13物质代谢的调节控制.pptVIP

第十三章 物质代谢的调节控制;第一节 代谢调控的类型 第二节 激素的调节作用 第三节 细胞水平的反馈调节机制 第四节 基因表达的调节控制 第五节 糖代谢与脂代谢调节 第六节 代谢调节与微生物发酵;生命现象是生物体内发生的极其复杂的生物化学过程的综合结果。 为了保证生命活动（如生长、发育、分化、繁殖、代谢和运动等）能够有条不紊地进行，所有生物体内发生的生物化学过程都必须受到有效的调控。 生物调控机制是生物在长期进化过程中逐步形成的。生物进化程度愈高，调控机制愈完善、愈复杂。;调控的分子生物学基础;物质之间的相互作用;第一节 代谢调控的类型;人及高等动物具有高度发达的神经系统，这类生物的各种活动和代谢的调节机制都处于中枢神经系统的控制之下。神经系统既直接影响各种酶的合成，又影响内分泌腺分泌激素的种类和水平，所以神经系统的调节具有整体性特点。 神经系统对生命活动的调控在很大程度上是通过调节激素的分泌来实现的。; 第二节 激素调节功能;激素调控作用;1.含量少；在生物体某特定组织细胞产生。 2.通过体液的运动被输送到其他组织中发挥作用。 3.作用很大，效率高，在新陈代谢中起调节控制作用。 4.在医疗上，激素也是一类重要药物。;激素的分类;甲状腺激素;甲状腺素生理功能;幼年动物若甲状腺机能减退或切除甲状腺时，将引起发育迟缓，身材矮小，行动呆笨而缓慢； 成年动物甲状腺机能减退时，出现厚皮病，心博减慢，基础代谢降低，性机能低下。 反之，甲状腺机能亢进，动物眼球突出，心跳加快，基础代谢增高，消瘦，神经系统兴奋性提高，表现为神经过敏等.;肾上腺素 ;肾上腺素具有与交感神经兴奋相似的作用，使血管收缩，心脏活动加强，血压升高，临床上被用来作为升压药物，起抗休克作用。 肾上腺素主要是调节糖代谢, 它能够促进肝糖原和肌糖原的分解，增加血糖和血中的乳酸含量。;多肽及蛋白质激素;胰岛素;（2）胰高血糖素;甲状旁腺激素;糖皮质激素功能;调节水盐代谢：促使体内保留钠离子及排出过多的钾离子，调节水盐代谢。肾???腺皮质激素分泌失常，将引起糖代谢及无机盐代谢紊乱而出现病症。;性激素; 第三节细胞-酶水平调控作用;细胞-酶水平调控是通过调节细胞内的酶的种类、数量、分布或活性来控制各种代谢过程或生理过程。 这类调控主要包括：细胞膜结构的调控作用和酶的活性调控作用。 某些人工合成或天然存在的化学物质也具有调控功能，主要是表现在对酶的活性影响方面。;细胞内进行的错综复杂的代谢过程及生理变化，主要是通过酶的调节来实现的。 实际上，激素的调控作用也是通过对酶的影响（酶的产生和酶的活性）而实现的。 细胞-酶对生物体内发生的生物化学过程的调控主要包括细胞膜结构的调控作用和酶的活性调控作用两个方面。;一、细胞膜结构的调控作用; 二、酶活性的调控;酶活性的前馈和反馈调节 ;别构中心;酶变构调节作用;目前已知的变构酶均为寡聚酶，含两个或两个以上的亚基，一般分子量较大，而且具有复杂的空间结构。 大多数由变构酶催化的反应不遵守米氏方程，由变构剂所引起的抑制作用也不服从典型的竞争性或非竞争性抑制作用的数量关系。;变构剂可以分为两类;共价修饰调控; 共价修饰 ;第四节 基因表达调控;基因表达转录调控方式;I－调节基因 P－启动子 O－操作子（操作基因） Z、Y、A－三种结构基因;阻遏蛋白的负性调节; CAP（代谢产物活化蛋白）的正性调节 当没有葡萄糖及cAMP浓度较高时，cAMP与CAP结合，这时CAP结合在lac启动序列附近的CAP位点，可刺激RNA转录活性。葡萄糖的分解代谢产物能抑制腺苷酸环化酶活性并活化磷酸二酯酶，从而降低了cAMP的浓度，CAP不能被活化形成CAP－cAMP复合物，则不能转录。 ;lac阻遏蛋白负性调节与CAP正性调节两种机制协调合作：当Lac阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；但是如果没有CAP存在来加强转录活性，即使阻遏蛋白从操纵序列上解聚仍几无转录活性。 lac操纵子强的诱导作用既需要乳糖存在又需缺乏葡萄糖。 ;调节基因;大肠杆菌色氨酸操纵子的衰减作用;真核生物基因表达调控;真核基因的调控;顺式作用元件(cis acting elements) 真核基因的顺式调控元件是基因周围能与特异转录因子结合而影响转录的DNA序列。其中主要是起正性调控作用的顺式作用元件，包括启动子(promoter)、增强子(enhancer)；近年又发现起负性调控作用的元件沉寂子(silencer)。 ;1.启动子（Promoter）　 是指RNA聚合酶结合并起动转录的DNA序列。真核启动子一般包括转录起始点及其上游约100－200bp序列，包含有若干具有独立功能的DNA