生物化學(xué) 代謝調(diào)節(jié).ppt

第二章代謝調(diào)節(jié) 神經(jīng)內(nèi)分泌激素水平細(xì)胞水平 一切調(diào)節(jié)基礎(chǔ) 免疫 神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)假說 Basedovsky 1977年 神經(jīng)內(nèi)分泌 免疫共享一套相同的信息分子 神經(jīng)遞質(zhì) 激素 細(xì)胞因子及相應(yīng)受體 神經(jīng)系統(tǒng)對內(nèi)分泌功能的調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)控免疫功能免疫系統(tǒng)反饋調(diào)控神經(jīng)內(nèi)分泌功能 網(wǎng)絡(luò) immune neuroendocrinenetwork 免疫器官淋巴細(xì)胞 神經(jīng)遞質(zhì) 釋放激素 CRH TRH GnRH 促激素 ACTH TSH LH FSH 激素 GC T3 T4 DHT E2 細(xì)胞因子 激素 神經(jīng)肽 神經(jīng)內(nèi)分泌免疫調(diào)節(jié)環(huán)路 neuroendocrineimmuno modulatorynetwork 細(xì)胞水平調(diào)節(jié)是一切調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)1 酶的區(qū)域化分布2 關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié) ATP AMP 比值 GKFPKPYKG G 6 P F 6 P FDP PEP Pyr LactateFDPE ATP AMP 比值 別構(gòu)調(diào)節(jié)酶結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)酶促化學(xué)修飾調(diào)節(jié)同工酶調(diào)節(jié)鈣調(diào)蛋白調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)原核生物基因表達(dá)調(diào)控酶合成酶含量調(diào)節(jié)真核生物基因表達(dá)調(diào)控酶降解 乙酰CoA HMG CoAMVA HMG CoA還原酶 膽固醇 肝內(nèi)膽固醇合成過程中的反饋調(diào)節(jié) 1 酶結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)1 1反饋抑制的概念 AspAsn PAsn 半醛homo SerThr二氫吡啶酸胱硫醚 酮基丁酸LysMetILeu AKIAK AK 1 終產(chǎn)物分別反饋抑制初始反應(yīng)各種同工酶活性 2 終產(chǎn)物對分支反應(yīng)酶的反饋抑制 3 終產(chǎn)物的順序反饋抑制 終產(chǎn)物對同工酶的反饋調(diào)節(jié)作用 意義 1 通過同工酶的精細(xì)調(diào)節(jié) 避免分支途徑間的相互干擾 2 使各分支代謝途徑相互協(xié)調(diào) 合理進(jìn)行 節(jié)約能源 防止產(chǎn)物過多積聚 1 2別構(gòu)調(diào)節(jié) allostericregulation 1 2 1別構(gòu)調(diào)節(jié)概念 NH2COOHCOOHO CCH2NH2CH2O H2N CHO CCH COOH H3PO4PO3H2COOHNH嘧啶環(huán)CTP ATCase ATP 氨甲酰磷酸天冬氨酸 Asp 別構(gòu)抑制劑 別構(gòu)激活劑 將別構(gòu)酶與普通的酶進(jìn)行比較 有何特征 別構(gòu)酶的動力學(xué)曲線 別構(gòu)酶的結(jié)構(gòu)組成 別構(gòu)酶的協(xié)同效應(yīng) 1 2 2別構(gòu)酶的反應(yīng)動力學(xué)曲線 ATP CTP Asp 特征之一 S型曲線1 加入CTP 更呈S型Km Vmax不變2 加入ATP 呈雙曲線圖形Km Vmax不變 別構(gòu)酶曲線 6 9 未加CTP時 Km 6 加入CTP后 Km 9 1 2 3別構(gòu)酶的結(jié)構(gòu)組成 催化部位ATCase調(diào)節(jié)部位 GerhartandPardee提出設(shè)想 與底物結(jié)合 幷催化底物發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物 與別構(gòu)劑結(jié)合 引起酶蛋白空間構(gòu)象改變而改變其活性 表2 2抑制劑對ATCase反應(yīng)動力學(xué)的影響處理方法 抑制率VmaxKm