第十三章物質(zhì)間相互聯(lián)系和代謝調(diào)節(jié)

第十五章

物質(zhì)代謝的聯(lián)系及其調(diào)節(jié)目前一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)一、糖與脂第一節(jié)物質(zhì)代謝的相互關(guān)系在生物體內(nèi)糖類(lèi)和脂類(lèi)化合物之間的相互轉(zhuǎn)變現(xiàn)象很多，例如：植物體內(nèi)，特別是油料作物，葉片內(nèi)進(jìn)行的光合作用大量合成碳水化合物，并以糖的形式運(yùn)輸?shù)椒N子之后，便轉(zhuǎn)變成脂類(lèi)化合物貯存起來(lái)。而當(dāng)油料種子萌發(fā)時(shí)，其中貯存的脂肪又轉(zhuǎn)變?yōu)樘寝D(zhuǎn)運(yùn)到生長(zhǎng)中的根和芽中去了。目前二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)轉(zhuǎn)變過(guò)程為：糖經(jīng)EMP過(guò)程，可生成磷酸二羥丙酮和丙酮酸等物質(zhì)，磷酸-二羥丙酮可被還原成甘油、丙酮酸經(jīng)氧化脫羧之后轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA，然后在脂肪酸合成酶系的作用下合成脂肪酸。再與甘油合成脂肪。脂轉(zhuǎn)化成糖的過(guò)程：脂肪水解的產(chǎn)物為甘油和脂肪酸，甘油氧化成磷酸二羥丙酮，然后合成己糖，脂肪酸經(jīng)過(guò)β-氧化作用生成乙酰CoA，然后通過(guò)乙醛酸循環(huán)生成琥珀酸，再被氧化成草酰乙酸，經(jīng)脫羧形成丙酮酸，逆酵解途徑合成糖。目前三頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)二、糖與蛋白質(zhì)

目前四頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)糖類(lèi)是生物的重要碳源和能量，糖可以轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣NAA分子的碳架，經(jīng)氨基化或轉(zhuǎn)氨基作用而生成相應(yīng)的AA，AA合成多肽鏈并形成蛋白質(zhì)，另一方面也可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓衔?，蛋白質(zhì)水解作用而產(chǎn)生氨基酸，氨基酸脫氨而產(chǎn)生酮酸，再轉(zhuǎn)變?yōu)楸嶂笥挚梢院铣商穷?lèi)化合物，連接糖類(lèi)和蛋白南代謝之間起橋梁作用的是酮酸，它在糖代謝過(guò)程中的糖酵解途徑和三羧酸循環(huán)中都可以產(chǎn)生，也可以在AA脫氨過(guò)程中形成。目前五頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)三、脂與蛋白質(zhì)目前六頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)脂肪代謝的水解產(chǎn)物甘油可以轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，丙酮酸接受NH3生成aa，丙酮酸也可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成草酰乙酸（OAA），α-酮戊二酸（α-kg），這些酮酸接受NH3生成相應(yīng)的AA，脂肪水解的另一產(chǎn)物脂肪酸經(jīng)β-氧化生成乙酰COA、乙酰COA一方面可以進(jìn)入三羧酸循環(huán)而產(chǎn)生酮酸，以合成AA，另一方面又可以進(jìn)入乙醛酸循環(huán)產(chǎn)生琥珀酸來(lái)補(bǔ)充三羧酸循環(huán)的碳源，這在油料作物種子萌發(fā)期間囁這明顯，相反，蛋白質(zhì)也可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?。如蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物AA，經(jīng)脫氨生成酮酸，生成乙酰COA，乙酰COA經(jīng)縮合成脂肪酸→脂肪。目前七頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)四、核酸與其他物質(zhì)的關(guān)系目前八頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)核酸在代謝過(guò)程中雖然不是重要的碳源，氮源的能源，但是在生物的遺傳過(guò)程中是非常重要的物質(zhì)，按“中心法則”（centraldogma）的觀點(diǎn)，核酸能控制蛋白質(zhì)生物合成，進(jìn)而影響到細(xì)胞的組成成分和代謝類(lèi)型。核酸的降解產(chǎn)物核苷酸在代謝中有極其重要的作用。如ATP中能量和磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的重要物質(zhì)，UTP及UDP在淀粉代謝、蔗糖代謝中是糖基轉(zhuǎn)移的重要物質(zhì)，CTP則參與磷酸脂的合成，AMP還可以轉(zhuǎn)變?yōu)榻Maa，此外，在許多代謝中的重要輔酶NAD+、NADP+、FAD、HSCoA等都是腺嘌呤核苷酸衍生物。另一方面，核酸的代謝也依賴(lài)其它代謝并受其它代謝的制約。例如：核酸本身的合成需要糖代謝提供核糖，也需要蛋質(zhì)代謝提供甘aa,天門(mén)冬aa和谷氨酰胺參加嘌呤和嘧啶的合成。

