物质代谢的联系及其调与控制.ppt

第十五章第十五章 物质代谢的联系及其物质代谢的联系及其调节与控制调节与控制1.物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系2.代谢的调节与控制代谢的调节与控制1、物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系糖代谢与脂类代谢的相互关系糖代谢与脂类代谢的相互关系糖代谢与蛋白质代谢的相互联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、蛋白质代谢的联系核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系糖代谢与脂类代谢的相互联系糖代谢与脂类代谢的相互联系糖糖脂肪酸脂肪酸-磷酸磷酸甘油甘油脂脂肪肪乙酰乙酰CoA，NADPH有有氧氧化氧氧化磷酸二羟磷酸二羟丙酮丙酮酵解酵解从头合成从头合成脂肪脂肪磷酸二羟磷酸二羟丙酮丙酮糖代谢糖代谢甘油甘油脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoA琥珀琥珀酸酸糖糖(植物植物)乙醛酸乙醛酸循环循环-氧化氧化糖异生糖异生TCA脂肪代谢和糖代谢的关系脂肪代谢和糖代谢的关系延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸3-磷酸甘油磷酸甘油三羧酸三羧酸循环循环乙醛酸乙醛酸循环循环甘油甘油乙酰乙酰CoA三酰三酰甘油甘油脂肪酸脂肪酸 氧氧化化糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸丙酮酸合合成成植物或微植物或微生物生物（胞液）（胞液）（线粒体）（线粒体）（PEP）丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸（转氨基作用）（转氨基作用）糖的分解代谢和糖的分解代谢和糖的分解代谢和糖的分解代谢和糖异生的关系糖异生的关系糖异生的关系糖异生的关系糖代谢与蛋白质代谢糖代谢与蛋白质代谢的相互联系的相互联系 NH3糖糖 -酮酸酮酸氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质（生糖氨基酸）（生糖氨基酸）蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸-酮酸酮酸糖糖脂类代谢与蛋白质代谢的相脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系互联系脂肪脂肪磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮甘油甘油脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoA氨基酸氨基酸碳架碳架氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质酮酸或酮酸或乙酰乙酰CoA脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪氨基酸氨基酸（生酮氨基酸）（生酮氨基酸）核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系 核核苷苷酸酸的的一一些些衍衍生生物物具具重重要要生生理理功功能能（如如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。）。核酸是细胞内重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成，核酸是细胞内重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成，影响细胞的成分和代谢类型影响细胞的成分和代谢类型 核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，而且需要酶和多种蛋白质因子。