物质代谢的相互联 系和调节控制.ppt

(三)酶合成的调节（基因表达的调节）酶合成调节，是通过酶量的变化来调控代谢速率。第31页,共43页，星期六，2024年，5月二、细胞水平的调节1.控制跨膜离子浓度梯度和电位梯度2.控制跨膜物质运输3.区隔化：浓缩作用，防止干扰，便于调节4.膜与酶可逆结合：双关酶：能与膜可逆结合，通过膜结合型和可溶型的互变来调节酶的活性。双关酶大多是代谢途径的关键酶和调节酶，如糖酵解中的己糖激酶，磷酸果糖激酶，醛缩酶，3-磷酸甘油醛脱氢酶，氨基酸代谢的Glu脱氢酶，Tyr氧化酶：参与共价修饰的蛋白激酶，蛋白磷酸脂酶等。第32页,共43页，星期六，2024年，5月三、激素水平的调节四、基因表达的调节基因表达有几个水平的调节转录水平翻泽水平加工水平转录后加工、翻译后加工蛋白质活性调节其中最关键的是在第一个水平，基因表达的控制主要发生在转录水平，原核生物尤其如此。第33页,共43页，星期六，2024年，5月（一）原核生物基因表达的调节1.操纵子模型（operonmodel)：是原核生物基因表达的调节机制。操纵子是基因表达的协调单位，它含有在功能上彼此有关的多个结构基因及控制部位，控制部位由启动子和操纵基因组成。一个操纵子的全部基因排列在一起，其中含多个结构基因，转录产物是单个多顺反子mRNA，操纵子的控制部位可受调节基因产物的调节。调节基因启动子和操纵基因多个结构基因第34页,共43页，星期六，2024年，5月大肠杆菌乳糖操纵子是第一个被发现的操纵子（Monod和Jacob，1961）大肠杆菌通常利用葡萄糖作为碳源，通常情况下环境中乳糖极少，降解乳糖的酶不被合成，其实质是乳糖降解酶基因不表达。第35页,共43页，星期六，2024年，5月乳糖操纵子模型第36页,共43页，星期六，2024年，5月大肠杆菌乳糖酶诱导合成---调节基因产物对转录的调控阻遏蛋白乳糖酶基因操纵基因结构基因半乳糖苷酶半乳糖苷转乙酰酶半乳糖苷透性酶操纵基因——基因合成的开关调节基因关——阻遏蛋白阻挡操纵基因，结构基因不表达诱导物（乳糖）开——诱导物阻止阻遏蛋白功能发挥mRNA酶蛋白第37页,共43页，星期六，2024年，5月（二）转录后的调节转录后的调节：对mRNA转录后的加工（也称为成熟）、输出核外、胞浆内定位和降解等过程的调控称为转录后的调节包括几个方面：1.真核生物mRNA转录后的加工2.转录产物由细胞核向胞质运输3.mRNA在胞质中的定位第38页,共43页，星期六，2024年，5月（三）翻译水平的调节翻译水平的调节的类型：不同mRNA翻译能力的差异、翻译阻遏作用、反义RNA的作用。1.翻译阻遏（trans-lationalrepression）当有过量核糖体蛋白质存在时，可引起它自身以及有关蛋白质合成的阻遏。这种在翻译水平上的阻遏作用叫翻译阻遏。2.反义RNA（意义）反义RNA指具有互补序列的RNA。亦称为干扰mRNA的互补RNA。（调节基因表达；抑制有害基因的表达）第39页,共43页，星期六，2024年，5月原核生物和真核生物的调节方式有所不同。原核生物mRNA翻译水平的调节：受控于5′末端与核糖体的结合部位，该部位通常位于起始密码子AUG上游约10个核苷酸的地方，往往由一段富含嘌呤的序列组成，称为SD序列（Shine-Dilgavno)。凡有明显SD序列特征性部位，翻译起始频率就高，反之则低。真核生物在翻译水平上的调节：主要是控制mRNA的稳定性和有选择的进行翻译。mRNA的加帽和加尾修饰有利于mRNA的稳定。第40页,共43页，星期六，2024年，5月五、酶降解的调节酶合成的诱导和阻遏作用可以调节酶的数量，相反酶的降解速度也能调节细胞内酶的含量。酶的降解是由特异的蛋白质水解酶催化的。在细胞内常含有各种水解酶，其水解蛋白质的种类和速度随细胞的生长状态和环境条件而不断变化。如大肠杆菌在指数生长期，蛋白酶的总活性较低，但当大肠杆菌由于营养缺乏而处于静止期时，便诱导合成蛋白水解酶，分解细胞内不需要的蛋白质。第41页,共43页，星期六，2024年，5月植物种子在萌发时蛋白酶的合成速度也明显增加，用于分解种子中的贮藏蛋白质供幼苗生长之用。细胞内酶的数量决定于其合成速度与降解速度的比值，是多种因素综合作用的结果。第42页,共43页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第43页,共43页，星期六，2024年，5月****关于物质