目前九頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)可見(jiàn)糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)和核酸等物質(zhì)在代謝過(guò)程中彼此都有相互密切的聯(lián)系，其中糖的酵解（EMP）途徑和三羧酸TCA循環(huán)更是溝通各代謝之間的重要環(huán)節(jié)，所以EMP途徑和TCA循環(huán)又被稱(chēng)之為“中心代謝途徑”或稱(chēng)之為“不定向代謝途徑”。

目前十頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)

神經(jīng)水平

激素水平動(dòng)物細(xì)胞水平植物單細(xì)胞生物酶水平生物的調(diào)控層次目前十一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)代謝網(wǎng)絡(luò)目前十二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前十三頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)

目前十四頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)

DNA

轉(zhuǎn)錄前調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物RNA轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)成熟RNA降解調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)前體加工調(diào)節(jié)定向運(yùn)輸調(diào)節(jié)降解調(diào)節(jié)

成熟蛋白質(zhì)(酶)活性調(diào)節(jié)細(xì)胞水平目前十五頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)第二節(jié)代謝調(diào)節(jié)

目前十六頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)酶水平的調(diào)節(jié):一、酶定位的區(qū)域化

目前十七頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)二、酶活性調(diào)節(jié)

目前十八頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)1.酶原激活P365目前十九頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)變構(gòu)酶的特性與結(jié)構(gòu)變構(gòu)酶特點(diǎn)：a.有多個(gè)亞基b.有四級(jí)結(jié)構(gòu)c.除了有可以與底物結(jié)合的活性中心外，還有可以結(jié)合調(diào)節(jié)物的別構(gòu)中心d.酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)不遵循米氏方程2.變構(gòu)效應(yīng)的調(diào)節(jié)目前二十頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)變構(gòu)酶舉例：a.大腸桿菌天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶－ATCase.6個(gè)調(diào)節(jié)亞基R，上面有結(jié)合ATP和CTP部位；6個(gè)催化亞基C，具催化活性。ATP激活劑，CTP抑制劑。目前二十一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前二十二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前二十三頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)Catalytictrimersaregreen.

Regulatorydimersarered.目前二十四頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前二十五頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)變構(gòu)酶的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)根據(jù)結(jié)合調(diào)節(jié)物后構(gòu)象的變化對(duì)酶與底物結(jié)合的影響，分為正協(xié)調(diào)效應(yīng)與負(fù)協(xié)調(diào)效應(yīng)。a.非調(diào)節(jié)酶b.正協(xié)同別構(gòu)酶：在中等或較低底物濃度下，底物濃度發(fā)生較小的變化引起酶促反應(yīng)速度有較大的變化，可以靈敏的調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)速度。c.負(fù)協(xié)同別構(gòu)酶：在很寬的底物濃度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速度變化不明顯，即對(duì)底物濃度變化不敏感。目前二十六頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前二十七頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前二十八頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)D-glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase

