物質(zhì)代謝聯(lián)系和調(diào)

1、關(guān)于物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)第一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系第二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月概論 一切生物的生命都靠代謝的正常運轉(zhuǎn)來維持。機體代謝途徑異常復雜，一個細菌細胞的代謝反應已在1000個以上，其他高級生物的代謝反應之復雜可想而知了。生物體是一個組成極其復雜但又非常精密；代謝反應繁多但又有條不紊；各種物質(zhì)代謝都有自己的獨立過程但相互之間確聯(lián)系密切；互相可以轉(zhuǎn)化但又相互制約。總之，機體是一個完整統(tǒng)一的新陳代謝反應器。第三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月代謝的基本要略 代謝的基本要略在于形成ATP、還原力和構(gòu)造單元以用于生物合成。 由

2、ATP、還原力和構(gòu)造單元可合成各類生物分子，并進而裝配成生物不同層次的結(jié)構(gòu)。生物合成和生物形態(tài)建成是一個耗能和增加有序結(jié)構(gòu)的過程，需要由物質(zhì)流、能量流和信息流來支持。第四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月代謝途徑之間的聯(lián)系1 、代謝網(wǎng)絡(luò) 細胞代謝的基本原則是將各類物質(zhì)分別納入各自的共同代謝途徑，以少數(shù)關(guān)鍵的反應如氧化還原、基團轉(zhuǎn)移、水解合成、基團脫加及異構(gòu)反應等，轉(zhuǎn)化種類繁多的分子。不同代謝途徑可以通過交叉點上關(guān)鍵的中間代謝物而相互作用和相互轉(zhuǎn)化。這些共同的中間代謝物使各代謝途徑得以溝通，形成經(jīng)濟有效、運轉(zhuǎn)良好的代謝網(wǎng)絡(luò)通路。其中三個關(guān)鍵的中間代謝物是G-6-P、丙酮酸、乙酰CoA。第

3、五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2 、分解代謝與合成代謝的單向性 雖然酶促反應是可逆的，但在生物體內(nèi)，代謝過程是單向的。一些關(guān)鍵部位的代謝是由不同的酶催化正反應和逆反應的。這樣可使兩種反應都處于熱力學的有利狀態(tài)。一般酮酸脫羧的反應、激酶催化的反應、羧化反應等都是不可逆的。這些反應常受到嚴密調(diào)控，成為關(guān)鍵步驟。 第六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月脂肪 葡萄糖、其它單糖三羧酸循環(huán)電子傳遞（氧化）蛋白質(zhì)脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中間產(chǎn)物（如丙酮酸、乙酰CoA等）共同中間物進入三羧酸循環(huán),氧化脫下的氫由電子傳遞鏈傳遞生成H2O，釋放

4、出大量能量，其中一部分通過磷酸化儲存在ATP中。大分子降解成基本結(jié)構(gòu)單位生物氧化的三個階段NADPH第七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月生物系統(tǒng)中的能流第八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 一、物質(zhì)代謝的特點 整體性 代謝調(diào)節(jié) 各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色 各種代謝物均具有各自共同的代謝池 ATP是機體能量利用的共同形式 NADPH是合成代謝所需的還原當量第九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 整體性 糖類 脂類蛋白質(zhì)水 無機鹽維生素各種物質(zhì)代謝之間互有聯(lián)系，相互依存。 消化吸收中間代謝廢物排泄第十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 代謝調(diào)節(jié)機體有精細的調(diào)節(jié)

5、機制，調(diào)節(jié)代謝的強度、方向和速度內(nèi)外環(huán)境不斷變化影響機體代謝適應環(huán)境的變化第十一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 各組織、器官物質(zhì)代謝各具特色結(jié)構(gòu)不同酶系的種類、含量不同不同的組織、器官代謝途徑不同、功能各異第十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月肝肝是機體物質(zhì)代謝的樞紐, 是人體的中心生化工廠 肝耗氧量占全身的20%；肝在糖、脂、蛋白質(zhì)、水鹽、維生素代謝中均具重要作用。肝是糖原合成及儲存的主要部位肝可通過糖異生作用補充血糖肝能進行糖原分解補充血糖組織、器官的代謝特點及聯(lián)系第十三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月組織、器官的代謝特點及聯(lián)系心臟 依次以酮體、乳酸、自由脂