而且需要酶和多种蛋白质因子。各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸，各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸，如如ATP是能量的是能量的“通货通货”，此外，此外UTP参与多糖的合成，参与多糖的合成，CTP参与磷脂合成，参与磷脂合成，GTP参与蛋白质合成与糖异生作用。参与蛋白质合成与糖异生作用。糖糖糖糖类类类类脂脂脂脂类类类类氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸和和和和核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸之之之之间间间间的的的的代代代代谢谢谢谢联联联联系系系系PEP丙酮酸丙酮酸生酮氨基酸生酮氨基酸-酮戊二酸酮戊二酸核糖核糖-5-磷酸磷酸甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰氨谷氨酰氨丙氨酸丙氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酰丝氨酰苏氨酸苏氨酸半胱氨酸半胱氨酸氨基酸氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮乙酰乙酰CoA甘油甘油脂肪酸脂肪酸胆固醇胆固醇亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸酪酰氨酪酰氨色氨酸色氨酸笨丙氨酸笨丙氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA脂肪脂肪核苷酸核苷酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰氨天冬酰氨天冬氨酸天冬氨酸苯丙酰氨苯丙酰氨酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫酰氨甲硫酰氨苏氨酸苏氨酸缬氨酸缬氨酸琥珀酰琥珀酰CoA苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸乙醛酸乙醛酸蛋白质蛋白质淀粉、糖原淀粉、糖原核酸核酸生糖氨基酸生糖氨基酸谷氨酰氨谷氨酰氨组氨酸组氨酸脯氨酸脯氨酸精氨酸精氨酸谷氨酸谷氨酸延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸丙二单酰丙二单酰CoA1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酮体代谢调节的概念代谢调节的概念细胞区域化调节细胞区域化调节激素调节激素调节2、代谢调节与控制代谢调节与控制酶水平的调节酶水平的调节*代谢调节代谢调节生命是靠代谢的正常运转维持的。生命有限的空生命是靠代谢的正常运转维持的。生命有限的空间内同时有那麽多复杂的代谢途径在运转，必须有灵间内同时有那麽多复杂的代谢途径在运转，必须有灵巧而严密的调节机制，才能使代谢适应外界环境的变巧而严密的调节机制，才能使代谢适应外界环境的变化与生物自身生长发育的需要。调节失灵便会导致代化与生物自身生长发育的需要。调节失灵便会导致代谢障碍，出现病态甚至危及生命。在漫长的生物进化谢障碍，出现病态甚至危及生命。在漫长的生物进化历程中，机体的结构、代谢和生理功能越来越复杂，历程中，机体的结构、代谢和生理功能越来越复杂，代谢调节机制也随之更为复杂。代谢调节机制也随之更为复杂。