(holoform)(E.C.1.2.1.12)complexedwithNAD(red)目前二十九頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)b.3－磷酸甘油醛脫氫酶：負(fù)協(xié)同效應(yīng)別構(gòu)酶代表

此酶具有四個(gè)亞基，可以和四個(gè)NAD＋結(jié)合，但結(jié)合常數(shù)不同。酶結(jié)合NAD＋后，發(fā)生構(gòu)象變化。NAD＋和酶結(jié)合的解離常數(shù)很小，因此雖然底物NAD＋濃度很低，也能順利地和酶結(jié)合。但是當(dāng)NAD＋濃度升高時(shí)，酶結(jié)合了兩個(gè)NAD＋之后，再結(jié)合第三、第四個(gè)NAD＋就不那么容易。也就是說(shuō)這時(shí)候再要提高酶反應(yīng)速度是較難的，需要濃度大大提高才行。在一定的底物濃度范圍內(nèi)，底物濃度變化不足以影響酶反應(yīng)速度。這就是負(fù)協(xié)同別構(gòu)酶對(duì)底物濃度變化的不敏感性。目前三十頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)3-磷酸甘油醛脫氫酶與NAD＋結(jié)合的解離常數(shù)(平衡透析測(cè)定)

解離常數(shù)(mol/L)蝦肌兔肌

K1

<5×10-9

<10-10

K2

<5×10-9

<10-9

K3

6×10-7

3×10-7

K4

1.3×10-6

2.6×10-6

目前三十一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)在有機(jī)體中有許多需要NAD＋的代謝途徑，NAD+參與許多的反應(yīng)，其濃度波動(dòng)大。糖酵解是生物體內(nèi)重要的代謝過(guò)程，速度要求相對(duì)穩(wěn)定，在供氧不足的情況下，它仍需以一定的速度穩(wěn)定的進(jìn)行反應(yīng)。因?yàn)?-磷酸甘油醛脫氫酶為此過(guò)程的負(fù)協(xié)同別構(gòu)酶，對(duì)底物NAD＋濃度變化不敏感，所以當(dāng)NAD＋濃度很低(缺氧情況下)，其它需要NAD＋的代謝反應(yīng)都隨之減緩時(shí)，酵解過(guò)程仍然能以一定的速度順利的進(jìn)行。由此可以看到負(fù)協(xié)同效應(yīng)別構(gòu)酶的重要生理功能。目前三十二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前三十三頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)3.同功酶的調(diào)節(jié)同功酶的定義及形成

同功酶(isoenzyme)是能催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但其酶蛋白本身的分子結(jié)構(gòu)、理化作用不完全相同的一組酶。它們普遍存在于動(dòng)植物和微生物中，至今已發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種之多，同功酶可存在于生物的同一種屬或同一個(gè)體的不同組織，甚至同一組織、同一細(xì)胞中。

目前三十四頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)初級(jí)同功酶：酶蛋白由不同的基因編碼而產(chǎn)生。

次級(jí)同功酶：由一個(gè)酶蛋白的基因在表達(dá)過(guò)程中經(jīng)過(guò)不同的加工和修飾所產(chǎn)生。目前三十五頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)意義：1.生物不同部位的生理狀況2.在發(fā)育過(guò)程中，適應(yīng)不同的發(fā)育階段3.分枝代謝的調(diào)節(jié)

目前三十六頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)4.酶分子的共價(jià)修飾

在某種酶的催化下，某一基團(tuán)以共價(jià)鍵與酶分子相連，使酶活性發(fā)生改變。主要指蛋白質(zhì)的磷酸化(磷?；蛳佘挣；?與脫磷酸化。目前三十七頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)蛋白質(zhì)的共價(jià)修飾