6、酸及葡萄糖為耗用的能源物質(zhì)，并以有氧氧化為主。故能確保ATP的供應。第十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月腦 腦耗氧量占全身的20-25% 腦無糖原儲存，平時依靠血糖供能：100g/日；長期饑餓時則主要利用酮體為能源：50-100g/日第十五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月組織、器官的代謝特點及聯(lián)系肌肉 肌肉通常以氧化脂酸供能為主，劇烈運動時則以糖的無氧酵解為主。肌糖原不能直接補充血糖。第十六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月組織、器官的代謝特點及聯(lián)系紅細胞 紅細胞能量主要來自葡萄糖的酵解。30g/日 成熟紅細胞無線粒體，故不能進行糖的有氧化氧化，也不能利用脂酸及其

7、它非糖物質(zhì)供能。第十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月組織、器官的代謝特點及聯(lián)系脂肪組織 脂肪組織是合成及儲存脂肪的重要組織。 脂肪組織通過脂肪動員將儲存的脂肪分解為脂酸和甘油釋放入血以供其它組織攝取利用。第十八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月組織、器官的代謝特點及聯(lián)系腎 腎也可進行糖異生和生成酮體，它是除肝外唯一可進行這兩種代謝的器官。腎髓質(zhì)主要由糖酵解供能；腎皮質(zhì)主要由脂酸、酮體有氧氧化供能。第十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 各種代謝物均具有各自共同的代謝池例如各種組織 消化吸收的糖 肝糖原分解糖異生血糖第二十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月

8、ATP是機體能量利用的共同形式營養(yǎng)物分 解釋放能量ADP+PiATP直接供能第二十一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 NADPH是合成代謝所需的還原當量例如乙酰CoANADPH + H+脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑第二十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系（一）在能量代謝上的相互聯(lián)系（二）糖、脂和蛋白質(zhì)代謝之間的相互聯(lián)系第二十三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三大營養(yǎng)素共同中間產(chǎn)物共同最終代謝通路糖脂肪蛋白質(zhì)乙酰CoATCA2H氧化磷酸化ATPCO2三大營養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。（一）在能量代謝上的相互聯(lián)系第二十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022

9、年6月從能量供應的角度看，三大營養(yǎng)素可以互相代替，并互相制約。一般情況下，供能以糖、脂為主，并盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。第二十五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月脂肪分解增強ATP 增多ATP/ADP 比值增高任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解。糖分解被抑制 6-磷酸果糖激酶-1被抑制（糖分解代謝限速酶之一）例如第二十六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月饑餓時 肝糖原分解 ，肌糖原分解 肝糖異生，蛋白質(zhì)分解 以脂酸、酮體分解供能為主蛋白質(zhì)分解明顯降低1 2 天3 4 天第二十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1、糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系攝入的糖量超過能

10、量消耗時，糖可以轉(zhuǎn)變成脂肪。（二）糖、脂和蛋白質(zhì)代謝之間的相互聯(lián)系葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）磷酸二羥丙酮a磷酸甘油第二十八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月糖乙酰CoA，NADPH脂肪酸磷酸二羥丙酮-磷酸甘油脂肪有氧氧化酵解從頭合成脂肪甘油磷酸二羥丙酮糖代謝脂肪酸乙酰CoA琥珀酸糖 (植物)乙醛酸循環(huán)-氧化糖異生TCA糖代謝與脂類代謝的相互關(guān)系第二十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月脂肪的分解代謝受糖代謝的影響?zhàn)囸I、糖供應不足或糖代謝障礙時高酮血癥草酰乙酸相對不足糖不足脂肪大量動員酮體生成增加氧化受阻第三十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022

11、年6月2、糖與氨基酸代謝的相互聯(lián)系例如丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡萄糖大部分氨基酸脫氨基后，生成相應的-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰５谌粡?，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些非必需氨基酸糖丙酮酸草酰乙酸乙酰CoA檸檬酸-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸第三十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 在動物體內(nèi)糖雖然可以通過糖代謝中的重要中間體；丙酮酸、草酰乙酸和-酮戊二酸可以通過轉(zhuǎn)氨基作用形成相應的氨基酸，并且還可以進一步形成其他非必需氨基酸。但確不能合成8種必需氨基酸及合成量很少的2種半必需氨基酸。所以，動物體糖轉(zhuǎn)變蛋白質(zhì)是困難的。而組成蛋白質(zhì)的20種天然氨基酸中

