生物化学-第十四章-物质代谢的调节控制.pptVIP

第十四章 物质代谢的调节控制 第一节 代谢调节的类型 根据调控水平的不同，生物调控可分为： 1. 神经系统的调控作用 2. 激素的调控作用 3. 细胞－酶水平的调控作用 一. 神经调控作用 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。 二. 激素的调控作用 激素是生物细胞分泌的一类特殊化学物质，它对各种生命活动和代谢过程具有调控功能。 激素调控往往是局部性的，并且直接或间接受到神经系统的控制。 三. 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。 （一）、酶定位的区域化 二）酶活性的调节 1.共价修饰 2.亚基的聚合与解聚 2.变构 1.共价修饰： 例：糖原磷酸化酶的共价修饰 (三）酶含量的调节（迟缓调节） 通过改变酶的合成与降解以调节细胞内酶的含量，从而调节代谢的速度和强度。 第二节 反馈调节 前馈与反馈的概念 反馈抑制的类型 反馈调节的机制 一、前馈和反馈的概念 反馈与前馈作用 二、反馈抑制的类型 线性代谢的反馈调节 分支代谢的反馈调节 1、多价反馈抑制 2、协同反馈抑制 3、累积反馈抑制 4、合作反馈抑制 5、顺序反馈抑制 (一）、线性代谢的反馈调节 A B C D P 二）、分支代谢的反馈调节 A B C D 协同反馈抑制： A B C D A B A B C D 三、反馈调节的机制 变构酶调节 同工酶调节 多功能酶调节 (一)变构酶调节 (二)同工酶调节 第三节、基因表达的调节控制 原核生物基因表达的调控 真核生物基因表达的调控 一、原核生物基因表达的调控 (一） 操纵子学说 原核生物以操纵子为单元进行表达和调控，特异的阻遏蛋白是控制原核启动序列活性的重要因素。 二）、调控因子 σ因子 阻遏蛋白 CPA蛋白 ntrC蛋白 鸟苷多磷酸 二、真核生物基因表达调控 (一） 顺式作用元件 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序列元件，每个元件约长7－30bp。 2.增强子（Ehancer）　 一种能够提高转录效率的顺式调控元件，通常占100－200bp长度，也和启动子一样由若干组件构成，基本核心组件常为8－12bp，可以单拷贝或多拷贝串连形式存在。 3.沉寂子（silencer）　 最早在酵母中发现，以后在T淋巴细胞的T抗原受体基因的转录和重排中证实这种沉寂子的作用可不受序列方向的影响，也能远距离发挥作用，并可对异源基因的表达起作用，是一种负调控顺式元件。 二）、反式作用因子(transacting factors)  以反式作用影响转录的因子可统称为转录因子(transcription factors, TF)。RNA聚合酶是一种反式作用于转录的蛋白因子。 第四节、细胞水平的诱导与阻遏调节机制 组成酶与适应酶 诱导机制 阻遏机制 乳糖操纵子的结构 乳糖酶的诱导 酶的诱导和阻遏操纵子模型 乳糖操纵子的正调控 E D E F 谷氨酰胺合成酶受到各种终产物的累积反馈抑制 累积反馈抑制： E1 E4 E5 X Y 存在芳香族氨基酸合成的过程中 顺序反馈抑制： 代谢物 别构中心 活性中心 A B G F J D C H - - - - E1 E2 E3 E4 操纵子 结构基因（编码蛋白质，S） 控制部位 操纵基因（operator, O） 启动子（premotor, P） 操纵子及调节基因示意图 负调控 正调控 诱导物 诱导物 辅阻遏物 辅阻遏物 DNA 转录初产物RNA mRNA 蛋白质前体 mRNA降解物 活性蛋白质 DNA水平调节 转录水平调节 转录后加工的调节 翻译调节 mRNA降解调节 翻译后加工的调节 核 细胞质 ?真核基因调控主要是正调控 ?真核