【正文】 丙酮酸 111 丙酮酸羧化酶 蘋(píng)果酸脫氫酶 延胡索酸酶 丙酮酸羧激酶 果糖 己糖激酶 磷酸葡萄糖異構(gòu)酶 磷酸果糖激酶 醛縮酶 磷酸甘油醛脫氫酶 磷酸甘油酸變位酶 丙酮酸激酶 烯醇酶 葡萄糖 6磷酸酶 112 多酶體系 生物體內(nèi)常常是為了催化一系列連鎖反應(yīng)而聯(lián)系成多酶體系。 1. 酶分子呈溶解狀態(tài)，底物和產(chǎn)物一般均為小分子，擴(kuò)散速度快；容易從一個(gè)酶到另一個(gè)酶分子 2. 酶分子結(jié)構(gòu)較緊密，組成多酶復(fù)合體，如：脂肪酸脫氫酶系、丙酮酸脫氫酶系； 3. 酶連接在膜上或核蛋白體上，如：線粒體的電子傳遞鏈酶系、葉綠體的光電子傳遞酶系。 113 雙關(guān)酶 ? 能可逆地與膜結(jié)合的酶 。 ? 有溶解態(tài)和膜結(jié)合態(tài)二種形式 。 通過(guò)與膜的結(jié)合與解離迅速調(diào)節(jié)其活性 ， 應(yīng)答迅速 、 靈敏 。 ? 如 EMP中的己糖激酶 、 AA代謝中的谷氨酸脫氫酶等 ， 是細(xì)胞代謝調(diào)節(jié)的重要方式之一 114 三、代謝與能量 能荷： 細(xì)胞中腺苷酸庫(kù)中的高能磷酸化的狀態(tài)。 能荷＝ （ [ATP]+[ADP]/([ATP]+[ADP]+[AMP]) 一般在 調(diào)節(jié)：細(xì)胞消耗較多時(shí)， ATP下降，能荷下降，則促進(jìn) EMP， TCA 氧化磷酸化和光合磷酸化過(guò)程 反之亦然。 115 ? 物質(zhì)的代謝網(wǎng)絡(luò) ? 彼此互相協(xié)調(diào)相互制約有序進(jìn)行分子、細(xì)胞、多細(xì)胞水平進(jìn)行調(diào)控 116 第二節(jié) 酶量的調(diào)節(jié) 酶量調(diào)節(jié)： 指對(duì)酶合成和降解的調(diào)節(jié) 。 原核生物的基因組和染色體簡(jiǎn)單 ， 其基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯可以在同時(shí)和同位置進(jìn)行 ， 基因調(diào)節(jié)主要在 轉(zhuǎn)錄水平 進(jìn)行 。 真核生物有細(xì)胞核的分化 ， 轉(zhuǎn)錄和翻譯在空間和時(shí)間上被分開(kāi) ， 轉(zhuǎn)錄和翻譯后都有復(fù)雜的加工過(guò)程 ， 其基因表達(dá)的調(diào)控在 多水平上 進(jìn)行 。 117 酶合成的誘導(dǎo)、阻遏 酶合成的誘導(dǎo)（誘導(dǎo)作用）： 由于某種酶的 底物 存在，導(dǎo)致作用于該底物的相應(yīng)酶合成的現(xiàn)象。這個(gè)底物叫 誘導(dǎo)物 ，合成的酶叫 誘導(dǎo)酶 。 酶合成的阻遏（阻遏作用）： 由于某種代謝途徑的 產(chǎn)物 過(guò)多，導(dǎo)致該途徑中與該產(chǎn)物合成有關(guān)的某個(gè)或某些酶停止合成的現(xiàn)象。這種產(chǎn)物叫輔阻遏物， 由輔阻遏物作用而停止合成的酶叫阻遏酶 。 118 一、酶合成調(diào)節(jié) （一）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)誘導(dǎo)和阻遏 操縱子模型 ： 1961提出 ， 大腸桿菌乳糖操縱子是第一個(gè) 操縱子： 轉(zhuǎn)錄水平上控制基因表達(dá)的協(xié)調(diào)單位，含啟動(dòng)子、操縱基因和功能上彼此相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因。 基因包括： 1. 調(diào)節(jié)基因：阻遏物或誘導(dǎo)物 2. 啟動(dòng)子： 3. 操縱基因：阻遏物結(jié)合位點(diǎn) 4. 