12、可以生糖的達16種，顯然，動物體將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成糖是順利的。對于動物來說：蛋白質(zhì)可以替代糖，糖不能替代蛋白質(zhì)。第三十三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月氨基酸乙酰CoA脂肪 蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?氨基酸可作為合成磷脂的原料絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺腦磷脂膽堿卵磷脂3、脂類與氨基酸代謝的相互聯(lián)系第三十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 但不能說，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。脂肪甘油磷酸二羥丙酮糖酵解途徑丙酮酸 其他-酮酸某些非必需氨基酸脂肪的甘油部分可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被岬谌鍙?，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 生物體內(nèi)通過脂肪合成蛋白質(zhì)的可能性幾乎為0。（脂肪酸經(jīng)-氧化得到乙酰Co

13、A，進入TCA、再經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用后，只能間接得到谷氨酸）而蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為脂肪確非常順利。第三十六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月4、核酸與糖、脂、蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系核酸及其衍生物和多種物質(zhì)代謝有關(guān)。但脂類代謝除供應CO2外，和核酸代謝并無明顯的關(guān)系。蛋白質(zhì)代謝為嘌呤和嘧啶的合成提供許多原料；糖類產(chǎn)生二羧基氨基酸的酮酸前身，又是戊糖的來源。許多核苷酸在代謝中起著重要的作用。核酸是細胞內(nèi)的重要遺傳物質(zhì)，可通過控制蛋白質(zhì)的合成影響細胞的組成成分和代謝類型。核酸生物合成需要糖和蛋白質(zhì)的代謝中間產(chǎn)物參加，而且需要酶和多種蛋白質(zhì)因子。第三十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（1） 氨基酸

14、是體內(nèi)合成核酸的重要原料甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳單位合成嘌呤合成嘧啶（2） 磷酸核糖和NADPH由磷酸戊糖途徑提供第三十八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（3)多種酶和蛋白質(zhì)參與了核酸的生物合成。（4)糖、脂類等燃料物質(zhì)為核酸提供能量。（5）各類物質(zhì)代謝都離不開具高能磷酸鍵的各種核苷酸，如ATP是能量的“通貨”，此外UTP參與多糖的合成，CTP參與磷脂合成, GTP參與蛋白質(zhì)合成與糖異生作用。 （6）核苷酸組成許多重要的輔酶(如CoA, NAD+，NADP+）。 （7）環(huán)核苷酸cAMP和cGMP作為胞內(nèi)信號分子參與細胞信號的轉(zhuǎn)導。第三十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月葡

15、萄糖、糖原丙酮酸乙酰CoA脂肪Leu、Lys草酰乙酸- 酮戊二酸琥珀酸延胡索酸TyrProVal, Ile,Met, ThrAspGluArgHisPro膽固醇、酮體AlaTrpSerGlyThrCys甘油脂酸第四十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 代謝的調(diào)節(jié)第四十一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 生物體所以能有條不紊的進行錯綜復雜的代謝過程，主要是具有一套完整的調(diào)控系統(tǒng)。而生物體的調(diào)控系統(tǒng)是與其進化水平逐漸完善的。生命是靠代謝的正常運轉(zhuǎn)維持的。生命有限的空間內(nèi)同時有那麼多復雜的代謝途徑在運轉(zhuǎn)，必須有靈巧而嚴密的調(diào)節(jié)機制，才能使代謝適應外界環(huán)境的變化與生物自身生長發(fā)

16、育的需要。調(diào)節(jié)失靈便會導致代謝障礙，出現(xiàn)病態(tài)甚至危及生命。在漫長的生物進化歷程中，機體的結(jié)構(gòu)、代謝和生理功能越來越復雜，代謝調(diào)節(jié)機制也隨之更為復雜。第四十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過細胞內(nèi)代謝物濃度的變化，對酶的活性及含量進行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為原始調(diào)節(jié)或細胞水平代謝調(diào)節(jié)。單細胞生物第四十三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月高等生物 三級水平代謝調(diào)節(jié)細胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)高等生物在進化過程中，出現(xiàn)了專司調(diào)節(jié)功能的內(nèi)分泌細胞及內(nèi)分泌器官，其分泌的激素可對其他細胞發(fā)揮代謝調(diào)節(jié)作用。整體水平代謝調(diào)節(jié)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控