x103M 2X10 4MCTP 1 不處理704 562 10 6Hg NO3 2010 0123 60 預(yù)熱4mim09 0124 0 8M尿素04 5 特征之二 別構(gòu)酶是由多亞基組成的寡聚體 或稱是由催化亞基和調(diào)節(jié)亞基構(gòu)成的寡聚酶 催化亞基 與底物結(jié)合 進(jìn)而催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物 調(diào)節(jié)亞基 以非共價鍵與別構(gòu)劑結(jié)合 引起酶的空間構(gòu)象改變 疏松或緊密 解聚或聚合 進(jìn)而改變酶的催化活性 ATCase是由12個亞基 肽鏈 構(gòu)成的寡聚酶 6個催化亞基 C 構(gòu)成2個C3亞基群 2 C3 6個調(diào)節(jié)亞基 R 構(gòu)成3個R2亞基群 3 R2 C C C C C C C C C C C C R R R R R RR RR RR T型 R型 C3 2 R2 3 R ATP CTP 1 2 4別構(gòu)酶的協(xié)同效應(yīng) 特征之三 協(xié)同效應(yīng) cooperativeeffect 一個配體 別構(gòu)劑或底物 與酶蛋白結(jié)合后 可影響另一配體與酶蛋白結(jié)合 即 亞基與亞基之間產(chǎn)生影響 正協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)負(fù)協(xié)同效應(yīng) 負(fù)協(xié)同效應(yīng) negativecooperation 一個配體與酶蛋白結(jié)合后 可以減慢另一配體與酶蛋白的結(jié)合 正協(xié)同效應(yīng) positivecooperation 一個配體與酶蛋白結(jié)合后 可以促進(jìn)另一配體與酶蛋白結(jié)合 即 一個比一個困難 即 一個比一個容易 同促效應(yīng) homotropiceffect 一個配體與酶蛋白結(jié)合后 可以影響另一相同的配體與酶蛋白另一位點(diǎn)結(jié)合 又稱同種協(xié)同效應(yīng) 異促效應(yīng) heterotropiceffect 一個配體與酶蛋白結(jié)合后 可以影響另一個不相同的配體與酶蛋白另一位點(diǎn)結(jié)合 又稱異種協(xié)同效應(yīng) ATCase酶促體系中 體系中Asp越多 ATCase與之結(jié)合越容易 反應(yīng)速度越快 加入ATP時 ATCase與Asp結(jié)合更容易 加入CTP時 ATCase與Asp結(jié)合越困難 同促正協(xié)同 異促正協(xié)同 異促負(fù)協(xié)同 1 2 5變構(gòu)酶動力學(xué)模型 調(diào)節(jié)機(jī)理 1 齊變模型 concertedmodel 又稱MWC模型T態(tài) Tense T 不利于結(jié)合底物別構(gòu)酶有兩種構(gòu)象R態(tài) Relax R 有利于結(jié)合底物各亞基同步齊變 T態(tài) R態(tài) T4R4R3 RS 1R2 RS 2R RS 3 RS 4 S S S S K1 K2 K3 K4 底物只能與R態(tài)結(jié)合 K1 K2 K3 K4 ATCase酶促反應(yīng)中 S T態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镽態(tài) 促進(jìn)酶與底物結(jié)合 同促正協(xié)同效應(yīng) S型圖形 加入ATP T態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镽態(tài) 更利于酶與底物結(jié)合 異促正協(xié)同效應(yīng) 雙曲線圖形 加入CTP R態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)門態(tài) 不利于酶與底物結(jié)合 異促負(fù)協(xié)同效應(yīng) 更呈S型圖形 2 序變模型 sequentialmodel 又稱KNF模型T4T3 RS 1T2 RS 2T RS 3 RS 4 K1 K2 K3 K4 S S S S K1 K2 K3 K4 正協(xié)同效應(yīng)K1 K2 K3 K4 負(fù)協(xié)同效應(yīng)K1 K2 K3 K4 不產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng) ATCase酶促反應(yīng)中 加入Asp對ATCase的影響 K值逐漸減小 呈現(xiàn)同促正協(xié)同效應(yīng) 加入CTP對ATCase的影響 K值逐漸增大 呈現(xiàn)異促負(fù)協(xié)同效應(yīng)