细胞代谢和基因表达调控PPT课件.ppt
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1、关于细胞代谢与基因表达调控第一张,PPT共四十页,创作于2022年6月第一节 细胞代谢的调节网络1 1、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2 2、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3 3、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4 4、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系、核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系一、代谢途径交叉形成网络一、代谢途径交叉形成网络第二张,PPT共四十页,创作于2022年6月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乙酰乙酰CoA,NADPH脂肪酸脂肪酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮-磷酸甘磷酸甘油油脂肪
2、脂肪有有氧氧化氧氧化酵解酵解从头合成从头合成脂肪甘油甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮糖代谢糖代谢脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoA琥珀酸琥珀酸糖糖(植物植物)乙醛酸循环乙醛酸循环-氧化氧化糖异生糖异生TCA第三张,PPT共四十页,创作于2022年6月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第四张,
3、PPT共四十页,创作于2022年6月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糖糖 -酮酸酮酸 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质 NH3蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸 糖糖(生糖氨基酸)(生糖氨基酸)第五张,PPT共四十页,创作于2022年6月脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系脂肪脂肪甘油甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoA氨基酸碳架氨基酸碳架氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸酮酸或乙酰酮酸或乙酰CoA脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪(生酮氨基酸)(生酮氨基酸)第六张,PPT共四十页,创作于2022年6月核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系 核核苷苷酸酸的的一一些些
4、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,影响细胞的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,而且需要酶和多种蛋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。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,如各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸,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,
5、参与磷脂合成,GTP参与蛋白质合成与参与蛋白质合成与糖异生作用。糖异生作用。第七张,PPT共四十页,创作于2022年6月糖糖类类脂脂类类氨氨基基酸酸和和核核苷苷酸酸之之间间的的代代谢谢联联系系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
6、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第八张,PPT共四十页,创作于2022年6月1 1、细胞的能量状态决定代谢的方向、细胞的能量状态决定代谢的方向二、分解代谢和合成代谢的单向性二、分解
7、代谢和合成代谢的单向性 2 2、关键的调控步骤决定代谢的方向、关键的调控步骤决定代谢的方向第九张,PPT共四十页,创作于2022年6月一、代谢调节的概念第二节 酶 活 性 调 节二、酶水平的调节第十张,PPT共四十页,创作于2022年6月代谢调节代谢调节 生命是靠代谢的正常运转维持的。生命有限的空间内同时有那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,必须有灵巧而严密的调节机制,才能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化与生物自身生长发育的需要。调节失灵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