結(jié)構(gòu)基因：酶、結(jié)構(gòu)蛋白、抗原蛋白 119 調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物 對(duì)轉(zhuǎn)錄影響 IPTG 丙基硫代－ ?－ D－ 半乳糖苷 120 調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物 對(duì)轉(zhuǎn)錄的調(diào)控 氨基酸缺乏時(shí) ，阻遏蛋白處于去阻遏狀態(tài) 氨基酸過(guò)量，過(guò)量氨基酸通過(guò)和色氨酸操縱子阻遏蛋白結(jié)合，激活阻遏蛋白。輔阻遏物 trpE D C B A Trp E D C B A 121 分解代謝物 阻遏 (依賴調(diào)節(jié)基因 ) 大腸桿菌在葡萄糖和乳糖共存的培養(yǎng)基中，葡萄糖用完前，乳糖不能被利用 葡萄糖降解產(chǎn)物抑制腺苷酸環(huán)化酶活性、活化磷酸二酯酶活性 乳糖、半乳糖、阿拉伯糖、麥芽糖等操縱子 122 衰減作用（區(qū)別調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物對(duì)轉(zhuǎn)錄的調(diào)控） 衰減子： 是位于結(jié)構(gòu)基因上游前導(dǎo)區(qū)的終止子。 以核糖體的空間位置來(lái)調(diào)節(jié)終止子的形成。 前導(dǎo) RNA中常含有多個(gè)調(diào)節(jié)物氨基酸的密碼子如色氨酸操縱子中有兩個(gè)相鄰的色氨酸密碼子 1 Trp Trp 2Stop 3 4 AAAAAAAA TrpE DCBA 139bp 前導(dǎo) RNA 123 一、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)誘導(dǎo)和阻遏 1. 乳糖操縱子（乳糖誘導(dǎo)） 2. 色氨酸操縱子（輔阻遏物調(diào)控） 3. 分解代謝物阻遏 4. 衰減子調(diào)控 124 （ 二 ） 轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)錄后調(diào)控：指 RNA的特殊結(jié)構(gòu)和蛋白因子的相互作用 。 ① 真核生物的 mRNA轉(zhuǎn)錄后的加工： 加 帽子 、 尾 、 內(nèi)含子切除 、 外顯子拼接以及內(nèi)部甲基化 。 ② 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 由 核到胞質(zhì)運(yùn)輸 :ATP提供能量穿過(guò)核孔復(fù)合體到胞漿 ③ mRNA在胞質(zhì)中的定位 ：形成 RNP運(yùn)輸復(fù)合體 ， 運(yùn)輸?shù)侥康牡胤g （ 空間調(diào)節(jié) ） 125 （三）翻譯水平的調(diào)控 1. 原核生物的 mRNA上游的 SD序列 :有控制部位的結(jié)構(gòu)特征的 mRNA翻譯起始頻率高。 2. 真核生物主要是控制 mRNA的穩(wěn)定性和有選擇的進(jìn)行翻譯（加帽子和尾等） 126 酶合成調(diào)節(jié) 1. 轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控 2. 轉(zhuǎn)錄后調(diào)控 3. 翻譯水平調(diào)控 127 二 、 酶降解調(diào)控 ? 蛋白壽命和成熟蛋白的 N末端有關(guān)： M、 S、 A、 I、 V、 G 穩(wěn)定 ， 當(dāng)是精氨酸和 天冬氨酸時(shí)不穩(wěn)定 ? 真核細(xì)胞中泛肽 （ 76氨基酸 ）和蛋白結(jié)合則降解 。 128 第三節(jié) 酶分子的活性調(diào)節(jié) 快速反應(yīng) ? 酶原激活 ? 酶的共價(jià)修飾和級(jí)聯(lián)系統(tǒng) ? 