn)生一種變構(gòu)蛋白，其通過(guò)與低分子作用物（誘導(dǎo)、阻遏）特異結(jié)合，改變其結(jié)構(gòu)，改變其與操縱基因（O）的結(jié)合力；①當(dāng)阻抑蛋白結(jié)合到操縱基因（O），RNA聚合酶無(wú)法通過(guò)操縱基因而進(jìn)入到結(jié)構(gòu)基因位置，酶就無(wú)法合成；②當(dāng)阻抑蛋白改變結(jié)構(gòu)不與操縱基因結(jié)合，RNA聚合酶才有可能通過(guò)操縱基因而進(jìn)入到結(jié)構(gòu)基因位置，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而翻譯成酶蛋白多肽鏈。第九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日操縱子——原核基因表達(dá)的協(xié)同單位操縱子結(jié)構(gòu)基因（編碼蛋白質(zhì)，S）控制部位操縱基因（operator,O）啟動(dòng)子（premotor,P）原核生物酶合成調(diào)節(jié)的遺傳機(jī)制

操縱子學(xué)說(shuō)無(wú)調(diào)節(jié)基因（R）第十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日酶的誘導(dǎo)和阻遏操縱子模型B.有活性阻遏蛋白加誘導(dǎo)劑A.有活性阻遏蛋白C.無(wú)活性阻遏蛋白D.無(wú)活性阻遏蛋白加輔阻遏劑操縱基因啟動(dòng)基因調(diào)節(jié)基因結(jié)構(gòu)基因

阻遏蛋白(有活性)阻遏蛋白阻擋操縱基因結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)誘導(dǎo)物誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合,使阻遏蛋白不能起到阻擋操縱基因的作用,結(jié)構(gòu)基因可以表達(dá)酶蛋白mRNA阻遏蛋白不能跟操縱基因結(jié)合,結(jié)構(gòu)基因可以表達(dá)阻遏蛋白(無(wú)活性)酶蛋白mRNA代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合,從而使阻遏蛋白能夠阻擋操縱基因,結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)代謝產(chǎn)物第十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日1、分解代謝物的阻遏作用（link）2、酶生物合成的誘導(dǎo)作用（link）3、酶生物合成的反饋?zhàn)瓒糇饔茫╨ink）

go結(jié)構(gòu)基因、操縱基因與啟動(dòng)基因合稱為操縱子；分誘導(dǎo)型、阻遏型，據(jù)此，轉(zhuǎn)錄水平有3模式：第十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日指易利用的碳源阻遏某些酶生物合成的現(xiàn)象；

碳源過(guò)量代謝途徑降解

放出能量部分存在ATP

AMP濃度降低

cAMP，cAMP－CRP濃度降低

啟動(dòng)基因（P）上沒(méi)有cAMP－CRP

RNA聚合酶也無(wú)法結(jié)合到P

結(jié)構(gòu)基因（S）上的信息無(wú)法轉(zhuǎn)錄

酶無(wú)法合成。（一）分解代謝物的阻遏作用第十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)質(zhì)：cAMP通過(guò)啟動(dòng)基因?qū)γ干锖铣傻恼{(diào)節(jié)；解決方法：控制好易用碳源；加一定量的cAMP.Back第十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（二）、酶生物合成的誘導(dǎo)作用定義：加入某些物質(zhì)，使酶的生物合成加速的現(xiàn)象；誘導(dǎo)物：酶催化底物或類似物；乳糖操縱子中酶生物合成誘導(dǎo)過(guò)程如圖5-10;第十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日大腸桿菌乳

糖

操

縱

子

模型調(diào)節(jié)基因操縱基因乳糖結(jié)構(gòu)基因PLacZLacYLacamRNA

阻遏蛋白（有活性）基因關(guān)閉啟動(dòng)子ORPLacZLacYLaca調(diào)節(jié)基因操縱基因乳糖結(jié)構(gòu)基因啟動(dòng)子ORmRNAZmRNAYmRNAa

