第十三章物质间相互联系和代谢调节预案.ppt

第十五章 物质代谢的联系及其调节 二、糖与蛋白质 三、脂与蛋白质 DNA 转录前调节 转录调节 转录初产物RNA 转录后加工的调节 转运调节 成熟RNA 降解调节 翻译调节 蛋白质前体 加工调节 定向运输调节 降解调节 成熟蛋白质(酶) 活性调节 第二节代谢调节 酶水平的调节: 二、 酶活性调节 2.变构效应的调节 变构酶的特性与结构 变构酶特点： a. 有多个亚基 b. 有四级结构 c. 除了有可以与底物结合的活性中心外，还有可以结合调节物的别构中心 d. 酶促反应动力学不遵循米氏方程 变构酶举例： a. 大肠杆菌天冬氨酸转氨甲酰酶－ATCase. 6个调节亚基R，上面有结合ATP和CTP部位；6个催化亚基C，具催化活性。 ATP激活剂，CTP抑制剂。 Catalytic trimers are green.? ? Regulatory dimers are red. 变构酶的酶促反应动力学 根据结合调节物后构象的变化对酶与底物结合的影响，分为正协调效应与负协调效应。 a. 非调节酶 b. 正协同别构酶：在中等或较低底物浓度下，底物浓度发生较小的变化引起酶促反应速度有较大的变化，可以灵敏的调节酶促反应速度。 c. 负协同别构酶：在很宽的底物浓度范围内，酶促反应速度变化不明显，即对底物浓度变化不敏感。 D-glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (holo form) (E.C.1.2.1.12) complexed with NAD (red) b. 3－磷酸甘油醛脱氢酶：负协同效应别构酶代表 此酶具有四个亚基，可以和四个NAD＋结合，但结合常数不同。酶结合NAD＋后，发生构象变化。NAD＋和酶结合的解离常数很小，因此虽然底物NAD＋浓度很低，也能顺利地和酶结合。但是当NAD＋浓度升高时，酶结合了两个NAD＋之后，再结合第三、第四个NAD＋就不那么容易。也就是说这时候再要提高酶反应速度是较难的，需要浓度大大提高才行。在一定的底物浓度范围内，底物浓度变化不足以影响酶反应速度。这就是负协同别构酶对底物浓度变化的不敏感性。 3-磷酸甘油醛脱氢酶与NAD＋结合的解离常数(平衡透析测定) 解离常数(mol/L) 虾肌 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 ? 在有机体中有许多需要NAD＋的代谢途径，NAD+参与许多的反应，其浓度波动大。糖酵解是生物体内重要的代谢过程，速度要求相对稳定，在供氧不足的情况下，它仍需以一定的速度稳定的进行反应。因为3-磷酸甘油醛脱氢酶为此过程的负协同别构酶， 对底物NAD＋浓度变化不敏感，所以当NAD＋浓度很低(缺氧情况下)，其它需要NAD＋的代谢反应都随之减缓时，酵解过程仍然能以一定的速度顺利的进行。由此可以看到负协同效应别构酶的重要生理功能。 3.同功酶的调节 同功酶的定义及形成 同功酶(isoenzyme)是能催化相同的化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构、理化作用不完全相同的一组酶。它们普遍存在于动植物和微生物中，至今已发现了数百种之多，同功酶可存在于生物的同一种属或同一个体的不同组织，甚至同一组织、同一细胞中。 意义： 1.生物不同部位的生理状况 2.在发育过程中，适应不同的发育阶段 3.分枝代谢的调节 4.酶分子的共价修饰 在某种酶的催化下，某一基团以共价键与酶分子相连，使酶活性发生改变。 主要指蛋白质的磷酸化(磷酰基或腺苷酰基)与脱磷酸化。 蛋白质的共价修饰 糖基化： 概念及特性 蛋白质的磷酸化与脱磷酸化过程是生物体内存在的一种普遍的调节方式，几乎涉及所有的生