17、制下，或通過神經(jīng)纖維及神經(jīng)遞質(zhì)對靶細胞直接發(fā)生影響，或通過某些激素的分泌來調(diào)節(jié)某些細胞的代謝及功能，并通過各種激素的互相協(xié)調(diào)而對機體代謝進行綜合調(diào)節(jié)。第四十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 一、細胞水平的代謝調(diào)節(jié) 細胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是酶水平的調(diào)節(jié)。 細胞內(nèi)酶呈隔離分布。 代謝途徑的速度、方向由其中的關(guān)鍵酶(key enzyme)的活性決定。 代謝調(diào)節(jié)主要是通過對關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。細胞水平的調(diào)節(jié)主要為細胞內(nèi)跨膜的集中和隔離的分布。見P301。第四十五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）細胞內(nèi)酶的隔離分布代謝途徑有關(guān)酶類常常組成多酶體系，分布于細胞的某一區(qū)域 。

18、第四十六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 酶在細胞中的分布1. 細胞核核膜上有大量酶類，這些酶參與糖、脂類、蛋白質(zhì)代謝及核酸運輸，DNA復制、RNA合成、加工和修飾。它們鑲嵌在核膜上，或結(jié)合在膜表面，有利于各種反應的定向進行。第四十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 胞液 指細胞質(zhì)的連續(xù)液相部分。大部分中間代謝在此進行，如糖酵解、異生、磷酸戊糖途徑、糖、脂類、氨基酸以及核苷酸的生物合成等。其重量的20是蛋白質(zhì)，所以是高度組織的膠狀物質(zhì)，而不是溶液。與糖原代謝有關(guān)的酶結(jié)合在糖原顆粒表面。3. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)的加工有關(guān)，光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與糖類和脂類的合成有關(guān)，細胞的

19、磷脂、糖脂和膽固醇幾乎都是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的酶合成的。 第四十八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 4. 高爾基體 可對細胞合成或吸收的物質(zhì)進行加工、濃縮、包裝和運輸，參與細胞的分泌和吸收過程。其膜的內(nèi)表面有加工寡聚糖的酶類。5. 溶酶體 含水解酶類，主要功能為消化、吸收、防御、吞噬和細胞自溶。6. 線粒體 內(nèi)膜形成嵴，其上有與呼吸鏈有關(guān)的細胞色素和氧化還原酶、ATP合成酶以及調(diào)節(jié)代謝物進出的運輸?shù)鞍住?nèi)膜中的基質(zhì)含有三羧酸循環(huán)、b氧化、氨基酸分解等酶類。 第四十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月多酶體系在細胞內(nèi)的分布第五十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十一張，PPT

20、共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 酶的隔離分布的意義 避免了各種代謝途徑互相干擾。第五十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 速度最慢，它的速度決定整個代謝途徑的總速度，故又稱其為限速酶(limiting velocity enzymes)。 催化單向反應不可逆或非平衡反應，它的活性決定整個代謝途徑的方向。 這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應劑的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵酶催化的反應具有以下特點：代謝途徑是一系列酶促反應組成的，其速度及方向由其中的關(guān)鍵酶決定 。第五十三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 某些重要代謝途徑的關(guān)鍵酶代謝途徑 關(guān)鍵酶糖原合成 糖原合成酶糖原分解 磷酸化酶

21、糖酵解 已糖激酶、磷酸果糖激酶-1、 丙酮酸激酶糖有氧氧化 丙酮酸脫氫酶系、TAC 檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶、 -酮戊二酸脫氫酶系第五十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 某些重要代謝途徑的關(guān)鍵酶代謝途徑 關(guān)鍵酶糖異生 丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果 糖二磷酸酶-1、葡萄糖-6-磷酸酶脂肪動員 甘油三酯脂肪酶脂酸合成 乙酰CoA羧化酶膽固醇合成 HMGCoA還原酶嘌呤合成 谷氨酰胺PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶第五十五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 快速代謝 遲緩代謝數(shù)秒、數(shù)分鐘通過改變酶的活性數(shù)小時、幾天通過改變酶的含量 變構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulat

