第十二章物质代谢临的相互联系和调节控制.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 图18-20 大肠杆菌色氨酸操纵子的衰减作用的可能机制 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 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 细胞膜结构对代谢的调节和控制作用 ? 控制跨膜离子浓度梯度和电位梯度 ? 控制细胞和细胞器的物质运输 ? 内膜系统对代谢途径的分隔作用 ? 膜与酶的可逆结合 激 素 调 节 的 机 制 1、含氮激素作用模式 2、甾醇类激素作用模式 甾醇类激素作用原理示意图 肽类激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图 ATP cAMP+PPi 内在蛋白质的磷酸化作用 改变细胞的生理过程 细胞膜 细胞膜 c R 蛋白激酶（无活性） c + R cATP 蛋白激酶（有活性） 受体 环化酶 激素 G蛋白 糖酵解和葡萄糖异生的关系 （胞液） （线粒体） 葡萄糖 丙酮酸 草酰乙酸 天冬氨酸 磷酸二羟丙酮 3-P-甘油醛 ?-酮戊二酸 乳酸 谷氨酸 丙氨酸 TCA循环 乙酰CoA PEP G-6-P F-6-P F-1.6-P 丙酮酸 草酰乙酸 谷氨酸 ?-酮戊二酸 天冬氨酸 3-P-甘油 甘油 A B C1 C2 A G-6-P磷酸酯酶 B F-1.6-P磷酸酯酶 C1 丙酮酸羧化酶 C2 PEP羧激酶 第三节 基因转录调控 一个基因指的是编码蛋白质多肽链和功能RNA的DNA（某些病毒基因为RNA），基因表达就是遗传信息被转录和翻译的过程。 基因表达的调控可以在不同水平，例如转录水平，或翻译水平上进行。 原核生物的基因调控主要是在转录水平上进行，因为他们的转录和翻译过程可同时进行。 真核生物的转录和翻译过程在时间和空间上都被分隔开，而且转录和翻译后都要经过复杂的加工过程，所以其基因调控在不同水平都需要进行调控。 基因表达的调节可以发生在不同水平上： ●转录水平：从DNA模板上把信息转录到RNA上。在环境信号分子的影响下。这是在质、量和时间程序上的调节。 ●翻译水平：将mRNA的三联体密码转变成氨基酸顺序。即蛋白质合成水平上的调节。 ●加工水平：包括RNA和蛋白质合成后的加工、修饰、转变成有活性的形成。 ●蛋白质活性的调节：包括别构调节和共价修饰调节 在上述几个方面的调节中，转录水平的调节是最关键的。因为细胞功能的重大调整，不涉及转录就不能实现。基因表达的控制主要是指转录水平的调节，尤其是在原核生物中，翻译和加工的问题比较简单，转录水平的调控就更为突出。 根据细菌酶的合成对环境的反应不同，酶的合成可分为两种类型：组成酶和适应酶。适应酶可分为诱导酶和阻遏酶。 1961年，法国科学家Jacob和Monod根据酶合成的诱导和阻遏的现象，提出了操纵子（operon）模型。操纵子是指编码一特定代谢途径酶的结构基因和控制这些基因转录的控制顺序所构成的转录单位。（这样的转录单位在原核生物中即称为操纵子。） ? 一．乳糖操纵子（lac operon）是酶诱导合成的例子 1.乳糖操纵子的组织结构 结构基因：Z基因―――编码β－半乳糖苷酶。 Y基因―――编码半乳糖苷透过酶 A基因―――编码硫代半乳糖苷转乙酰基酶 操纵基因（operator）:是阻遏蛋白结合部位。 启动基因（又称启动子，promoter）:是RNA聚合酶结合的部位。 操纵子(operon)的结构与功能 Inhibitor gene P S1 S2 S3 启动子 结构基因1，2，3... O 操纵基因 Promoter Operator gene Structure gene 调控区 结构基因 操纵子 表达阻遏蛋白 结合RNA 聚合酶 结合 阻遏蛋白 表达功能蛋白 ? I 阻遏物基因 Jacob和Monod在对大肠杆菌乳糖发酵过程中酶的生物合成研究时，探讨了基因表达调控机制，并提出了乳糖操纵子模型。 操纵子：由一个启动子共转录的几个不同基因组成的转录单位，即由启动子序列、操纵基因和受操纵基因调控的一个或多个相关基因（结构基因）组成的基因表达单位。操纵子模型可以很好说明原核生物基因表达的调控机制。 调节物基因 控制部位 几个相关基因（结构基因） 操纵子的一般结构 大肠杆