代谢调节的四级水平：代谢调节的四级水平：神经水平调节神经水平调节 激素水平调节激素水平调节 细胞水平调节细胞水平调节 酶水平调节酶水平调节多细胞整体水平调节多细胞整体水平调节分子水平调节分子水平调节新陈代谢调节的基本方式新陈代谢调节的基本方式最原始、最本质的调节最原始、最本质的调节方式方式单细胞水平调节单细胞水平调节*酶水平的调节（细胞内代谢的调节）酶水平的调节（细胞内代谢的调节）基因水平基因水平上的调节上的调节线线 粒粒 体体:丙丙 酮酮 酸酸 氧氧 化化;三三 羧羧酸酸 循循 环环;-氧氧 化化;呼呼 吸吸 链链 电电子子 传传 递递;氧氧 化化 磷磷 酸酸 化化细细 胞胞 质质:酵酵 解解;磷磷戊戊 糖糖 途途 径径;糖糖 原原合合 成成;脂脂 肪肪 酸酸 合合成成;细细 胞胞 核核:核核 酸酸 合合 成成内内 质质 网网:蛋蛋 白白 质质 合合成成;磷磷 脂脂 合合 成成线线 粒粒 体体:丙丙 酮酮 酸酸 氧氧 化化;三三 羧羧酸酸 循循 环环;-氧氧 化化;呼呼 吸吸 链链 电电子子 传传 递递;氧氧 化化 磷磷 酸酸 化化细细 胞胞 质质:酵酵 解解;磷磷戊戊 糖糖 途途 径径;糖糖 原原合合 成成;脂脂 肪肪 酸酸 合合成成;细细 胞胞 核核:核核 酸酸 合合 成成内内 质质 网网:蛋蛋 白白 质质 合合成成;磷磷 脂脂 合合 成成酶活性的调节（快调）酶活性的调节（快调）酶含量的调节（慢调）酶含量的调节（慢调）酶定位的区域化酶定位的区域化调节调节 酶原激活酶原激活 酶的别构效应酶的别构效应 酶活性的前馈和反馈调节酶活性的前馈和反馈调节 酶的共价修饰与级联放大机制酶的共价修饰与级联放大机制u酶活性的调节酶活性的调节 辅因子对已有酶活性的调节辅因子对已有酶活性的调节酶活性的调节酶活性的调节 通过激活或抑制，改变细胞内已有通过激活或抑制，改变细胞内已有酶分子的催化活性进行的调节。酶分子的催化活性进行的调节。1.1.通过调节亚基的聚合与解聚改变酶活性通过调节亚基的聚合与解聚改变酶活性多数情况下：多数情况下：小分子调节因子小分子调节因子聚合聚合 解聚解聚（高活性）（高活性）（低活性）（低活性）小分子调节因子小分子调节因子聚合聚合 解聚解聚（低活性）（低活性）（高活性）（高活性）少数情况下：少数情况下：2.2.通过酶构象变化改变酶活性通过酶构象变化改变酶活性酶原的调节：酶原的调节：无活性酶原无活性酶原 有活性酶有活性酶 酶的变构调节：酶的变构调节：高活性酶高活性酶 低活性酶低活性酶 激活剂激活剂抑制剂抑制剂 酶的共价修饰调节酶的共价修饰调节：高活性酶：高活性酶 低活性酶低活性酶 修饰修饰脱修饰脱修饰 酶的变构调节（酶活性的前馈和反馈调节）酶的变构调节（酶活性的前馈和反馈调节）前馈前馈正前馈（正前馈作用）正前馈（正前馈作用）常见常见负前馈（负前馈作用）负前馈（负前馈作用）反馈反馈正反馈作用正反馈作用负反馈作用负反馈作用常见常见 前馈（前馈（feedforward feedforward）和反馈（）和反馈（feedback feedback）是来自是来自电子工程学的术语，前者的意思是电子工程学的术语，前者的意思是“输入对输出的影响输入对输出的影响”代谢底物对代谢的调节代谢底物对代谢的调节.后者的意思后者的意思是是“输出对输输出对输入的影响入的影响”代谢产物对代谢的调节代谢产物对代谢的调节.这里分别借用这里分别借用来说明底物和代谢产物对代谢过程的调节作用。这种调节来说明底物和代谢产物对代谢过程的调节作用。这种调节作用是通过酶的变构效应来实现的。作用是通过酶的变构效应来实现的。正前馈作用：正前馈作用：指在代谢途径中前面的底物对其指在代谢途径中前面的底物对其后某一催化反应的调节酶起激活作用。后某一催化反应的调节酶起激活作用。（前馈激（前馈激活作用）活作用）糖原糖原合成酶合成酶糖原糖原G G 6-P-G 6-P-G 1-P-G UDPG 1-P-G UDPG ATP ADPATP ADP UTP PPi反馈调节中酶活性调节的机制反馈调节中酶活性调节的机制代谢物代谢物别别构构中中心心活性活性中心中心 反馈调节作用反馈调节作用 反馈调节反馈调节指在一些反应序列中代谢产物激指在一些反应序列中代谢产物激活或抑制反应序列中调节酶的活性，进而调节活或抑制反应序列中调节酶的活性，进而调节代谢反应速度的作用。代谢反应速度的作用。酶酶的的反反馈馈激激活活葡萄糖葡萄糖草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶乙酰乙酰CoA活化活化磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸拧檬酸拧檬酸-酮戊二酸酮戊二酸1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 反馈抑制作用反馈抑制作用指代谢产物对前某一催化指代谢产物对前某一催化 反应的调节酶起抑制的作用。