8、导致代谢障碍,出现病态甚至危及生命。在漫长的生物进化历便会导致代谢障碍,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。随之更为复杂。代谢调节的四级水平:代谢调节的四级水平:酶水平调节酶水平调节 细胞水平调节细胞水平调节 激素水平调节激素水平调节 神经水平调节神经水平调节多细胞整体水平调节多细胞整体水平调节第十一张,PPT共四十页,创作于2022年6月(一)、酶活性的调节(一)、酶活性的调节 (二)、(二)、酶含量的调节酶含量的调节二、酶水平的调节第十二张,PPT共四十页,
9、创作于2022年6月1、酶促反应的前馈和反馈、酶促反应的前馈和反馈(1 1)、)、反馈活化反馈活化(2 2)、反馈抑制)、反馈抑制 一种运动效果对于这种运动的影响年就一种运动效果对于这种运动的影响年就是是反馈(反馈(feedback)。在酶促反应中的产物。在酶促反应中的产物或最终产物都能影响变构酶的活性,以此来或最终产物都能影响变构酶的活性,以此来调节代谢的进行,若促进活化的为正反馈,调节代谢的进行,若促进活化的为正反馈,反之为负反馈。反之为负反馈。酶促反应的前馈和反馈,以下重点介绍反馈酶促反应的前馈和反馈,以下重点介绍反馈第十三张,PPT共四十页,创作于2022年6月 由代谢产物作为由代谢产
10、物作为变构剂变构剂来活化在此产物合来活化在此产物合成过程中某一酶(通常为限速酶)活性的作用,成过程中某一酶(通常为限速酶)活性的作用,称为反馈活化。称为反馈活化。反馈活化第十四张,PPT共四十页,创作于2022年6月 由代谢产物作为由代谢产物作为变构剂变构剂来抑制在此产物合来抑制在此产物合成过程中某一酶(通常为限速酶)活性的作用,成过程中某一酶(通常为限速酶)活性的作用,称为反馈抑制。这是一种反馈机制,多数情况下称为反馈抑制。这是一种反馈机制,多数情况下控制合成代谢。控制合成代谢。反馈抑制第十五张,PPT共四十页,创作于2022年6月第十六张,PPT共四十页,创作于2022年6月2、变构调节(
11、别构调节)、变构调节(别构调节)(1 1)变构酶和变构调节作用)变构酶和变构调节作用有有些些酶酶分分子子除除了了具具有有活活性性中中心心(结结合合部部位位和和催催化化部部位)外,还存在一个特殊的调控部位,即变构中心。位)外,还存在一个特殊的调控部位,即变构中心。变变构构中中心心虽虽然然不不是是酶酶活活性性中中心心的的组组成成部部分分,但但它它可可以以与与某某些些化化合合物物(称称为为变变构构剂剂)发发生生非非共共价价结结合合,引引起起酶酶分分子子构构象象的的改改变变,对对酶酶起起到到激激活活或或抑抑制制的的作作用用。这这类类酶酶通通常常称称为为变变构构酶酶,由由于于变变构构剂剂与与变变构构中中
12、心心的的结结合合而而引引起起酶酶活活性性改改变变的的现现象象则则称称为为变变构构调调节节作用。作用。第十七张,PPT共四十页,创作于2022年6月目目前前已已知知的的变变构构酶酶均均为为寡寡聚聚酶酶,含含两两个个或或两两个个以以上上的的亚基,一般分子量较大,而且具有复杂的空间结构。亚基,一般分子量较大,而且具有复杂的空间结构。大大多多数数由由变变构构酶酶催催化化的的反反应应不不遵遵守守米米氏氏方方程程,由由变变构构剂剂所所引引起起的的抑抑制制作作用用也也不不服服从从典典型型的的竞竞争争性性或非竞争性抑制作用的数量关系。或非竞争性抑制作用的数量关系。第十八张,PPT共四十页,创作于2022年6月
13、代谢物代谢物别别构构中中心心活性活性中心中心第十九张,PPT共四十页,创作于2022年6月 酶分子中的某些基团,在其它酶的催化下,可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,引起酶分子构象的改变,使其以共价结合或脱去,引起酶分子构象的改变,使其活性得到调节,这种方式称为酶的共价修饰活性得到调节,这种方式称为酶的共价修饰(Covalent moldificationCovalent moldification)。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,乙酰化去磷酸化,乙酰化/去乙酰化,腺苷酰化去乙酰化,腺苷酰化/去腺苷酰去腺苷酰化,尿苷酰化化,
14、尿苷酰化/去尿苷酰化,甲基化去尿苷酰化,甲基化/去甲基化,氧化去甲基化,氧化(S-S)/还原还原(2SH)。3 3、共价修饰、共价修饰第二十张,PPT共四十页,创作于2022年6月共价调节酶有如下两个特点:共价调节酶有如下两个特点:(1 1)被被修修饰饰的的酶酶可可以以有有两两种种互互变变形形式式,即即一一种种为为活活性性形形式式(具具有有催催化化活活性性),另另一一种种为为非非活活性性形形式式(无无催催化化活活性性)。正正反反两两个个方方向向的互变均发生共价修饰反应,并且都将引起酶活性的变化。的互变均发生共价修饰反应,并且都将引起酶活性的变化。激酶激酶ATPADP磷酸化酶磷酸化酶(无活性)(
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