乙?；篘末端的－氨基和賴(lài)氨酸的ε－氨基甲基化：－氨基、ε－氨基：精氨酸的胍基以及C末端的－羧基和側(cè)鏈羧基上磷酸化：絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸的羥基上泛素化：－氨基和ε－氨基上目前三十八頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前三十九頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)糖基化：N－糖苷鏈：連接于天門(mén)冬酰胺的酰胺基上O－糖苷鍵：絲氨酸、蘇氨酸、羥賴(lài)氨酸、羥脯氨酸的羥基上S－糖苷鍵：半胱氨酸的巰基目前四十頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)概念及特性蛋白質(zhì)的磷酸化與脫磷酸化過(guò)程是生物體內(nèi)存在的一種普遍的調(diào)節(jié)方式，幾乎涉及所有的生理及病理過(guò)程，如糖代謝、光合作用、細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育、基因表達(dá)、神經(jīng)遞質(zhì)的合成與釋放、甚至細(xì)胞的病變，在細(xì)胞的信號(hào)傳遞過(guò)程中有著極其重要的作用。蛋白質(zhì)的磷酸化是指由蛋白激酶催化的把ATP或GTP的γ位的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)氨基酸殘基上的過(guò)程，其逆反應(yīng)由蛋白磷酸酶催化，稱(chēng)為脫磷酸化。目前四十一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)特性：ATP在大多情況下是磷酸基團(tuán)的供體。蛋白質(zhì)中被磷酸化的氨基酸殘基主要是Ser或Thr，有些蛋白激酶可磷酸化酪氨酸。被磷酸化的氨基酸殘基可以有多個(gè)。多數(shù)蛋白激酶表現(xiàn)出一定的底物特異性，但很少有絕對(duì)特異性。一種蛋白質(zhì)可作為幾種蛋白激酶的底物和一種蛋白激酶有多種底物的情況是很常見(jiàn)。但一般情況下各類(lèi)蛋白激酶都有它們的適宜的底物。目前四十二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)Glucose(red),AMP(darkblue,allostericactivator),pyridoxalphosphate(PLP,B6derivative,lightblue),andser14(yellow)Glycogenphosphorylase目前四十三頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前四十四頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)底物蛋白質(zhì)被磷酸化的氨基酸殘基附近的氨基酸組成和順序常常構(gòu)成被蛋白激酶辨認(rèn)的特殊區(qū)域。例如依賴(lài)cAMP的蛋白激酶(PKA)需要底物被磷酸化的絲氨酸或蘇酸殘基附近(N－端方向)由堿性氨基酸即Arg或Lys殘基，如－Arg-Arg-X-Ser/Thr-x這樣的順序，其中X可以是任何氨基酸殘基。在絲氨酸/蘇氨酸類(lèi)型的蛋白激酶中，由第二信使調(diào)節(jié)的蛋白激酶都需要底物具有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，而這類(lèi)蛋白激酶中非信息依賴(lài)性的酪蛋白激酶則需要底物被磷酸化的氨基酸殘基C端附近要有酸性氨基酸殘基，即具有類(lèi)似－X-X-Ser/Thr-X-Glu-的結(jié)構(gòu)順序。酪氨酸型的蛋白激酶有時(shí)需要被磷酸化氨基酸殘基附近要有酸性氨基酸，但是不是所有這類(lèi)蛋白激酶都需要這樣的底物結(jié)構(gòu)尚不清楚。目前四十五頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前四十六頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前四十七頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前四十八頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)蛋白質(zhì)磷酸化的意義

1．催化蛋白質(zhì)磷酸化的蛋白激酶的活性受胞內(nèi)信使cAMP，

Ca2+，DG等的調(diào)控，也即其活性主要受胞外信號(hào)的間接調(diào)節(jié)，是細(xì)胞對(duì)外界的信號(hào)作出反應(yīng)，所引起的細(xì)胞效應(yīng)，許多是持久的，如細(xì)胞的分裂分化等過(guò)程。目前四十九頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)2．調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)已存在的酶的“活性酶量”。與酶的重新合成與分解相比，這種方式是細(xì)胞對(duì)外界刺激作出迅速反應(yīng)。肌肉中，糖原磷酸化酶