反应的调节酶起抑制的作用。重要的调重要的调节方式节方式类型类型 线性反馈（单价反馈抑制）线性反馈（单价反馈抑制）分支代谢反馈分支代谢反馈 多价反馈抑制多价反馈抑制 协同反馈抑制协同反馈抑制 累积反馈抑制累积反馈抑制 合作反馈抑制合作反馈抑制 顺序反馈抑制顺序反馈抑制*单价反馈抑制作用单价反馈抑制作用*顺序反馈抑制示意图顺序反馈抑制示意图-ABGFJDCHE1E3E2芳香族氨基酸合成的顺序反馈调节芳香族氨基酸合成的顺序反馈调节芳香族氨基酸合成的顺序反馈调节芳香族氨基酸合成的顺序反馈调节*协同反馈抑制作用协同反馈抑制作用ABGFJDCHE1E3E2-赖氨酸和苏氨酸的协同反馈调节赖氨酸和苏氨酸的协同反馈调节*累积反馈抑制示意图累积反馈抑制示意图谷氨酰氨合成酶的累积反馈抑制谷氨酰氨合成酶的累积反馈抑制*同工酶反馈抑制示意图同工酶反馈抑制示意图ABGFJDCHE1E2E3E4-几种氨基酸的同工酶反馈调节几种氨基酸的同工酶反馈调节 酶分子中的某些基团，在其它酶的催化酶分子中的某些基团，在其它酶的催化下，可以共价结合或脱去某种基团，引起酶下，可以共价结合或脱去某种基团，引起酶分子构象的改变，使其活性得到调节，这种分子构象的改变，使其活性得到调节，这种方式称为酶的共价修饰调节（方式称为酶的共价修饰调节（Covalent Covalent moldificationmoldification）。）。共价修饰调节共价修饰调节目前已知有六种修饰方式：目前已知有六种修饰方式：磷酸化磷酸化/去磷酸化去磷酸化，乙酰化，乙酰化/去乙酰化，去乙酰化，腺苷酰化腺苷酰化/去去腺苷酰化，腺苷酰化，尿苷酰化尿苷酰化/去尿苷酰化，甲基化去尿苷酰化，甲基化/去甲基去甲基化，氧化（化，氧化（S-S）/还原还原(2SH)。4ATP 4ADP 4ATP 4ADP 磷酸化酶磷酸化酶b b激酶激酶(无活性无活性)磷酸化酶磷酸化酶b b 磷酸化酶磷酸化酶a a（有活性）（有活性）（二聚体）（二聚体）磷酸酯酶磷酸酯酶 （四聚体）（四聚体）4Pi 4H4Pi 4H2 2O OPiPiPiPi脱磷酸化脱磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化酶磷酸化酶（无活性）（无活性）磷酸酯酶磷酸酯酶-OHH2OP激酶激酶ATPADP磷酸化酶磷酸化酶P（有活性）（有活性）一些可被共价修饰调节的酶一些可被共价修饰调节的酶 名称名称 修饰机理修饰机理 活性变化活性变化 磷酸化酶磷酸化酶 磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化 增强增强/减弱减弱 磷酸化酶磷酸化酶b b激酶激酶 磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化 增强增强/减弱减弱 糖原合成酶糖原合成酶 磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化 减弱减弱/增强增强 丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶 磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化 减弱减弱/增强增强 谷胺酰胺合成酶谷胺酰胺合成酶 腺苷酸化腺苷酸化/脱腺苷酸化脱腺苷酸化 减弱减弱/增强增强1、腺苷酸环化、腺苷酸环化酶（无活性）酶（无活性）腺苷酸环化酶（活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMP3、蛋白激酶、蛋白激酶（无活性）（无活性）蛋白激酶（活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶、磷酸化酶激酶（无活性）（无活性）磷酸化酶激酶（活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶、磷酸化酶b（无活性）（无活性）磷酸化酶磷酸化酶a（活性）（活性）6、糖原、糖原6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖血液血液ATPADPATPADPR、cAMP肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素132 