生物化学第十四章物质代谢调节

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细胞水平的调节类型：
酶的活性调节
前馈调节: 输入对输出的影响
反馈调节: 输出对输入的影响
酶的数量调节
诱导: 底物对酶合成的诱导 阻遏: 产物对酶合成的抑制
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第二节 激素调节的机制
激素: 由内分泌腺细胞分泌的化学物质。 有两类: 氨基酸及多肽激素，类固醇激素
一. 多肽激素的作用机制
一. 反馈抑制的类型 (一). 协调反馈抑制
E1 AB
D C
E
如: Asp AK
Thr
Lys
Met
AK:天冬氨酸激酶
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(二). 同工酶调节
AKI Asp AKII
高丝氨酸 高丝氨酸
Thr Met
AKIII
Lys
(三). 累积反馈抑制
a%
C
A
b% B
D
c%
E
总抑制% = a% + b% + c%
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1.启动子（Promoter）
启动子：是指RNA聚合酶结合并起动转录的DNA序列。 真核启动子一般包括转录起始点及其上游约100－200bp序列， 包含有若干具有独立功能的DNA序列元件，每个元件约长7－ 30bp。
启动子中的元件可以分为两种：
①核心启动子元件(core promoter element) 指RNA聚合酶 起始转录所必需的最小的DNA序列，包括转录起始点及其上游 －25/－30bp处的TATA盒。核心元件单独起作用时只能确定 ②上游启动子元件(upstream promoter element) 包括通 常位于－70bp附近的CAAT盒和GC盒、以及距转录起始点更远 的上游元件
(一).调控水平
真核染色质体（DNA） 1.转录前调节 2.转录调节（transcription control）
转录初级产物（Pro－RNA）hnRNA
3.转录后加工的调节（RNA Processing control）
包括运输调节 mRNA
4.翻译调节（translational control） 包括mRNA降解的调控
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2.增强子（Ehancer）
增强子：一种能够提高转录效率的顺式调控元件。 通常占100－200bp长度，也和启动子一样由若干组件构成，基本核心 组件常为8－12bp，可以单拷贝或多拷贝串连形式存在。
①增强子提高同一条DNA链上基因转录效率，可以远距离作用： 通常可距离1－4kb、个别情况下离开所调控的基因30kb仍能发挥作用，
一. 原核生物转录的调控---操纵子 （一）操纵子概念
I－调节基因 P－启动子 O－操作子（操作基因） Z、Y、A－三种结构基因
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（二）阻遏蛋白及操纵基因的组成，特点
1. 阻遏蛋白
调节基因的产物
如：乳糖操纵子阻遏蛋白: 同四聚体,分子量148000；每个肽链347个氨基酸，
分子量为37000。具有活性。有的无活性。
多肽链 5.翻译后加工及蛋白质活性控制 （protein activity control）
活性蛋白
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(二). 顺式作用元件(cis acting elements)
真核基因的顺式调控元件: 是指基因周围能与特异转录因子 结合而影响转录的DNA序列。
启动子(promoter)--- 正性调控 增强子(enhancer)--- 正性调控 沉寂子(silencer)--- 负性调控
无活性
有活性
组蛋白
O-P
OH
mRNA
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二. 类固醇激素的作用机制
1. 第一阶段: 激素进入细胞，
2.
激素与受体结合形成激素--受体复合物
2. 第二阶段: 复合物进入细胞核 与特定部位结合
3. 第三阶段: 基因表达合成酶
激素
受体 激素--受体复合物
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hnRNA mRNA
酶
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第三节 反馈调节的机制
腺苷酸环化酶
ATP cAMP
蛋白激酶 蛋白激酶 （无活性） （有活性）
磷酸化酶激酶 磷酸化酶激酶 （无活性） ATP ADP （有活性）
磷酸化酶b
磷酸化酶a
（无活性) ATP ADP（有活性）
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糖原 1-P-G Pi
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(二).基因表达机制
受体
激素
腺苷酸环化酶
ATP cAMP
组蛋白激酶 组蛋白激酶
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2.操纵基因
通过开与关调节结构基因的表达
如:乳糖操纵子的操纵基因:ຫໍສະໝຸດ Baidu大小由21bp组成, 具二元旋转对称性
1
20
TGGAATTGTGAGC G GATAACAATT
ACCTTAACACTCG C CTATTGTTAA
（三）操纵子的种类：诱导型与阻遏型
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二. 真核基因的调控
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(四). 合作反馈抑制
a%
C
A
B
D
b%
c%
E
总抑制% > a% + b% + c%
(五). 顺序反馈抑制
D
E
A
B
C
F
G
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二. 反馈调节的机制
1. 具有反馈调节的酶: 变构酶
2. 变构酶的组成:
变构中心 (调节部位)
3.
活性中心
4. 3. 变构剂:
产物
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第四节 基因表达调节控制
第 十四 章 物质代谢的调节控制
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学习目的与要求：
通过本章的学习使学生掌握 1.物质代谢的调节类型,特点 2.激素调节的机制及特点 3.反馈调节类型及机制 4.真核基因的调控 5.酶的诱导和阻遏的调 节机制
重点：
1.激素调 节的机制 2.反馈的机制 3.操纵子学说 4.酶的诱导和阻遏的调 节机制
难点：
酶的诱导和阻遏的调节机制
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第一节 物质代谢的调节类型特点
一. 神经系统的调节作用
在中区神经的控制下，通过神经递质对效应器发生 直接影响；或者改变某些激素的分泌，再通过各种激 素的相互协调，对整个代谢进行综合调 节。
特点：
短而快 具整体性 直接调 节代谢的作用 多数通过激素发挥作用
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二. 激素水平的调节
通过改变生物体细胞代谢物的浓度,也可以改变某些 酶的活性或含量从而影响代谢反应的速度。
具组织特异性和效应特异性
特点：
缓慢而持久 局部性调 节部分代谢
由神经系统控制分泌
三. 细胞水平的调节
通过代谢物的浓度的改变,来调 节某些酶促反应的速度。又 称酶水平的调节
特点：
酶的活性 酶的数量
(一).酶的激活机制 1. 第一阶段:
2. 第二阶段:
(放大效应)
3. 第三阶段:
激素与受体结合 激活腺苷酸环化酶 ATP环化成cAMP cAMP激活蛋白激酶 蛋白激酶激活磷酸化酶激酶
磷酸化酶激酶激活磷酸化酶
糖原磷酸解生成 1-P-G
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第一阶段: 第二阶段:
第三阶段:
肾上腺素
膜上受体
细胞膜