22、ion)化學修飾調(diào)節(jié)(chemical modification) 代謝調(diào)節(jié)主要是通過對關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。第五十六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 變構(gòu)調(diào)節(jié)的概念小分子化合物與酶分子活性中心以外的某一部位特異結(jié)合，引起酶蛋白分子構(gòu)象變化，從而改變酶的活性，這種調(diào)節(jié)稱為酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)或別構(gòu)調(diào)節(jié)。（二）關(guān)鍵酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)第五十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月被調(diào)節(jié)的酶稱為變構(gòu)酶或別構(gòu)酶 使酶發(fā)生變構(gòu)效應的物質(zhì)，稱為變構(gòu)效應劑 變構(gòu)激活劑allosteric effector引起酶活性增加的變構(gòu)效應劑。 變構(gòu)抑制劑allosteric effector 引起酶活性降低的

23、變構(gòu)效應劑。第五十八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 變構(gòu)調(diào)節(jié)的機制變構(gòu)酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基變構(gòu)效應劑：底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物第五十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月變構(gòu)效應劑 + 酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構(gòu)象改變酶的活性改變（激活或抑制 ）疏松亞基聚合緊密亞基解聚酶分子多聚化第六十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義 代謝終產(chǎn)物反饋抑制 (feedback inhibition) 反應途徑中的酶，使代謝物不致生成過多。乙酰CoA 乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長鏈脂酰CoA第六十一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有

24、效利用，不致浪費。G-6-P+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進糖的儲存第六十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月變構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。檸檬酸+6-磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化 乙酰輔酶A 羧化酶 促進脂酸的合成第六十三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）酶的化學修飾調(diào)節(jié)1. 化學修飾的概念酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)生可逆的共價修飾(covalent modification)，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學修飾。第六十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 化學修飾的主要方式磷酸化 - - - 去磷酸乙酰化 - - - 脫乙酰甲基

25、化 - - - 去甲基腺苷化 - - - 脫腺苷 SH 與 S S 互變第六十五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的酶蛋白第六十六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 化學修飾的特點酶蛋白的共價修飾是可逆的酶促反應，在不同酶的作用下，酶蛋白的活性狀態(tài)可互相轉(zhuǎn)變。催化互變反應的酶在體內(nèi)可受調(diào)節(jié)因素如激素的調(diào)控。具有放大效應，效率較變構(gòu)調(diào)節(jié)高。磷酸化與脫磷酸是最常見的方式。 同一個酶可以同時受變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學修飾調(diào)節(jié)。第六十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)

26、作于2022年6月（四）基因表達的調(diào)節(jié) 主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和翻譯調(diào)節(jié)兩個水平上，總之，就是酶的合成的調(diào)節(jié)?；虮磉_的調(diào)節(jié)，原核生物和真核生物無論在調(diào)節(jié)機制、調(diào)節(jié)層次、復雜程度和參與的因素等諸方面差異很大。 原核生物主要表現(xiàn)為：酶合成的誘導作用和阻遏作用。見P298-299中文字和圖14-6、14-7。 真核生物的基因表達調(diào)節(jié)見P300和圖14-10第六十八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 1）原核生物基因表達調(diào)節(jié) 酶濃度的調(diào)節(jié) 誘導阻遏終產(chǎn)物的阻遏分解代謝產(chǎn)物阻遏誘導作用（induction）： 指用誘導物（inducer）來促進酶的合成，這種作用稱誘導作用。 阻遏作用（repres

27、sion）： 指用阻遏物（repressor）阻止或降低酶的合成，這種作用稱阻遏作用。 第六十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月乳糖操縱子(lac operon)調(diào)節(jié)機制5/3/3/5/啟動子 操縱序列 3個結(jié)構(gòu)基因調(diào)控區(qū) 信息區(qū)乳糖操縱子操縱子：生物學功能相關(guān)的基因組合在一起 成為DNA中的1個轉(zhuǎn)錄單位（operon）調(diào)節(jié)基因阻遏蛋白POIZ Y ACAP結(jié)合點第七十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月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) 閉啟動子OIA、乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)缺乏乳糖時：I基因阻遏蛋白與

