考研辅导-第十二章--物质代谢和调控2014-10.ppt

第十二章 物质代谢的联系及调节 物质代谢的联系及其调节 物质代谢的相互联系 1、糖代谢与脂类代谢的相互联系 2、糖代谢与蛋白质代谢的相互联系 3.脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系 4.脂肪代谢和糖代谢的关系 5、糖的分解代谢和糖异生的关系 糖酵解和葡萄糖异生的关系 6、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系 糖类脂类氨基酸和核苷酸之间的代谢联系 二、代 谢 调 节 1、代谢调节 酶水平的调节 酶定位的区域化 酶活性的前馈和反馈调节 反馈激活和前馈激活示意图 反馈抑制 顺序反馈抑制示意图 芳香族氨基酸合成的顺序反馈调节 协同调节示意图 赖氨酸和苏氨酸的协同反馈调节 累积反馈抑制示意图 谷氨酰氨合成酶的累积反馈抑制 同工酶反馈抑制示意图 几种氨基酸的同工酶反馈调节 酶的反馈激活 反馈调节中酶活性调节的机制 共价修饰 酶级联系统调控示意图 辅因子对已有酶活性的调节 基因表达的调控 原核生物酶合成调节的遗传机制操纵子学说 酶合成的诱导机理 酶合成的阻遏机理 酶的诱导和阻遏操纵子模型 酶合成的诱导：调节基因产物—阻遏物合成后可与操纵基因结合，阻止结构基因的转录；当有诱导物存在时，诱导物可与阻遏物结合，从而使阻遏物分子发生变构，则阻遏物不能与操纵基因结合，结构基因得以转录。一般诱导物是结构基因产物的底物。 酶形成的阻遏：调节基因产物-阻遏物的游离形式，不能与操纵基因结合，因而结构基因转录；当有辅阻遏物存在时，辅阻遏物可与阻遏物结合形成复合物。此复合物能与操纵基因结合，阻止结构基因转录。一般辅阻遏物是结构基因产物的产物。  乳糖操纵子的负调控 乳糖操纵子的正调控 真核生物基因表达调控 激 素 调 节 的 机 制 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 ? 能荷对代谢的调节 ? [NADH]/[NAD+]对代谢的调节 ? 金属离子浓度对代谢的调节 一、原核和真核基因组 二、原核生物酶合成调节的遗传机制 ——操纵子学说 三、真核生物基因表达的调控 a、操纵子——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） b、酶合成的诱导和阻遏机理 实例：诱导型操纵子?乳糖操纵子 阻遏型操纵子 ?色氨酸操纵子（自学） 调节基因 阻遏蛋白 诱导物 阻遏蛋白 不能阻挡操纵基因 基因表达 （无活性） （有活性） 调节基因 阻遏蛋白 阻遏物 阻遏蛋白 阻挡操纵基因 基因不表达 （无活性） （有活性） 实例：大肠杆菌乳糖操纵子（如图） 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 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 乳糖 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 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） 降低cAMP浓度 使CAP呈失活状态 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