糖元G-1-P糖元利用的第一步，也是糖元降解利用的主要調(diào)節(jié)機(jī)制。動(dòng)物體內(nèi)，兩種狀態(tài)a.(四聚體，激活)

b.(二聚體，失活)目前五十頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)3．對(duì)外界信號(hào)具有級(jí)聯(lián)放大作用胰高血糖素升高血糖的機(jī)理。目前五十一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)酶是催化劑，它的特點(diǎn)是少量催化劑可以促進(jìn)大量底物發(fā)生反應(yīng)。1個(gè)酶分子引起下一個(gè)酶分子100發(fā)生反應(yīng)(實(shí)際上，酶的轉(zhuǎn)換率比這大得多)，那么，經(jīng)四級(jí)放大后便為1億倍，由此可見(jiàn)，激素對(duì)酶活性控制是十分靈敏的。目前五十二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)反饋調(diào)節(jié)

在反應(yīng)系統(tǒng)中的產(chǎn)物or最終產(chǎn)物對(duì)初始反應(yīng)的酶活性的影響作用。

反饋激活前饋激活目前五十三頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)反饋抑制:終產(chǎn)物來(lái)抑制途徑中第一個(gè)或第二個(gè)酶活性的作用稱(chēng)為反饋抑制。當(dāng)系列終產(chǎn)物濃度積累過(guò)多時(shí)，就會(huì)反過(guò)來(lái)抑制初始反應(yīng)的酶活性，從而降低反應(yīng)速度。目前五十四頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)單價(jià)反饋抑制二價(jià)反饋抑制目前五十五頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)順序反饋抑制:協(xié)同反饋抑制累積反饋抑制同工酶反饋抑制特點(diǎn)和圖示

目前五十六頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)在1個(gè)分支代謝途徑中，如果分支點(diǎn)以前的一個(gè)反應(yīng)是由幾個(gè)同功酶催化，則分支代謝的幾個(gè)最終產(chǎn)物往往分別對(duì)這幾個(gè)同功酶發(fā)生抑制作用。如圖中A→B的反應(yīng)由3個(gè)同功酶a、b、c催化，它們分別受最終產(chǎn)物E、H、G抑制，某一終產(chǎn)物過(guò)量時(shí)僅能抑制相應(yīng)同功酶的活性，而不影響其他幾種終產(chǎn)物的合成。目前五十七頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)也稱(chēng)增效反饋抑制，指兩種終產(chǎn)物同時(shí)存在時(shí)的反饋抑制效果遠(yuǎn)大于一種終產(chǎn)物過(guò)量時(shí)的反饋抑制作用。其特點(diǎn)是每個(gè)終產(chǎn)物都能獨(dú)立地發(fā)揮較弱的反饋抑制作用。當(dāng)其中1種終產(chǎn)物過(guò)量合成時(shí)，就會(huì)立即控制超量終產(chǎn)物分支點(diǎn)后的代謝。當(dāng)所有終產(chǎn)物都過(guò)量合成時(shí)，才共同作用以增強(qiáng)抑制效果。目前五十八頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)每一分支途徑的終產(chǎn)物按一定百分率單獨(dú)抑制共同途徑前端的酶；當(dāng)幾種終產(chǎn)物共同存在時(shí)，它們的抑制作用是累積的；各終產(chǎn)物之間無(wú)關(guān)。目前五十九頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)在分支代謝途徑中，按一定順序逐步進(jìn)行的反饋抑制稱(chēng)為順序反饋抑制。在圖中，E過(guò)量可抑制C→D，導(dǎo)致C濃度增高，促使反應(yīng)向C→F→G方向進(jìn)行，又造成另一終產(chǎn)物G濃度升高；G過(guò)量時(shí)抑制C→F，導(dǎo)致C濃度升高，進(jìn)一步抑制A→B轉(zhuǎn)化。目前六十頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)三、酶合成的調(diào)節(jié)

轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)酶合成的調(diào)節(jié)是通過(guò)酶分子含量的變化來(lái)調(diào)節(jié)控制代謝速率，是基因表達(dá)上起作用，分為兩種酶合成的誘導(dǎo)，酶合成的阻遏。目前六十一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)1.酶合成的誘導(dǎo)根據(jù)酶合成對(duì)底物的依賴(lài)關(guān)系，可分為兩類(lèi):一類(lèi)是誘導(dǎo)，它們是根據(jù)外界環(huán)境中的化合物而生成，e.g.水稻幼苗在含硝酸鹽的溶液中，誘導(dǎo)形成硝酸還原酶，在培養(yǎng)液中不含硝酸鹽，幼苗中就不含這種酶。目前六十二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)

大腸肝菌培養(yǎng)在只含無(wú)機(jī)鹽及單一碳源的培養(yǎng)基中，大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)可以測(cè)出色氨酸合成的酶系，如果在培養(yǎng)基中加入色氨酸，大腸桿菌中色氨酸合成的酶系就明顯降低。色氨酸存在時(shí)，阻止了色氨酸合成酶系的形成，細(xì)菌可直接利用色氨酸，而不用自己合成，這種減少酶量的現(xiàn)象稱(chēng)為酶合成的阻遏。2.酶合成的阻遏目前六十三頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)

酶的誘導(dǎo)阻遏是在調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物阻遏蛋白的作用下，通過(guò)操縱基因控制結(jié)構(gòu)基因或基因組的轉(zhuǎn)錄而發(fā)生的。細(xì)菌通常并不合成那些在代謝上無(wú)用的酶，因此一些分解代謝的酶類(lèi)只有在底物存在時(shí)才被誘導(dǎo)合成。而一些合成代謝的酶類(lèi)在產(chǎn)物或產(chǎn)物類(lèi)似物足夠量存在時(shí)，其合成被阻遏。目前六十四頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)酶合成調(diào)節(jié)的遺傳機(jī)制—操縱子學(xué)說(shuō)Jacob和Monod在研究大腸桿菌β-半乳糖苷酶合成的遺傳基礎(chǔ)上，提出了控制基因表達(dá)的操縱子學(xué)說(shuō)。目前六十五頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1965

Fran?ois

JacobAndréLwoff

JacquesMonod

目前六十六頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)1.乳糖操縱子大腸桿菌生長(zhǎng)需要碳源,常見(jiàn)的是糖類(lèi),最方便利用的是葡萄糖,但有些條件下培養(yǎng)基中并無(wú)葡萄糖，僅有半乳糖等糖類(lèi)，這時(shí)分解它們的酶類(lèi)必須合成，才能利用半乳糖。目前六十七頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)

酶的誘導(dǎo)-lac體系受調(diào)控的證據(jù)在不含乳糖及β-半乳糖苷的培養(yǎng)基中，lac+基因型每個(gè)大腸桿功細(xì)胞內(nèi)大約只有1-2個(gè)酶分子。如果在培養(yǎng)基中加入乳糖，酶的濃度很快達(dá)到細(xì)胞總蛋白量的6%或7%，每個(gè)細(xì)胞中可有超過(guò)105個(gè)酶分子。

目前六十八頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前六十九頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)

