[农学]第十五章物质代谢的相互联系和调节控制.ppt

第十五章物质代谢的相互联系和调节控制 一、物质代谢的相互联系 糖代谢与脂类代谢的相互关系 脂肪代谢和糖代谢的相互关系 （二）糖代谢与蛋白质代谢的相互关系 糖代谢与蛋白质代谢的相互联系 脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系 核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的相互联系 糖类脂类氨基酸和核苷酸之间的代谢联系 （五）代谢的基本要略 生物氧化的三个阶段 生物系统中的能流 二、代 谢 调 节 (一)代谢调节的概念 (二)酶水平的调节 酶活性的前馈和反馈调节 反馈调节中酶活性调节的机制 6-磷酸葡萄糖对糖原合成的前馈激活作用 磷酸烯醇式丙酮酸羧化反应的调节控制 氨基酸合成的反馈调控 细胞能量状态指标 糖酵解与三羧酸循环途径的调节 共价修饰 酶级联系统调控示意图 cAMP激活蛋白激酶的作用机理 糖原合成酶和糖原磷酸化酶的调控 原核生物酶合成调节的遗传机制操纵子学说 酶的诱导和阻遏操纵子模型 大肠杆菌乳糖操纵子模型 乳糖操纵子的降解物阻遏 大肠杆菌色氨酸操纵子的衰减作用的可能机制 2）真核生物基因表达调控 (三)细胞膜结构对代谢的调节和控制作用 动物细胞结构和代谢途径 细胞膜结构对代谢的调节和控制作用 (四)激素调节的机制 肽类激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图 甾醇类激素作用原理示意图 糖原的分解和合成都是根据肌体的需要由一系列的调控机制进行调控，其限速酶分别为糖原磷酸化酶和糖原合成酶。它们的活性是受磷酸化或去磷酸化的共价修饰的调节及变构效应的调节。二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反。 糖原合成酶 a  ( 有活性) 糖原磷酸化酶 b ( 无活性) OH OH ATP ADP H2O Pi 糖原合成酶 b ( 无活性) 糖原磷酸化酶 a ( 有活性) P P 2、基因表达的调节 1）原核生物基因表达调节 酶浓度的调节 诱导 阻遏 终产物的阻遏 分解代谢产物阻遏 诱导作用（induction）： 指用诱导物（inducer）来促进酶的合成，这种作用称诱导作用。 阻遏作用（repression）： 指用阻遏物（repressor）阻止或降低酶的合成，这种作用称阻遏作用。 ? 操纵子——原核基因表达的协同单位 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） ? 酶诱导和阻遏的操纵子模型 ? 合成途径操纵子的衰减子作用 B.有活性阻遏蛋白加诱导剂 A.有活性阻遏蛋白 C.无活性阻遏蛋白 D.无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂 操纵基因 启动基因 调节基因 结构基因 阻遏蛋白(有活性) 阻遏蛋白阻挡操纵基因结构基因不表达 诱导物 诱导物与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白不能起到阻挡操纵基因的作用,结构基因可以表达 酶蛋白 mRNA 阻遏蛋白不能跟操纵基因结合, 结构基因可以表达 阻遏蛋白(无活性) 酶蛋白 mRNA 代谢产物与阻遏蛋白结合,从而使阻遏蛋白能够阻挡操纵基因,结构基因不表达 代谢产物 乳糖 调节基因 操纵基因 乳糖结构基因 P LacZ LacY Laca mRNA 阻遏蛋白（有活性） 基 因 关 闭 启动子 O R P LacZ LacY Laca 调节基因 操纵基因 乳糖结构基因 启动子 O R mRNAZ mRNAY mRNAa 阻遏蛋白（无活性） 基 因 表达 mRNA A、乳糖操纵子的结构 B、乳糖酶的诱导 阻遏蛋白（有活性） R LacZ LacY Laca mRNA mRNAZ mRNAY mRNAa 基 因 表达 CAP基因 结构基因 T CRP(CAP) O CAP结合部位 RNA聚合酶 T cAMP -CAP P 葡萄糖 分解代谢产物 腺苷酸环化酶 磷酸二酯酶 ATP cAMP 5-AMP 抑制 激活 葡萄糖降解物与cAMP的关系 cAMP CAP：降解物基因活化蛋白（catabolic gene activation protein） CRP：环腺苷酸受体蛋白（cycilic AMP receptor protein） 降低cAMP浓度 使CAP呈失活状态 1 1 1 2 3 2 2 3 3 4 4 4 核糖体 核糖体 转录继续 转录终止 C. 高浓度色氨酸使核糖体到达2部位， 3与4 碱基配对，转录终止。 A. 游离mRNA中1与2以及3与4碱基配对。 B. 低浓度色氨酸使核糖体停留在1部位，转录得以完成。 Trp 密码子 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