阻遏蛋白（無(wú)活性）基因表達(dá)mRNAA、乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)

B、乳糖酶的誘導(dǎo)

乳糖

阻遏蛋白（有活性）第十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D5-10酶生物合成的誘導(dǎo)作用（A）無(wú)誘導(dǎo)物時(shí)（B）添加誘導(dǎo)物Back第十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（三）、酶生物合成的反饋?zhàn)瓒糇饔枚x：酶催化產(chǎn)物或代謝途徑末端產(chǎn)物使該酶生物合成受阻遏之現(xiàn)象，又稱產(chǎn)物阻遏作用；共阻遏物：引起反饋?zhàn)瓒舻奈镔|(zhì)（corepressor)乳糖操縱子例(link)；色氨酸操縱子例1，基因調(diào)節(jié)(link)；2，衰減子調(diào)節(jié)(link)。Back第十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日乳糖操縱子的降解物阻遏RLacZLacYLacamRNAmRNAZmRNAYmRNAa基因表達(dá)CAP基因結(jié)構(gòu)基因TCGP(CAP)OCAP結(jié)合部位RNA聚合酶TcAMP-CAPP葡萄糖分解代謝產(chǎn)物腺苷酸環(huán)化酶磷酸二酯酶ATPcAMP5'-AMP抑制激活葡萄糖降解物與cAMP的關(guān)系cAMPCGP：降解物基因活化蛋白（catabolicgeneactivationprotein）

CAP：環(huán)腺苷酸受體蛋白（cycilicAMPreceptorprotein）降低cAMP濃度使CAP呈失活狀態(tài)back第十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D5-12酶生物合成的反饋?zhàn)瓒糇饔胋ack第二十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日大腸桿菌色氨酸操縱子的衰減作用的可能機(jī)制Trp密碼子111232233444核糖體核糖體轉(zhuǎn)錄繼續(xù)轉(zhuǎn)錄終止C.高濃度色氨酸使核糖體到達(dá)2部位，3與4堿基配對(duì)，轉(zhuǎn)錄終止。A.游離mRNA中1與2以及3與4堿基配對(duì)。B.低濃度色氨酸使核糖體停留在1部位，轉(zhuǎn)錄得以完成。back第二十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日二、真核生物酶合成的調(diào)節(jié)大多從DNA結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行研究；無(wú)統(tǒng)一的理論與模型；第二十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日真核生物基因表達(dá)調(diào)控DNA轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物RNAmRNA蛋白質(zhì)前體mRNA降解物活性蛋白質(zhì)DNA水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)mRNA降解調(diào)節(jié)翻譯后加工的調(diào)節(jié)核細(xì)胞質(zhì)

