第十一章代谢调节137030032.ppt

三个交叉点 6-磷酸葡萄糖(糖,核酸,脂肪) 丙酮酸(糖,蛋白质,脂肪) 乙酰COA(糖,蛋白质,脂肪) 第二节 代谢调节 一．代谢调节的不同水平 三．辅因子调节 代谢调节的层次 酶的几种组织形式 可溶性多酶系统： 相关酶游离于某一细胞区域——EMP酶系统 操纵子学说——诱导、阻遏的机制 1961年，Jacob Monod（雅各布和蒙纳德）提出了操纵子模型来解释基因表达的诱导和阻遏现象。 操纵子通用模型 (1) 无诱导物时，调节基因产生阻遏蛋白，与操纵基因结合，关闭转录通道，结构基因不表达； (2) 加入诱导物，与阻遏蛋白结合，改变其构象； (3) 变构的阻遏蛋白从操纵基因脱落，开放转录通道，结构基因表达。 (1) 无辅阻遏物时，阻遏蛋白不能与操纵基因结合，转录通道开放，结构基因表达； (2) 加入辅阻遏物，与阻遏蛋白结合，改变其构象； (3) 变构的阻遏蛋白与操纵基因结合，关闭转录通道，结构基因不表达，蛋白质合成终止。 某些酶的共价修饰调节 共价修饰的应用：级联信号放大系统 通用模型 合成的诱导过程 合成的阻遏过程 是DNA分子中在结构上紧密连锁、在信息传递中以一个单位起作用而协调表达的遗传结构，也就是能够决定一个独立生化功能的相关基因表达的调节单位。 操纵子模型 1 操纵子概念P367 是基因表达的协调单位，由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。 1 操纵子概念 在操纵子以外还存在调节基因，表达出的阻遏蛋白控制操纵子结构基因的表达。 操纵子模型 i P O 调节基因 启动子 操纵基因 结构基因 调节基因：产生与操纵基因结合的阻遏蛋白 操纵子 启动子：结构基因转录起始区 操纵基因：与阻遏蛋白结合，开放或关闭转录通道 一个或多个结构基因：产生该体系的酶 Z Y A 图：操纵子模型 操纵子模型 功能：编码合成一种叫阻遏物的蛋白质，这种蛋白质可以与操纵基因结合而关闭转录通道。 调节基因 功能：专管转录的起始，RNA聚合酶结合部位，在RNA合成时识别特定的RNA聚合酶并与之结合，开始RNA的合成 启动子 操纵子模型 功能：开放或关闭转录通道，从而控制结构基因的表达 操纵基因 功能：转录和翻译部位，通过转录出mRNA，再翻译出某种蛋白质（酶）。 结构基因 操纵子模型 1、酶合成的诱导机制---诱导型纵子模型 研究最清楚的操纵子是乳糖操纵子 加入乳糖后，阻遏蛋白与之结合并发生变化 1、酶合成的诱导机制---诱导型纵子模型 诱导物 诱导物+阻遏蛋白 阻遏蛋白失去活性 基因开放 酶分子合成 诱导物 诱导机制 正常 阻遏蛋白有活性 基因关闭 酶不能合成 2、酶合成的阻遏机制---阻遏型操纵子模型 无辅阻遏物，基因正常表达（Trp操纵子 ） 加入产物阻遏酶合成 2、酶合成的阻遏机制---阻遏型操纵子模型 辅阻遏物 辅阻遏物+阻遏蛋白 阻遏蛋白恢复活性 基因关闭 酶分子不能合成 辅阻遏物 阻遏机制 正常 阻遏蛋白无活性 基因开放 酶分子合成 1、酶合成的诱导：诱导型纵子模型——调节基因产生的阻遏物是有活性的，当它与诱导物（通常为底物）结合后，失活，不能关闭操纵基因，mRNA转录并翻译出酶蛋白。 2、酶合成的阻遏：阻遏型操纵子模型——调节基因产生的阻遏物是无活性的，当它与辅阻遏物（通常为产物）结合后，变为有活性的，关闭操纵基因，mRNA不转录不翻译出酶蛋白。 操纵子模型小结： ①酶原激活 ②共价修饰调节 ③前馈和反馈调节 ２．酶活性调节（细调）的主要形式 改变酶的一级结构 改变酶的高级结构 ①酶原激活 酶原：合成之初沒有活性的酶的前体称为酶原 酶原激活：酶原切除部分寡肽或多肽后剩余部分变为具有活性酶的过程称为酶原激活 酶原激活 胰凝乳蛋白酶原的激活 胰凝乳蛋白酶原 胰蛋白酶 （245AA残基） A 链 + B 链 （1-15） （16-245） C 链 + D 链 + E 链 （1-13） （ 16-146 ） （ 149-245） 胰凝乳蛋白酶 ?-胰凝乳蛋白酶 Ser14-Arg15 Thr147-Asn148 共价修饰概念 共价修饰的类型 级联系统概念 ②共价修饰调节 共价修饰概念 共价修饰：酶蛋白肽链上的某些侧链基团在一些酶的作用下发生共价修饰，从而引起酶活性的改变，这种调节称为酶的共价修饰或化学修饰。 磷酸化与脱磷酸化(真核) 腺苷酸化与脱腺苷酸化(原核) ②共价修饰调节 ATP ADP Pi H2O 糖原磷酸化酶a （磷酸化，有活性)