第十三章 物质代谢联系及其调节.ppt

第十三章　物质代谢的联系及其调控 第十二章　物质代谢的联系及其调控 第一节 物质代谢的相互联系 一、糖代谢与脂类代谢的相互联系 二、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系 三、脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系 四、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系 级联系统调控示意图 抑制作用(inhibition) 激活作用(activation) 级联放大作用(amplification cascade) 　　A　单价反馈抑制 A B C D P B　协同反馈抑制 A B C D D 顺序反馈抑制 A B C D Ｅ 累积反馈抑制 A B 酶的诱导和阻遏操纵子模型 ①阻遏蛋白的负调控 ② CAP（降解物基因活化蛋白）的正调控 色氨酸操纵子的调控机制 trp操纵子的阻遏作用 trp 操纵子辅阻遏蛋白的负调控 真核生物基因表达调控 （二）酶降解的调节 酶定位的区域化 生物体内几条重要的细胞信号转导途径 cAMP-蛋白激酶A调节代谢示意图 R Lac z Lac y Lac a mRNA mRNAZ mRNAY mRNAA 基 因 表达 CAP基因 结构基因 CAP O CAP结合部位 RNA聚合酶 cAMP -CAP P cAMP 降低cAMP浓度 使CAP呈失活状态 ☆葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌优先利用葡萄糖 葡萄糖可降低cAMP浓度，阻碍其与CAP结合从而抑制转录。 结论：lac操纵子强的诱导作用既需要乳糖又需 缺 乏葡萄糖。 trp操纵子——属阻遏型操纵元，主要调控一系列用于色氨酸合成代谢的酶蛋白的转录合成。 由启动子、操纵子及5个结构基因组成，5 个结构基因依次为trpE、trpD、trpC、trpB、trpA，分别编码邻氨基苯甲酸合成酶的ε和δ链，吲哚甘油磷酸合成酶，trp合成酶的β和α链，在操纵基因和trpE之间有一段长162 bp的前导序列（trpL），其中含衰减子或弱化子(attenuator)。 当Trp浓度低于蛋白质合成所需最适水平时，trp操纵子即转录。 当Trp充足时，trp操纵子的转录被终产物阻遏。 trp操纵子的转录调控是通过Trp阻遏蛋白实现的。当Trp水平低时，阻遏蛋白以无活性形式存在，不能与操纵基因结合，因而trp 操纵子被RNA聚合酶转录，Trp 生物合成途径被激活。而当trp合成过多时， Trp作为辅阻遏物与阻遏蛋白结合形成同源二聚体，后者再与操纵基因结合而使基因转录关闭 。 阻 阻 m 形成终止信号 转录终止 是RNA聚合酶从启动子出发进行的转录作用受到衰减子的调控，也称为弱化作用。无Trp时操纵子基因开始转录，衰减子是位于结构基因上游前导区的终止子。在衰减子区域含有4段特殊的序列，高浓度色氨酸存在时，能形成不依赖ρ因子的转录终止信号，RNA聚合酶脱落，转录终止。低浓度色氨酸存在时，则不能形成转录终止信号，转录继续。 trp操纵子的衰减作用 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 细胞质 ? 真核基因表达调控的五个水平 DNA水平调节 转录水平调节 转录后加工的调节 翻译水平调节 翻译后加工的调节 ? 真核基因调控主要是正调控 许多代谢关键酶和受到严格调控的酶都会迅速降解。酶的降解由蛋白水解酶催化。 第二节 代 谢 调 节 控 制 ?酶活性调节 ?酶含量调节 ?细胞区域化调节 ?细胞信号转导 线粒体:丙酮酸氧化; TCA循环; ?-氧化;呼吸链电子传递;氧化磷酸化 细胞质: EMP; PPP; 糖原合成;脂肪酸合成; 细胞核:核酸合成 内质网:蛋白质合成; 磷脂合成；糖脂；糖蛋白；胆固醇；胆汁；粘多糖等，脂肪酸碳链延长 ? 新陈代谢（metabolism) 指生物体与外界物质交换过程中体内所经历的一切化学变化,是一切生命活动的基础，包括物质、能量、信息代谢。 ? 代谢调节(metabolic regulation) 正常情况下，生物体生成产物即能满足生物的需要，又不会过多而造成浪费，说明生物体在进化过程中形成了一套有效而灵敏的调控系统。 ? 代谢调节的三个层次 分子水平调节 细胞水平调节 　多细胞整体水平调节：激素水平（组织和器官）和整体水平（神经和维管 束系统）的调节。