真核基因表達(dá)調(diào)控的五個(gè)水平

DNA水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié)翻譯水平調(diào)節(jié)翻譯后加工的調(diào)節(jié)真核基因調(diào)控主要是正調(diào)控順式作用元件和反式作用因子轉(zhuǎn)錄因子的相互作用控制轉(zhuǎn)錄第二十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日真核細(xì)胞中酶生物合成闡述內(nèi)容：1、細(xì)胞分化改變酶的生物合成；2、基因擴(kuò)增加速酶的合成;3、增強(qiáng)子促進(jìn)酶的合成;4、抗原誘導(dǎo)酶的合成。第二十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（一）細(xì)胞分化改變酶的生物合成細(xì)胞基因表達(dá)的時(shí)空性；隨細(xì)胞分化，酶的生物合成受不同調(diào)節(jié)控制發(fā)生變化；典型例子：細(xì)胞衰老，癌癥；相關(guān)酶：端粒酶；第二十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日端粒酶端粒：真核生物染色體末端結(jié)構(gòu)由富含GT的DNA重復(fù)序列重復(fù)而成端粒作用:保護(hù)真核生物染色體免遭破壞。一、細(xì)胞中有核酸酶等破壞因素;二、真核生物DNA復(fù)制中的”末端復(fù)制問(wèn)題”端粒酶作用：以本身的RNA組分為模板把端粒重復(fù)序列加到染色體DNA末端,催化端粒合成與延長(zhǎng)。人體正常細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)不到端粒酶的活性，分化程度低的癌細(xì)胞則有。第二十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（二）基因擴(kuò)增加速酶的合成Geneamplification,通過(guò)增加基因數(shù)量調(diào)節(jié)基因表達(dá)的一種方式;發(fā)生在個(gè)體發(fā)育某階段或細(xì)胞分化某一過(guò)程;或可由選擇壓力引起，作為應(yīng)急手段;第二十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（三）增強(qiáng)子促進(jìn)酶的合成增強(qiáng)子modulator又稱調(diào)變子，是一段高效增強(qiáng)或促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄的DNA序列；重要性：促進(jìn)同源或異源啟動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄活性增強(qiáng)效果可達(dá)1000倍；發(fā)現(xiàn)：猴子病毒SV40中發(fā)現(xiàn);作用:1,控制某些基因表達(dá)；2,高效增強(qiáng)某些基因表達(dá)；特性:具有細(xì)胞或組織特異性。第二十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（四）抗體酶生物合成的誘導(dǎo)抗體酶：abzyme,催化性抗體(catalyticantibody),一類具生物催化功能的抗體分子;抗體：由抗原誘導(dǎo)產(chǎn)生并與抗原具特異性結(jié)合功能的免疫球蛋白;1948，Pauling酶過(guò)渡態(tài)理論：酶與底物結(jié)合在過(guò)渡態(tài)時(shí)最強(qiáng);1975，Kohler,Milstein,單克隆抗體技術(shù)；1986年，Lerner,Schultz,催化性抗體；方法：修飾法、誘導(dǎo)法；第二十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日1、半抗原誘導(dǎo)法以預(yù)先設(shè)計(jì)的過(guò)渡態(tài)類似物作為半抗原；過(guò)程：還可采用普遍原則根據(jù)酶催化特點(diǎn)與催化機(jī)制設(shè)計(jì)；如酯類水解反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)化合物；aa免疫單克隆化bb反應(yīng)過(guò)渡態(tài)第三十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日2、酶蛋白誘導(dǎo)法以某種蛋白酶作為抗原誘導(dǎo)抗體酶產(chǎn)生；過(guò)程：酶第一次免疫第二次免疫抗體酶第三十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)必要性：使新陳代謝按照一定規(guī)律進(jìn)行；方式：1，對(duì)單獨(dú)一種酶：激活劑與抑制制調(diào)節(jié),共價(jià)修飾,變構(gòu)調(diào)節(jié);2，代謝途徑中的酶：反饋調(diào)節(jié)；第三十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日方式有1，激素的調(diào)節(jié)；2，酶濃度調(diào)節(jié)；3，抑制劑與激活劑；4，酶原激活（不可逆共價(jià)）；5，（可逆）共價(jià)修飾調(diào)節(jié)；6，別構(gòu)酶的反饋調(diào)節(jié)；7，金屬離子和其它小分子化合物。第三十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日一、激活劑與抑制劑對(duì)酶活性的調(diào)節(jié)激活作用:某些酶在某些物質(zhì)作用下才表現(xiàn)出酶催化活性或使之增強(qiáng)的作用;主要激活劑有:各種無(wú)機(jī)離子、小分子化合物和某些蛋白酶生物大分子;如2.6-二磷酸果糖是磷酸果糖激酶激活劑，cAMP對(duì)蛋白酶的激活。第三十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日抑制作用:某些酶在某些物質(zhì)作用下酶催化活性降低甚至喪失的作用;主要抑制劑有:各種無(wú)機(jī)離子、小分子有機(jī)物、蛋白質(zhì)等；真核生物中有許多蛋白酶活性經(jīng)酶原活化作用實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也有酶抑制劑保證需要時(shí)才進(jìn)行酶原活化，如抑制肽對(duì)胰蛋白的抑制；第三十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日二不可逆共價(jià)調(diào)節(jié)（酶原激活）胰臟腺泡細(xì)胞合成幾種水解蛋白質(zhì)的酶，，先以酶原形式存在，再在激素（腸促胰酶肽）調(diào)節(jié)下釋放到十二指腸，共協(xié)調(diào)進(jìn)行蛋白質(zhì)消化反應(yīng)，而協(xié)調(diào)是由一個(gè)共同因素來(lái)達(dá)到，即這些酶原全由胰蛋白酶作用而活化。胰蛋白酶酶胰蛋白酶腸肽酶胰凝乳蛋白酶原活化彈性蛋白酶原活化羧肽酶活化第三十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日要點(diǎn)：1，為阻止胰蛋白酶原活過(guò)早活化，有另一附加機(jī)制，即胰分泌物中的抑制蛋白與酶原顆粒中存在的可能有活性的酶緊緊的結(jié)合，確保胰蛋白酶原在合理時(shí)間與地點(diǎn)才活化！故胰蛋白酶原只有遇到腸肽酶時(shí)才活化！2，上圖也顯示了信號(hào)放大作用。少量腸肽酶可迅速產(chǎn)生大量胰蛋白酶，而胰蛋白酶隨即將產(chǎn)生更大量的活性酶！第三十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日三、可逆共價(jià)修飾*****可逆共價(jià)修飾酶是指通過(guò)可逆的共價(jià)修飾作用,使酶的活性發(fā)生相互轉(zhuǎn)變的酶;因?yàn)橛行┟甘且詢煞N形式存在生物體內(nèi)，活性受到其它酶調(diào)節(jié)，在其它酶作用下該酶結(jié)構(gòu)發(fā)生共價(jià)修飾改造，從而在有活性與無(wú)活性間轉(zhuǎn)換。磷酸化酶就是典型代表。最常見(jiàn)的方式有:1、磷酸化-脫/去磷酸化反應(yīng)循環(huán)；2、腺苷酰化與脫腺苷?；?；作用：在一定條件下，通過(guò)兩種形式酶的相互轉(zhuǎn)變快速地轉(zhuǎn)變胞內(nèi)酶的活性，對(duì)代謝環(huán)境改變快速應(yīng)答的功能！己發(fā)現(xiàn)有幾十種酶存在此功能。第三十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日1、磷酸化與脫/脫磷酸化反應(yīng)循環(huán)例1：磷酸化酶（phosphorylas)，存在a型（不需AMP即有活性）與b型（需AMP）酶，共價(jià)結(jié)構(gòu)唯一區(qū)別：b型的Ser14羥基是游離的，此段肽鏈?zhǔn)侨嵝砸鬃兊?，a型的則已磷酸化，肽鏈段是剛性，是磷酸化的Ser14側(cè)鏈與帶正電的第69位精氨酸(Arg69)殘基的側(cè)鏈作用結(jié)果。