大学生物化学第09章代谢调节.ppt

mRNA 低半乳糖时 高半乳糖时 葡萄糖低 cAMP浓度高 葡萄糖高cAMP浓度低 RNA-pol O O O O 一、真核基因组结构特点 （一）真核基因组结构庞大 哺乳类动物基因组 DNA 约 3 × 10 9 碱基对 编码基因约 有 40000 个，占总长的6 % rDNA等重复基因约 占 5% ~ 10% （二）单顺反子 单顺反子(monocistron) 即一个编码基因转录生成一个mRNA分子，经翻译生成一条多肽链。 （三）重复序列 单拷贝序列（一次或数次） 高度重复序列（106 次） 中度重复序列（103 ~ 104次） 多拷贝序列 （四）基因不连续性 二、真核基因表达调控特点 （一）RNA聚合酶 （二）活性染色体结构变化 1. 对核酸酶敏感 活化基因常有超敏位点，位于调节蛋白结合位点附近。 2. DNA拓扑结构变化 天然双链DNA均以负性超螺旋构象存在； 基因活化后 RNA-pol 正超螺旋 负超螺旋 转录方向 3. DNA碱基修饰变化 真核DNA约有5%的胞嘧啶被甲基化， 甲基化范围与基因表达程度呈反比。 4. 组蛋白变化 ① 富含Lys组蛋白水平降低 ② H2A, H2B二聚体不稳定性增加 ③ 组蛋白修饰 ④ H3组蛋白巯基暴露 （三）正性调节占主导 （四）转录与翻译分隔进行 （五）转录后修饰、加工 三、真核基因转录激活调节 （一）顺式作用元件 1. 启动子 真核基因启动子是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，至少包括一个转录起始点以及一个以上的功能组件。 TATA盒 GC盒 CAAT盒 2. 增强子(enhancer) 指远离转录起始点、决定基因的时间、空间特异性、增强启动子转录活性的DNA序列。 3. 沉默子(silencer) 某些基因的负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 （二）反式作用因子 1. 转录调节因子分类（按功能特性） * 基本转录因子(general transcription factors) 是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决定三种RNA(mRNA、tRNA及rRNA)转录的类别。 * 特异转录因子(special transcription factors) 为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达。 转录激活因子 转录抑制因子 2. 转录调节因子结构 DNA结合域 转录激活域 TF 蛋白质-蛋白质结合域 （二聚化结构域） 谷氨酰胺富含域 酸性激活域 脯氨酸富含域 最常见的DNA结合域 1. 锌指(zinc finger) C —— Cys H —— His 常结合GC盒 Zn Cys His 2. α-螺旋 常结合CAAT盒 （三）mRNA 转录激活及其调节 polⅡ TFⅡH TAF TFⅡF TAF TAF TFⅡA TFⅡB TBP 真核RNA聚合酶Ⅱ在转录因子帮助下，形成的转录起始复合物 TATA DNA TBP相关因子 真核基因转录调节是复杂的、多样的 *不同的DNA元件组合可产生多种类型的转录调节方式； *多种转录因子又可结合相同或不同的DNA元件。 *转录因子与DNA元件结合后，对转录激活过程所产生的效果各异，有正性调节或负性调节之分。 内、外环境改变 机体相关组织分泌激素 激素与靶细胞上的受体结合 靶细胞产生生物学效应，适应内外环境改变 激素作用机制 二、激素水平的代谢调节 激素分类 Ι 膜受体激素 Ⅱ 胞内受体激素 按激素受体在细胞的部位不同，分为： 1. 膜受体激素的作用方式 激素作用方式 2. 胞内受体激素的作用方式 （一）饥饿 糖原消耗 血糖趋于降低 胰岛素分泌减少 胰高血糖素分泌增加 引起一系列的代谢变化 1. 短期饥饿（1～3天） 三、整体水平的代谢调节 （1）蛋白质代谢变化 分解加强，氨基酸异生成糖 （2）糖代谢变化 糖异生加强， 组织对葡萄糖利用降低 （3）脂代谢变化 脂肪动员加强，酮体生成增多 2. 长期饥饿 （1）蛋白质代谢变化 蛋白质分解减少 （2）糖代谢变化 肝肾糖异生增强 肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸 （3）脂代谢变化 脂肪动员进一步加强 脑组织利用酮体增加 （二）应 激 1. 概念 应激(stress)指人体受到一些异乎寻常的刺激，如创伤、剧痛、冻伤、缺氧、中毒、感染及剧烈情绪波动等所作出一系列反应的“ 紧张状态 ”。 2. 机体整体反应 交感神经兴奋 肾上腺髓质及皮质激素分泌增多 胰高血糖素、生长激素增加，胰岛素分泌减少 引起一系列的代谢变化 3. 代谢改变 （1） 血糖升高 （2） 脂肪动员增强 （3）蛋白质分解加强 附 录 目 录 也可进行糖异生和生成酮体； 肾髓质