生化工程第三章微生物的代謝調(diào)節(jié)方式及人工控制-在線瀏覽
2024-09-02 08:22本頁面
【正文】 糖苷酶 半乳糖苷滲透酶 半乳糖苷轉(zhuǎn)乙?；? 乳糖操縱子的誘導機制 色氨酸操縱子的阻遏是對合成代謝酶類進行正調(diào)節(jié)的典例。 5個結(jié)構(gòu)基因分別編碼色氨酸合成途徑中的 5種酶。 當細胞內(nèi)色氨酸濃度高時，色氨酸與阻遏物蛋白結(jié)合，形成完全阻遏物，與操縱基因結(jié)合，阻止結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄（色氨酸為輔阻遏物）。 終產(chǎn)物 (反饋 )阻遏機制 : (以色氨酸操縱子為例 ) The Tryptophan Operon 分解代謝阻遏機制 : (以葡萄糖分解代謝物對乳糖分解酶的阻遏為例 ) 含有一個代謝產(chǎn)物活化蛋白 CAP (catabolite activated protein)，也稱 cAMP受體蛋白 CRP； CAP 和 cAMP都是 lac mRNA合成所必需的。 葡萄糖分解代謝的中間代謝物能抑制腺苷酰環(huán)化酶活性并活化磷酸二酯酶，從而降低 cAMP濃度，此時 CAP不能被活化形成 cAMP CAP復合物，從而抑制了 lac的轉(zhuǎn)錄。 葡萄糖降解物抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性， cAMP濃度下降 ， cAMP不與 CAP結(jié)合， RNA多聚酶不能結(jié)合， 轉(zhuǎn)錄不能進行。若受外界或內(nèi)部刺激（如滲透壓、化學吸引劑、特殊分子的存在或缺乏），傳感器分子便自動磷酸化，從而把刺激轉(zhuǎn)換成生化信號（傳感器分子的磷酸化狀態(tài)）。磷酸化調(diào)節(jié)器可作為轉(zhuǎn)錄的激活劑或阻遏物，再與 DNA序列相互作用。 二元調(diào)節(jié)系統(tǒng) 回本章目錄 一定數(shù)量的酶，通過其分子構(gòu)象或分子結(jié)構(gòu)的改變來調(diào)節(jié)其催化反應的速率，這種調(diào)節(jié)能夠最大限度的使微生物細胞對周圍環(huán)境變化作出快速反應。特點是反應快速。 代謝中間產(chǎn)物的反饋激活： 代謝中間產(chǎn)物對該代謝途徑的前面的酶起激活作用。 A B C D X Ea Eb Ec 抑制 B. 有分支代謝途徑 的調(diào)節(jié)：在有兩種或兩種以上的末端產(chǎn)物的分支代謝途徑中，調(diào)節(jié)方式較為復雜。 同工酶的反饋抑制 途徑中的第一個反應（ A B） 被兩個不同的酶所催化，一個酶被 Y抑制，另一個酶被 Z抑制。 另兩個控制點（ C D），（ C F），分別受 Y或 Z的抑制。 A B C E2 D E Y F G Z E1 E3 E4 抑制 抑制 抑制 抑制 協(xié)同反饋抑制 末端產(chǎn)物 Y和 Z單獨過量，對途徑中第一個酶 E1無抑制作用，只有 Y和 Z同時過量，才能對 E1具有抑制作用。 A B C E1 D E Y F G Z E3 E2 抑制 抑制 抑制 累積反饋抑制 末端產(chǎn)物 Y和 Z單獨過量時，各自對途徑中第一個酶 E1僅產(chǎn)生較小的抑制作用，一種末端產(chǎn)物過量并不影響其他末端產(chǎn)物的形成。 A B C E1 D E Y F G Z 40% 30% 58% 超相加反饋抑制 末端產(chǎn)物 Y和 Z單獨過量時，各自對途徑中第一個酶 E1僅產(chǎn)生較小的抑制作用，一種末端產(chǎn)物過量并不影響其他末端產(chǎn)物的形成。 A B C E1 D E Y F G Z 15% 20% 90% ② 酶活性調(diào)節(jié)的分子機制 主要有兩種理論解釋： 別構(gòu)調(diào)節(jié)理論 （酶分子構(gòu)象的改變） 酶分子的化學修飾理論 （酶分子結(jié)構(gòu)的改變） 別構(gòu)酶除了具有與底物結(jié)合的催化中心外，還具有與調(diào)節(jié)劑結(jié)合的調(diào)節(jié)中心。 酶的共價修飾是酶蛋白在修飾酶催化下，可與某些物質(zhì)發(fā)生共價鍵的結(jié)合或解離，從而導致調(diào)節(jié)酶的活化或抑制，以控制代謝的速度和方向。 酶活力調(diào)節(jié)的機制 變構(gòu)酶理論： 變構(gòu)酶為一種變構(gòu)蛋白，酶分子空間構(gòu)象的變化 影響酶活。 活性位點 : 與底物結(jié)合 變構(gòu)位點 : 與 抑制劑結(jié)合 ,構(gòu)象變化 ,不能與底物結(jié)合 與激
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