磷酸化酶b磷酸化酶a(E-CH2OH)(E-CH2-O-PO32-)4ATP4ADPMg2+4H3PO44H2O無(wú)活性有活性磷酸化激酶磷酸酶第三十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日具體例子，如糖元磷酸化酶，它催化糖單位的磷酸化：糖元（Gn)+H3PO4G-1-P+糖元（Gn-1)糖元磷酸化酶該酶就是以兩種形式存在，磷酸化酶b與磷酸化酶a；現(xiàn)在的問(wèn)題是兩種酶的形式是如何轉(zhuǎn)變的？磷酸化酶b轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峄竌需磷酸化酶激酶等組成的級(jí)聯(lián)反應(yīng)體系催化之，磷酸化酶a通過(guò)磷酸化酶的磷酸酯酶催化逆轉(zhuǎn)為酶b;第四十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（磷酸化酶激酶的激酶）（磷酸化酶激酶的激酶）磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶磷酸化酶b磷酸化酶aATPcAMPADPATP**酶：表示活性酶腎上腺素與細(xì)胞表面受體結(jié)合蛋白激酶腺苷酸環(huán)化酶R（調(diào)節(jié)亞基）+2C（催化亞基，有活性）ATPADP蛋白激酶家族介紹（見(jiàn)后?。┑谒氖豁?yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日由此可見(jiàn)，磷酸化酶需由磷酸化酶激酶激活；而磷酸化酶激酶本身也要磷酸化后才有活性！催化這一反應(yīng)的的為另一種激酶（蛋白激酶）??！蛋白激酶（proteinkinase)(包括磷酸化酶激酶）的功能是催化蛋白酶磷酸化，與之相應(yīng)的是磷酸蛋白磷酸酯酶；蛋白質(zhì)的可逆磷酸化與脫磷酸化認(rèn)為是生物活性的一種基本調(diào)節(jié)機(jī)制，通過(guò)這種機(jī)制細(xì)胞就能對(duì)內(nèi)外信號(hào)因子作出響應(yīng)，調(diào)節(jié)生化與生理過(guò)程，控制基因的表達(dá)，細(xì)胞的生長(zhǎng)與分化甚至細(xì)胞的癌變與逆轉(zhuǎn)化等！第四十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日蛋白激酶家族介紹***蛋白激酶是一個(gè)大家族，基因組中大約有1%的基因編碼蛋白激酶；有的和第二信使cAMP、Ca2+-CaM(鈣調(diào)蛋白)與cGMP等偶聯(lián)起激素信號(hào)的轉(zhuǎn)化放大作用；有的接受第二信使二酰基甘油的信息控制細(xì)胞增殖生長(zhǎng)分化；這類激酶催化的是SerThr殘基的磷酸化，稱為SerThr激酶；與此相對(duì)的是酪氨酸殘基磷酸化，是一些跨膜蛋白;在這類蛋白激酶中，有的是胰島素和生長(zhǎng)激素的受體，有的是致癌因子的受體第四十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日蛋白激酶的分類*蛋白激酶是一類別構(gòu)酶分子中包含催化亞基與調(diào)節(jié)亞基；根據(jù)其對(duì)信號(hào)分子的要求可分為以下幾類：1依賴于cAMP的蛋白激酶；2依賴于Ca2+-鈣調(diào)蛋白的蛋白激酶；3依賴于cGMP的蛋白激酶；4依賴于二?；视偷牡鞍准っ福?酪氨酸蛋白激酶。第四十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日1依賴于cAMP的蛋白激酶CyclicAMPdependentproteinkinase也稱A激酶，要求cAMP激活；A激酶的靶蛋白是磷酸化酶激酶，另一個(gè)是糖元合成酶；不同類型細(xì)胞有不同蛋白，故對(duì)cAMP的效應(yīng)不同；cAMP的效應(yīng)是短暫的;第四十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日2依賴于Ca2+-鈣調(diào)蛋白的蛋白激酶CaM-激酶，受Ca2+-鈣調(diào)蛋白絡(luò)合物調(diào)節(jié)；如最早知道的是肌球蛋白輕鏈激酶；A激酶與CaM激酶均調(diào)節(jié)糖元分解與合成；第四十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日3依賴于cGMP的蛋白激酶G激酶，需cGMP激活；天然底物目前不清楚；4依賴于二?；视偷牡鞍准っ窩激酶，PKC，被二?