生物化学代谢调节

第十二章代谢关系第十二章代谢关系与代谢调节ChapterRelationshipRegulationof一、G-6-葡萄3-G-1-1,3-二磷酸甘油酸丙二酸单酰琥珀酰一、G-6-葡萄3-G-1-1,3-二磷酸甘油酸丙二酸单酰琥珀酰乙酰丙酮-氧磷酸二羟葡萄糖异脂甘线葡萄糖异脂甘线粒苹果-氧乙酰TCA线粒体TCA线粒体细胞乙醛酸循叶绿体细胞质第二代谢第二代谢分子水平（酶活性与酶含量调节细胞水平（细胞的分室分工、选择性运输等生物整体水平（激素、神经的调节（一）酶活性调节概念：在的催化（一）酶活性调节概念：在的催化下，无活性的酶的前体（酶原转变为有活性酶的过程。激活机理：在酶的催化下，切去酶原多余的肽段，原因：形成酶的活性中胰蛋白肠激胰蛋酶活性调 酶的共价修饰调节酶分子酶活性调 酶的共价修饰调节酶分子在别的酶的催化下共价结合或脱去一个基团，使酶分子的活性发生变化，这种调节方式叫共价修饰调节，这种酶叫共价修饰调节酶→G—1—如：糖原磷酸化酶催化的反应为：+化酶激PP4PPb无活性a有活酶活性调 分P1P酶活性调 分P1PPP节酶的作用使信号放大的系统称为级联系统（级联放大系统3.前馈和反馈调节（1）前馈激活概念：底物对酶的激3.前馈和反馈调节（1）前馈激活概念：底物对酶的激活作用FABCDGG-6-G-1-糖（2）反馈抑制概念：产物对催化过程酶的抑制作用（2）反馈抑制概念：产物对催化过程酶的抑制作用E3ABCDEF①协同反馈抑制分支反应中，某一种终产物积累时，只抑制其分支反应速度，只有①协同反馈抑制分支反应中，某一种终产物积累时，只抑制其分支反应速度，只有所有终产物都积累，才对关键酶产生抑制作用(-FEEEEE1234ABCDG(-(-积累的终无苏氨赖氨苏氨酸＋赖氨酸酶活性调 ②累积反馈抑制分支反应中，每一种终产酶活性调 ②累积反馈抑制分支反应中，每一种终产物对关键酶都有抑制作用，但是当所有终产物都积累时，其抑制效应达到最大。(-(-FEEEE1234ABCDG(-(-总抑制效率：15%+总抑制效率：15%+（100%-15%）×20%= (-) 鸟苷 1-氨基- 次黄嘌谷氨酰 磷酸核 核苷 腺苷(-)(-)胺酶活性调 ③顺序反馈抑制终产物抑制反应过程的酶酶活性调 ③顺序反馈抑制终产物抑制反应过程的酶，使中间产物积累，中间产物再抑制前面的酶，这样依次向反应起点抑制的方式称为顺序反馈(-FEEEE1234ABCD(-G(-(-(- 乙酰CoA 激 糖激 (-酶活性调 4.辅助因（1）能荷调节葡萄F-1,6-酶活性调 4.辅助因（1）能荷调节葡萄F-1,6-抑柠檬激-乙酰酶活性酶活性调 （2）NAD/NADH调节NAD作为激活剂，NADH作为抑制剂：二氢硫辛酸转乙酰酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等等（3）金属离子调节例如：Mg2+是多种催化需ATP反应的酶的激活剂，Ca2+是多种代谢过程的调节剂 （二）酶含量调节（基因表达调节调节因素：基因调节蛋白 （二）酶含量调节（基因表达调节调节因素：基因调节蛋白方式：正调节：调节蛋白与基因作用，促进基因负调节：调节蛋白与基因作用，抑制基因表达调节蛋白活性：受激活剂激活，抑制剂抑制原核细胞基因表达的调节（1）结构操纵聚合酶结原核细胞基因表达的调节（1）结构操纵聚合酶结①酶合成的诱导乳糖操纵子（2）调节方式(有①酶合成的诱导乳糖操纵子（2）调节方式(有-半乳糖-半乳-半乳糖苷酶合成诱导机理(乳糖等(无②酶合成的阻遏色氨酸操纵子(无合成酶合成②酶合成的阻遏色氨酸操纵子(无合成酶合成酶合成酶亚合成酶…(色氨酸(有③酶合成的正调节正调节因子——降解物基因活化蛋白③酶合成的正调节正调节因子——降解物基因活化蛋白（CAP）又叫环腺苷酸受体蛋白（CRP）无活RNA有活现象：葡萄糖、乳糖同时存在，优先利用葡萄糖，只有葡萄糖耗尽，才利用乳糖。（葡萄糖效应）葡萄糖降解现象：葡萄糖、乳糖同时存在，优先利用葡萄糖，只有葡萄糖耗尽，才利用乳糖。（葡萄糖效应）葡萄糖降解葡萄无活活调节子：受一种调节蛋白控制的几个有活④弱化子色氨酸操纵子的弱化作用1.色④弱化子色氨酸操纵子的弱化作用1.色氨酸弱化子的结构结构为弱化子位于mRNA的前导区，其前导肽区可指导合成色氨酸的肽1234翻译起始点1和2、3和或者2和3以形成碱基配对122341342.作2.作用机理乳糖操纵子结构与调控调控区结构基因Z：β-半乳糖苷YA：乙酰基转移酶阻遏蛋乳糖操纵子结构与调控调控区结构基因Z：β-半乳糖苷YA：乙酰基转移酶阻遏蛋白结合，不诱导物存在，阻遏蛋白失活离去，不转cAMP-CAP结合，转CAP结合位点启动序列操纵序列POZYA分支酸氨基苯甲酸酸核糖邻氨基苯甲→CDRP哚甘油-磷酸色氨邻氨基苯甲酸合成色氨酸合成吲分支酸氨基苯甲酸酸核糖邻氨基苯甲→CDRP哚甘油-磷酸色氨邻氨基苯甲酸合成色氨酸合成吲哚甘硼酸合成酶βα4POaPt16-15真核细胞基因表达的调节—多级调节系统 真核细胞基因表达的调节—多级调节系统 染色质活化、基因扩增、序列重排等转录活性、转录频率等转录后加工、内编辑转录后加工调节核外RNA转运mRNA利用的蛋白翻译后加工的调节活性蛋白顺式作顺式作用元件：对转录进行调节的DNA如：启动子、终止子、增强子、沉默子反式作用子：作用于顺式作用元件和蛋白质因聚合3.反义可以与mRNA碱基配对的小分子功能：可以通过与mRNA碱基配对而3.反义可以与mRNA碱基配对的小分子功能：可以通过与mRNA碱基配对而阻止mRNA的翻译反义三、细三、细胞水平的调节1.细胞的分隔区域化物质的选择性运输细胞膜的信号传导激素：由生物体产生的，对维持激素：由生物体产生的，对维持生物体正常功能必不可少的微量物质1.动物激作用方式：两种①基因激素进入细胞，与受体结合，最后到达细胞核，作用于激素作用②激素与膜上的受体结激素作用②激素与膜上的受体结合，受体激活内部的酶，在酶如：肾上腺素和胰高血糖素可在细胞内产生第二信使——（无）腺苷酸环化酶（有第二信使：携带有第一信