102 1044 1065 108葡萄糖葡萄糖6酶酶的的连连续续激激活活及及级级联联放放大大系系统统肾上腺素肾上腺素或或胰高血糖素胰高血糖素级联放大系统级联放大系统指连锁代谢反应中一个酶指连锁代谢反应中一个酶被激活后，连续地引发其它酶被激活，导致被激活后，连续地引发其它酶被激活，导致原始信号被放大，这样的连锁代谢反应系统原始信号被放大，这样的连锁代谢反应系统称为级联放大系统。称为级联放大系统。意义：意义：由于由于酶的共价修饰反应是酶促反应，酶的共价修饰反应是酶促反应，只要有少量信号分子（如激素）存在，即只要有少量信号分子（如激素）存在，即可通过加速这种酶促反应，而使大量的另可通过加速这种酶促反应，而使大量的另一种酶发生化学修饰，从而获得放大效应。一种酶发生化学修饰，从而获得放大效应。这种调节方式快速、效率极高。这种调节方式快速、效率极高。辅因子对已有酶活性的调节辅因子对已有酶活性的调节 能荷对代谢的调节能荷对代谢的调节 NADH/NADNADH/NAD+对代谢的调节对代谢的调节 金属离子浓度金属离子浓度对代谢的调节对代谢的调节二二.酶含量的调节酶含量的调节 酶生成量的调节酶生成量的调节酶含量的调节酶含量的调节 酶降解量的调节酶降解量的调节基因表达基因表达调节的主要环节调节的主要环节:转录水平上的调节转录水平上的调节 翻译水平上的调节翻译水平上的调节 原核生物酶合成调节的遗传机制原核生物酶合成调节的遗传机制 操纵子学说操纵子学说 真核生物基因表达的调控真核生物基因表达的调控(自学自学)1、基因表达的调控基因（基因（gene）：从遗传学讲，基因就是遗传的基本单位）：从遗传学讲，基因就是遗传的基本单位或单元，具有编码或单元，具有编码RNA或多数情况下编码多肽功能的信或多数情况下编码多肽功能的信息单位。从分子生物学看，基因是负载特定遗传信息的息单位。从分子生物学看，基因是负载特定遗传信息的DNA分子片段分子片段.基因表达基因表达(gene expression)：基因表达就是基因转录：基因表达就是基因转录及翻译的过程。在一定调节机制控制下，大多数基因经历及翻译的过程。在一定调节机制控制下，大多数基因经历基因激活、转录及翻译等过程，产生具有特异生物学功能基因激活、转录及翻译等过程，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子，赋予细胞或个体一定的功能或形态表型；的蛋白质分子，赋予细胞或个体一定的功能或形态表型；rRNA、tRNA编码基因转录生成相应编码基因转录生成相应RNA的过程也属于的过程也属于基因表达基因表达.1.基因表达的概念基因表达的概念 2.基因表达的规律（特点）及方式基因表达的规律（特点）及方式 基因表达的规律（特点）：时、空特异基因表达的规律（特点）：时、空特异 空间特异性空间特异性(special specificity(special specificity，细胞或组织特异性，细胞或组织特异性（tissue specificitytissue specificity）：）：在个体生长全过程，某种基在个体生长全过程，某种基因产物按不同组织空间顺序出现。因产物按不同组织空间顺序出现。时间特异性时间特异性(temporal specificity(temporal specificity，阶段特异性，阶段特异性stage stage specificity)specificity)：按功能需要，某一特定基因的表达严格按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生。多细胞生物基因表达的时间特按特定的时间顺序发生。