；视虳AG激活；第四十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日5酪氨酸蛋白激酶Proteintyrosinekinase,PTK;催化ATP末端磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)至受體蛋白酪氨酸羥基使受體蛋白活化；第四十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞傳導(dǎo)兩條基本途徑1、七個(gè)跨膜段組成的細(xì)胞膜受體，與信號(hào)分子結(jié)合后作用G蛋白再作用蛋白引起第二信使的生成與改變導(dǎo)致蛋白激酶活化；2、跨膜tyrosine激酶，受體與胞外側(cè)信號(hào)分子結(jié)合激活內(nèi)側(cè)的催化結(jié)構(gòu)域?qū)е录?xì)胞的生長(zhǎng)與分化；第四十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日總結(jié)：磷酸化/脫磷酸化可逆共價(jià)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)①由不同酶催化的一種酶活性形式的可逆平衡調(diào)節(jié)；②通過(guò)級(jí)聯(lián)體系進(jìn)行；③一個(gè)信號(hào)可能同時(shí)通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)磷酸化/脫磷酸化調(diào)節(jié)體系協(xié)同作用；第五十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日2、腺苷?；c脫腺苷?；竽c桿菌谷氨酰胺合成酶由ATP供能催化谷氨酸與氨反應(yīng)生成谷氨酰胺，因此參與了氨基酸的脫氨作用，而動(dòng)物中的氨基氮可用于谷氨酸、色氨酸、組氨酸嘌呤、嘧啶核苷酸及氨基糖的合成。腦細(xì)胞中存在大量谷氨酰胺與谷氨酸，會(huì)降低酮戊二酸量從而干擾了TCA循環(huán)與能量代謝。故谷氨酰胺合成酶活性需調(diào)控！酮戊二酸+谷氨酰胺+NADPH+H+2谷氨酸+NADP+谷氨酸+NH3+ATP谷氨酰胺+ADP+Pi第五十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日該酶兩種形式，一是亞基中的酪氨酸殘基的羥基被AMP修飾而腺苷酸化，是低活性的，另一種則是游離羥基，高活性的。高活性谷氨酰胺合成酶（E-OH）12ATP12PPi低活性谷氨酰胺合成酶（E-O-AMP）Mg2+12AMP12H2O第五十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日E.coli的谷氨酰胺合成酶活性由兩種不同但連鎖的機(jī)制調(diào)節(jié)：反饋抑制的變構(gòu)調(diào)節(jié)與共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。共價(jià)修飾包括一系列復(fù)雜的級(jí)聯(lián)調(diào)控步驟：谷氨酸谷氨酰胺(Gln)GS（活性）GS（無(wú)活性）AMPATPNH3ADPPi酮戊二酸PIIPIIUTUTPPPiATH2OUMPPIIATPIIATATPPPi腺苷酰化PiADP脫腺苷?；疷MPUMPGS：谷氨酰胺合成酶AT：腺苷酸轉(zhuǎn)移酶UT：尿苷酰轉(zhuǎn)移酶尿苷?；撃蜍挣；谖迨?yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日總結(jié)：可逆共價(jià)修飾意義1，由于酶從一種形式轉(zhuǎn)為另一種形式是酶催化的，故活性酶數(shù)量可迅速變化，反應(yīng)信號(hào)也迅速放大！2，酶活性與非活性連續(xù)互變，較之不可逆共價(jià)修飾更能做出調(diào)節(jié)。第五十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日三、別構(gòu)酶的活性調(diào)節(jié)allostericenzyme指某化合物與酶活性中心以個(gè)位點(diǎn)結(jié)合后引起酶分子構(gòu)象改變導(dǎo)致酶與底物親和力改變的一類酶；而相應(yīng)的別構(gòu)效應(yīng)劑多是激活劑和抑制劑；配體包括作用底物和別構(gòu)效應(yīng)劑；正協(xié)同作用與負(fù)協(xié)同作用；第五十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（一）別構(gòu)酶調(diào)節(jié)模式1，MWC；2，KNF；3，EIG；是Eigen在上兩個(gè)模式上的