科學(xué)家把大腸桿菌細(xì)胞放在加有放射性35S標(biāo)記的氨基酸但沒(méi)有任何半乳糖誘導(dǎo)物的培養(yǎng)基中繁殖幾代，然后再將這些帶有放射活性的細(xì)菌轉(zhuǎn)移到不含35S、無(wú)放射性的培養(yǎng)基中，隨著培養(yǎng)基中誘導(dǎo)物的加入，β-半乳糖苷酶便開(kāi)始合成。分離β-半乳糖苷酶，發(fā)現(xiàn)這種酶無(wú)35S標(biāo)記。說(shuō)明酶的合成不是由前體轉(zhuǎn)化而來(lái)的，而是加入誘導(dǎo)物后新合成的。目前七十頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)操縱子即基因表達(dá)的協(xié)同單位，含有結(jié)構(gòu)基因(編碼Pr)和控制部位?？刂撇糠?調(diào)節(jié)基因、操縱基因一個(gè)操縱子的全部基因都排列在一起，控制部分可接受調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物的調(diào)節(jié)。目前七十一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前七十二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)Z編碼β-半乳糖苷酶；Y編碼β-半乳糖苷透過(guò)酶；A編碼β-半乳糖苷乙?；D(zhuǎn)移酶。β-半乳糖苷酶是一種β-半乳糖苷鍵的專(zhuān)一性酶，除能將乳糖水解成葡萄糖和半乳糖外，還能水解其他β-半乳糖苷（如苯基半乳糖苷）。β-半乳糖苷透過(guò)酶的作用是使外界的β-半乳糖苷（如乳糖）能透過(guò)大腸桿菌細(xì)胞壁和原生質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。β-半乳糖苷乙酰基轉(zhuǎn)移酶的作用是把乙酰輔酶A上的乙?；D(zhuǎn)到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。目前七十三頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前七十四頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前七十五頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前七十六頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前七十七頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前七十八頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前七十九頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前八十頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)當(dāng)葡萄糖與乳糖共存，情況比較復(fù)雜，分解它們的酶類(lèi)必須不合成。降解物基因活化蛋白CAP（catabolicgeneactivateprotein,CAP)，與cAMP形成復(fù)合物結(jié)合于啟動(dòng)子部位，引起DNA構(gòu)象的變化，促進(jìn)RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合，使轉(zhuǎn)錄的起始更加頻繁，是一種正調(diào)控。當(dāng)有葡萄糖存在時(shí)，其分解代謝產(chǎn)物可抑制腺苷酸環(huán)化酶活性，激活磷酸二酯酶活性，cAMP含量下降，使CAP失活。目前八十一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前八十二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)

cAMP-CAP-DNA

目前八十三頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)2.色氨酸操縱子

大腸桿菌培養(yǎng)在只含無(wú)機(jī)鹽及單一碳源的培養(yǎng)基中，大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)可以測(cè)出色氨酸合成的酶系,如果在培養(yǎng)基中加入色氨酸,大腸桿菌中色氨酸合成的酶系就明顯降低。色氨酸存在時(shí),阻止了色氨酸合成酶系的形成。細(xì)菌可直接利用色氨酸，而不用自己合成，這種減少酶量的現(xiàn)象稱(chēng)為酶合成的阻遏。目前八十四頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前八十五頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前八十六頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)翻譯過(guò)程對(duì)轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)

衰減作用(弱化作用)

色氨酸mRNA的5’端有162核苷酸的前導(dǎo)序列，當(dāng)RNA的合成啟動(dòng)后除非缺乏色氨酸，否則大部分mRNA僅合成140核苷酸即停止。前導(dǎo)肽能編碼一小段14肽，其終止區(qū)具有潛在的莖環(huán)構(gòu)象和成串的U，表現(xiàn)出轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)的特征。前導(dǎo)RNA鏈有4個(gè)區(qū)域彼此互補(bǔ)，可形成奇特的二級(jí)結(jié)構(gòu)，有些情況下出現(xiàn)終止子結(jié)構(gòu)。

目前八十七頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)ElectronmicroscopicexaminationofcoupledtranscriptionandtranslationinE.coli.Directionoftranscription目前八十八頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)Stem-loop(hairpin)structure目前八十九頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)肽鏈的延長(zhǎng)是一種以循環(huán)的方式將AA加到正在合成的肽鏈羥端，N→C。目前九十頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前九十一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前九十二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前九十三頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前九十四頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前九十五頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)是原核生物的特征。原核生物翻譯結(jié)束mRNA上有特殊的終止子結(jié)構(gòu)。