多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性异性又称阶段特异性 基因表达的方式基因表达的方式 组成性表达组成性表达(constitutive gene expression)(constitutive gene expression)管家基因管家基因(housekeeping gene)(housekeeping gene)：在生物个体的几乎所在生物个体的几乎所有细胞中持续表达，其表达产物对生命全过程都是必需有细胞中持续表达，其表达产物对生命全过程都是必需的或必不可少的基因的或必不可少的基因组成性基因表达（基本的基因表达）：组成性基因表达（基本的基因表达）：管家基因的表达，管家基因的表达，它只受启动子与它只受启动子与RNARNA聚合酶相互作用的影响聚合酶相互作用的影响 诱导诱导(induction)(induction)和阻遏和阻遏(repression)(repression)表达表达诱导：诱导：在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，该现象称为诱导。相应基因称为可诱因表达产物增加，该现象称为诱导。相应基因称为可诱导的基因。导的基因。阻遏：阻遏：基因对环境信号应答时被抑制，这种基因称为基因对环境信号应答时被抑制，这种基因称为可阻遏的基因。可阻遏基因表达产物降低的过程称为可阻遏的基因。可阻遏基因表达产物降低的过程称为阻遏阻遏可诱导或可阻遏基因除受启动序列或启动子与可诱导或可阻遏基因除受启动序列或启动子与RNARNA聚合聚合酶相互作用的影响外，尚受其它机制调节（如：增强酶相互作用的影响外，尚受其它机制调节（如：增强子）子）3 3 协调调节（协调调节（coordinate regulationcoordinate regulation）在一定机制控制下，机能上相关的一组基因，无论在一定机制控制下，机能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达，即为其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达，即为协调表达。这种调节称为协调调节协调表达。这种调节称为协调调节1.1.原核生物基因表达的调控原核生物基因表达的调控 操纵子学说操纵子学说：操纵子操纵子原核生物基因表达的协同单位，由功能上原核生物基因表达的协同单位，由功能上彼此相关的结构基因彼此相关的结构基因(编码蛋白质编码蛋白质)和位于结构基因前和位于结构基因前的控制部位组成。控制部位包括操纵基因和启动子。的控制部位组成。控制部位包括操纵基因和启动子。操纵子操纵子结构基因（编码蛋白质，结构基因（编码蛋白质，S）控制部位控制部位操纵基因（操纵基因（operator,O）启动子（启动子（premotor,P）.酶合成的诱导和阻遏酶合成的诱导和阻遏 组成酶组成酶以一定速度合成，基本保持恒定的酶。以一定速度合成，基本保持恒定的酶。酶酶 诱导酶诱导酶在诱导物存在下合成的酶。在诱导物存在下合成的酶。诱导酶合成的调节方式诱导酶合成的调节方式 诱导：促进基因表达诱导：促进基因表达 阻遏：抑制基因表达阻遏：抑制基因表达 诱导诱导基因产物随诱导物分子浓度的增加而增基因产物随诱导物分子浓度的增加而增加的过程。加的过程。阻遏阻遏基因产物随信号分子浓度的增加而减少基因产物随信号分子浓度的增加而减少的过程。的过程。酶酶的的诱诱导导和和阻阻遏遏操操纵纵子子模模型型B.有活性阻遏蛋白加诱导剂有活性阻遏蛋白加诱导剂A.有活性阻遏蛋白有活性阻遏蛋白C.无活性阻遏蛋白无活性阻遏蛋白D.无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂操纵基因操纵基因启动基因启动基因调节基因调节基因结构基因结构基因阻遏蛋白阻遏蛋白(有活性有活性)阻遏蛋白阻挡操纵基因阻遏蛋白阻挡操纵基因结构基因不表达结构基因不表达诱导物诱导物诱导物与阻遏蛋白结合诱导物与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白不能起使阻遏蛋白不能起到阻挡操纵基因的作用到阻挡操纵基因的作用,结构基因可以表达结构基因可以表达酶蛋白酶蛋白mRNA阻遏蛋白不能跟操纵基因结合阻遏蛋白不能跟操纵基因结合,结构基