28、O序列結(jié)合阻止RNA聚合酶的結(jié)合阻止結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄第七十一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月乳糖PLacZLacYLaca調(diào)節(jié)基因操縱基因乳糖結(jié)構(gòu)基因啟動子OImRNAZmRNAYmRNAa 阻遏蛋白（無活性） 基 因 表達mRNAB、乳糖酶的誘導 阻遏蛋白（無活性）存在乳糖時：乳糖（誘導劑）阻遏蛋白+乳糖復合物阻止阻遏蛋白與O的結(jié)合結(jié)構(gòu)基因開放表達合成利用乳糖的酶第七十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月乳糖操縱子的降解物阻遏RLacZLacYLacamRNAmRNAZmRNAYmRNAa基 因 表達CAP基因結(jié)構(gòu)基因TCGP(CAP)OCAP結(jié)合部位 RNA聚合酶TcAMP

29、-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cAMP CGP：降解物基因活化蛋白（catabolic gene activation protein） CAP：環(huán)腺苷酸受體蛋白（cycilic AMP receptor protein）降低cAMP濃度使CAP呈失活狀態(tài)第七十三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月CAP-cAMP的正性調(diào)節(jié)存在葡萄糖時： 腺苷酸環(huán)化酶葡萄糖代謝產(chǎn)物 磷酸二酯酶cAMPcAMP-CAP復合物不能激活RNA聚合酶活性結(jié)構(gòu)基因不能表達沒有葡萄糖時：cAMPcAMP-CAP復合物與操縱子的CAP位點

30、結(jié)合激活RNA聚合酶活性結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄表達CAP與cAMP結(jié)合后，可結(jié)合到乳糖操縱子的CAP位點，促進轉(zhuǎn)錄（-）（+）第七十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月色氨酸操縱子的調(diào)控機制 色氨酸操縱子（trp operon）屬于阻遏型操縱子，主要參與調(diào)控一系列用于色氨酸合成代謝的酶蛋白的轉(zhuǎn)錄合成。當細胞內(nèi)缺乏色氨酸時，此操縱子開放，而當細胞內(nèi)合成的色氨酸過多時，此操縱子被關(guān)閉。 第七十五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月色氨酸操縱子的調(diào)控機制與乳糖操縱子類似，但通常情況下，操縱子處于開放狀態(tài)，其輔阻遏蛋白不能與操縱基因結(jié)合而阻遏轉(zhuǎn)錄。而當色氨酸合成過多時，色氨酸作為輔阻遏物與輔阻遏蛋

31、白結(jié)合而形成阻遏蛋白，后者與操縱基因結(jié)合而使基因轉(zhuǎn)錄關(guān)閉。 第七十六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 色氨酸操縱子的調(diào)控還涉及轉(zhuǎn)錄衰減(attenuation)機制。即在色氨酸操縱子第一個結(jié)構(gòu)基因與啟動基因之間存在有一衰減區(qū)域，當細胞內(nèi)色氨酸酸濃度很高時，通過與轉(zhuǎn)錄相偶聯(lián)的翻譯過程，形成一個衰減子結(jié)構(gòu)，使RNA聚合酶從DNA上脫落，導致轉(zhuǎn)錄終止。 第七十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月大腸桿菌色氨酸操縱子的衰減作用的可能機制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2部位， 3與4 堿基配對，轉(zhuǎn)錄終止。A. 游離mRNA中1與2以及

32、3與4堿基配對。B. 低濃度色氨酸使核糖體停留在1部位，轉(zhuǎn)錄得以完成。Trp密碼子第七十八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2）真核生物基因表達調(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)核細胞質(zhì) 真核基因表達調(diào)控的五個水平 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)錄第七十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)、外環(huán)境改變機體相關(guān)組織分泌激素激素與靶細胞上的受體結(jié)合靶細胞產(chǎn)生生物學效應，適應內(nèi)外環(huán)境改變激素作用機制二、激素水平的代謝調(diào)節(jié)第八十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月激素分類 膜受體激素 胞內(nèi)受體激素按激素受體在細胞的部位不同，分為：第八十一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 膜受體激素的作用方式激素作用方式第八十二張，PPT