目前九十六頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前九十七頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)衰減作用(弱化作用)的意義弱化子系統(tǒng)主要是對(duì)外源色氨酸濃度作出反應(yīng)，維持濃度的恒定。色氨酸濃度t目前九十八頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)真核生物轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)目前九十九頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前一百頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)目前一百零一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)

①順式作用成分與反式作用成分順式作用元件：轉(zhuǎn)錄其始點(diǎn)上游30bp處的TATA序列上游幾百bp的CCAAT序列或GGGCGG序列(GCbox)在基因上或下游遠(yuǎn)端或內(nèi)含子內(nèi)增強(qiáng)子(enhancer)序列負(fù)調(diào)控序列抑制子(silencer)其它特異調(diào)控序列以上各種特異的核苷酸序列都是反式作用因子蛋白質(zhì)的靶位點(diǎn)。目前一百零二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)轉(zhuǎn)錄因子目前一百零三頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)反式作用因子：通用轉(zhuǎn)錄因子：結(jié)合在TATA附近的：TFⅡA、TFⅡB、TFⅡD、TFⅡE.轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子：結(jié)合在上游特異核苷酸序列上的因子如SPI、CTF、AP-1、CREB還有些蛋白質(zhì)因子，它們自身并不與DNA相結(jié)合，卻能激活基因的轉(zhuǎn)錄，可能在兩種不同的調(diào)控因子中起橋梁作用。目前一百零四頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)2.轉(zhuǎn)錄因子的功能域(domain)

a.轉(zhuǎn)錄因子DNA結(jié)合區(qū)

Helix-turn-helix(orhelix-loop-helix)motif目前一百零五頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)最早在λ噬菌體CI和Cro蛋白及大腸桿菌的CAP蛋白中發(fā)現(xiàn)。雖然在氨基酸序列上有很大的可變性，但在高級(jí)結(jié)構(gòu)上是高度保守的。在兩個(gè)helix中，一個(gè)為識(shí)別螺旋，它的氨基酸殘基直接與靶DNA大溝的堿基專(zhuān)一結(jié)合。真核生物中最早在控制果蠅早期發(fā)育的同源域（homeodomain)蛋白中發(fā)現(xiàn)。目前一百零六頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)CAP-cAMP

目前一百零七頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)CAP-cAMP-DNA目前一百零八頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)ZincfingermotifH2C2最早發(fā)現(xiàn)于TFIIA的DNA結(jié)合區(qū)，是RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄5SRNA基因的必需的因子。含有堿性和極性氨基酸的的區(qū)域是識(shí)別特異DNA序列的位點(diǎn)。哺乳細(xì)胞的SP-1有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。C4：酵母細(xì)胞的GAL-4,哺乳動(dòng)物甾體激素受體，這一類(lèi)蛋白質(zhì)中的鋅指對(duì)DNA的結(jié)合是必需的，但對(duì)結(jié)合的專(zhuān)一性并不重要，在鋅指附近的其他氨基酸殘基與DNA直接作用形成專(zhuān)一結(jié)合。目前一百零九頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)Zincfinger(H2C2)motif目前一百一十頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)Zincfinger(C4)motif目前一百一十一頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)三、激素調(diào)節(jié)

細(xì)胞間代謝的調(diào)節(jié)是通過(guò)激素的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。激素是指由生物體內(nèi)產(chǎn)生，經(jīng)體液或細(xì)胞外液運(yùn)送到靶細(xì)胞，從而引起特殊的激動(dòng)效應(yīng)的一群微量的有機(jī)化合物。目前一百一十二頁(yè)\總數(shù)一百三十五頁(yè)\編于八點(diǎn)低濃度和瞬時(shí)性來(lái)發(fā)揮作用，具有組織特異性、效應(yīng)特異性。作用特點(diǎn):目前一百一十三頁(yè)\總