因可以表达结构基因可以表达阻遏蛋白阻遏蛋白(无活性无活性)酶蛋白酶蛋白mRNA代谢产物与阻遏蛋白结合代谢产物与阻遏蛋白结合,从而使阻遏蛋从而使阻遏蛋白能够阻挡操纵基因白能够阻挡操纵基因,结构基因不表达结构基因不表达代谢产物代谢产物乳乳糖糖操操纵纵子子的的负负调调控控调节调节基因基因操纵操纵基因基因乳糖结构基因乳糖结构基因PLacZLacYLacamRNA阻遏蛋白阻遏蛋白（有活性）（有活性）基基因因关关闭闭启启动动子子ORPLacZLacYLaca调节调节基因基因操纵操纵基因基因乳糖结构基因乳糖结构基因启启动动子子ORmRNAZmRNAYmRNAa阻遏蛋白阻遏蛋白（无活性）（无活性）基基因因表表达达mRNAA、乳糖操纵子的结构、乳糖操纵子的结构B、乳糖酶的诱导、乳糖酶的诱导乳糖乳糖阻遏蛋白阻遏蛋白（有活性）（有活性）乳糖操纵子的正调控乳糖操纵子的正调控RLacZLacYLacamRNAmRNAZmRNAYmRNAa基基因因表表达达CAP基因基因结构基因结构基因TCAPOCAP结结合部位合部位RNA聚合酶聚合酶TcAMP-CAPP葡萄糖葡萄糖分解代分解代谢产物谢产物腺苷酸腺苷酸环化酶环化酶磷酸二磷酸二酯酶酯酶ATPcAMP5-AMP抑制抑制激活激活葡萄糖降解物与葡萄糖降解物与cAMP的关系的关系cAMPCAP：降解物基因活化蛋白（：降解物基因活化蛋白（catabolicgeneactivationprotein）降低降低cAMP浓度浓度使使CAP呈失活状态呈失活状态真核生物基因表达调控真核生物基因表达调控DNA转录初产物转录初产物RNAmRNA蛋白质前体蛋白质前体mRNA降解物降解物活性蛋白质活性蛋白质DNA水平调节水平调节转录水平调节转录水平调节转录后加工转录后加工的调节的调节翻译调节翻译调节mRNA降解降解调节调节翻译后加工翻译后加工的调节的调节核核细胞质细胞质 真核基因表达调控的五个水平真核基因表达调控的五个水平DNA水平调节水平调节转录水平调节转录水平调节转录后加工的调节转录后加工的调节翻译水平调节翻译水平调节翻译后加工的调节翻译后加工的调节 真核基因调控主要是正调控真核基因调控主要是正调控 顺式作用元件和反式作用因子顺式作用元件和反式作用因子 转录因子的相互作用控制转录转录因子的相互作用控制转录激激 素素 调调 节节 的的 机机 制制1 1、含氮激素含氮激素作用模式作用模式2 2、甾醇类激素作用模式甾醇类激素作用模式动物激素动物激素4类：氨基酸及其衍生物、肽及蛋类：氨基酸及其衍生物、肽及蛋 白类、固醇类、脂肪酸衍生物。白类、固醇类、脂肪酸衍生物。植物激素植物激素5类：生长素、赤霉素类、激动素、类：生长素、赤霉素类、激动素、脱落酸、乙烯。脱落酸、乙烯。甾甾醇醇类类激激素素作作用用原原理理示示意意图图肽类激素通过肽类激素通过肽类激素通过肽类激素通过cAMP-cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图蛋白激酶调节代谢示意图蛋白激酶调节代谢示意图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内在蛋白质的磷酸化作用改变细胞的生理过程改变细胞的生理过程细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜cR蛋白激酶（无活性）蛋白激酶（无活性）c+RcATP蛋白激酶（有活性）蛋白激酶（有活性）受体受体环化酶环化酶激素激素G蛋白蛋白问答题问答题问答题问答题1、为为什什么么说说三三羧羧酸酸循循环环是是糖糖、脂脂、蛋蛋白白质质三三大大物物质质代代谢谢的的共同通路？共同通路？2、试比较变构调节与化学修饰调节作用的异同？、试比较变构调节与化学修饰调节作用的异同？3、试以大肠杆菌乳糖操纵子说明酶合成的诱导和阻遏。、试以大肠杆菌乳糖操纵子说明酶合成的诱导和阻遏。4、写写出出天天冬冬氨氨酸酸在在体体内内氧氧化化生生成成CO2和和H2O的的主主要要历历程程，注明其中脱氢反应的酶，并计算所产生的注明其中脱氢反应的酶，并计算所产生的ATP数目。数目。名词解释名词解释反馈抑制共价修饰第二信使操纵子反馈抑制共价修饰第二信使操纵子级联放大系统级联放大系统