前饋和反饋?zhàn)饔? 129 酶原激活 ：主要是通過(guò)一些肽鍵打斷，出現(xiàn)一些氨基酸的新末端，或切割重組（位置改變）而被激活。 酶的共價(jià)修飾 ：指在專(zhuān)一酶的催化下小分子基團(tuán)（磷?；┛梢怨矁r(jià)結(jié)合到酶的特定氨基酸殘基上，并可以被酶促水解下，這種加上和脫下的共價(jià)修飾會(huì)引起酶的活性和無(wú)活性構(gòu)象的改變 …… 調(diào)節(jié)酶活性 反應(yīng)迅速，有放大效應(yīng)：一個(gè)酶被修飾后又去修飾另一酶分子修飾，每一次都放大一次。 級(jí)聯(lián)系統(tǒng) ：連鎖代謝反應(yīng)中的一個(gè)酶被激活后，連續(xù)的發(fā)生其他酶被激活，導(dǎo)致信號(hào)的放大。這樣的連鎖代謝反應(yīng)系統(tǒng)成為級(jí)聯(lián)系統(tǒng)。（如激素和神經(jīng)遞質(zhì)） 130 前饋和反饋?zhàn)饔? 前饋 正前饋：代謝途徑中前面的底物對(duì)后面的某一催化反應(yīng)的調(diào)節(jié)酶起激活作用的過(guò)程。 負(fù)前饋：代謝底物對(duì)代謝過(guò)程的調(diào)節(jié)酶起抑制作用的過(guò)程。如代謝底物過(guò)量情況下，避免代謝途徑過(guò)分擁擠。 反饋 負(fù)反饋：代謝反應(yīng)產(chǎn)物使代謝過(guò)程速度降低的過(guò)程 正反饋：代謝反應(yīng)產(chǎn)物使代謝過(guò)程速度加快的過(guò)程 131 具有分支點(diǎn) 、 交叉點(diǎn)復(fù)雜代謝網(wǎng)絡(luò)： ① 協(xié)同調(diào)節(jié)：幾個(gè)產(chǎn)物同時(shí)過(guò)多時(shí)才可以對(duì)第一酶發(fā)生抑制作用 ， 保證了分枝代謝中不至于由于一個(gè)產(chǎn)物過(guò)多而影響其他產(chǎn)物的缺乏 。 ② 同功酶調(diào)節(jié)：在分枝代謝中 ， 分枝點(diǎn)前的某個(gè)反應(yīng)由一組同功酶催化時(shí) ， 其多個(gè)產(chǎn)物往往分別對(duì)一組同功酶中的某個(gè)酶發(fā)生抑制 ，保證了不至于因?yàn)橐环N產(chǎn)物的過(guò)多導(dǎo)致其他產(chǎn)物的缺乏 。 ③ 累計(jì)調(diào)節(jié)：幾個(gè)產(chǎn)物中的任何一個(gè)過(guò)多時(shí)都可以對(duì)某一酶發(fā)生抑制作用 ， 但只有在都同時(shí)過(guò)多時(shí) ， 才表現(xiàn)出最大效應(yīng) 。 ④ 逐步反饋調(diào)節(jié)： 132 同功酶在代謝調(diào)控中的作用 在分枝代謝中起重要的調(diào)節(jié)作用。 天冬氨酸 Lys Met Thr 天冬氨酸激酶催化 AK1 AK3 AK2 133 E F A B C G H E1 E2 E3 E4 134 第四節(jié) 代謝的區(qū)域化 細(xì)胞結(jié)構(gòu)和酶分布 真核生物中的精細(xì)的內(nèi)膜系統(tǒng)將酶高度區(qū)域化，使代謝有條不紊進(jìn)行 膜結(jié)構(gòu)對(duì)代謝的調(diào)控作用 ① 將細(xì)胞分區(qū)，不同區(qū)域濃縮了酶和輔助因子，互相不干擾 ② 使細(xì)胞有選擇的與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，有利于不同分隔區(qū)的代謝調(diào)控。 ③ 使細(xì)胞更敏感的識(shí)別環(huán)境的變化， ④ 調(diào)節(jié)能量的分配和轉(zhuǎn)換。 ⑤ 細(xì)胞的各種活動(dòng)都和細(xì)胞膜變化有關(guān) 135 Thank