第十二章 代謝調(diào)節(jié)

第十二章代謝調(diào)節(jié)第一節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系

不同代謝途徑通過共同代謝中間代謝物形成代謝網(wǎng)絡(luò)；不同的代謝途徑通過交叉點(diǎn)上關(guān)鍵的共同中間代謝物得以溝通，形成經(jīng)濟(jì)有效、運(yùn)轉(zhuǎn)良好的代謝網(wǎng)絡(luò)。一、糖代謝與脂代謝的相互關(guān)系二、糖代謝與蛋白代謝通過TCA循環(huán)的相互溝通三、脂肪代謝與蛋白代謝的相互關(guān)系

生酮氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)橹荆舅嵊邢藓铣傻鞍踪|(zhì)四、核酸和其它物質(zhì)代謝的相互關(guān)系

核酸是細(xì)胞內(nèi)重要的遺傳物質(zhì)，控制著蛋白質(zhì)的合成，影響細(xì)胞的成分和代謝類型核酸生物合成需要糖和蛋白質(zhì)的代謝中間產(chǎn)物參加，而且需要酶和多種蛋白質(zhì)因子。各類物質(zhì)代謝都離不開具備高能磷酸鍵的各種核苷酸，如ATP是能量的“通貨”，此外UTP參與多糖的合成，CTP參與磷脂合成，GTP參與蛋白質(zhì)合成與糖異生作用。

核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。糖類脂類氨基酸和核苷酸之間的代謝聯(lián)系PEP丙酮酸生酮氨基酸-酮戊二酸核糖-5-磷酸

甘氨酸天冬氨酸谷氨酰氨丙氨酸甘氨酸絲氨酰蘇氨酸半胱氨酸

氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸二羥丙酮乙酰CoA甘油脂肪酸膽固醇亮氨酸賴氨酸酪酰氨色氨酸笨丙氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸乙酰乙酰CoA脂肪核苷酸天冬氨酸天冬酰氨天冬氨酸苯丙酰氨酪氨酸異亮氨酸甲硫酰氨蘇氨酸纈氨酸琥珀酰CoA蘋果酸草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸乙醛酸蛋白質(zhì)淀粉、糖原核酸生糖氨基酸谷氨酰氨組氨酸脯氨酸精氨酸谷氨酸延胡索酸琥珀酸丙二單酰CoA1-磷酸葡萄糖第二節(jié)代謝的調(diào)節(jié)

生命是靠代謝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)維持的。生命有限的空間內(nèi)同時(shí)有那麼多復(fù)雜的代謝途徑在運(yùn)轉(zhuǎn)，必須有靈巧而嚴(yán)密的調(diào)節(jié)機(jī)制，才能使代謝適應(yīng)外界環(huán)境的變化與生物自身生長(zhǎng)發(fā)育的需要。調(diào)節(jié)失靈便會(huì)導(dǎo)致代謝障礙，出現(xiàn)病態(tài)甚至危及生命。在漫長(zhǎng)的生物進(jìn)化歷程中，機(jī)體的結(jié)構(gòu)、代謝和生理功能越來(lái)越復(fù)雜，代謝調(diào)節(jié)機(jī)制也隨之更為復(fù)雜。代謝調(diào)節(jié)的四級(jí)水平：酶水平調(diào)節(jié)細(xì)胞水平調(diào)節(jié)激素水平調(diào)節(jié)神經(jīng)水平調(diào)節(jié)多細(xì)胞整體水平調(diào)節(jié)酶水平的調(diào)節(jié)

細(xì)胞水平的調(diào)節(jié)主要是通過對(duì)酶的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此又稱為酶調(diào)節(jié)，包括酶在胞內(nèi)的分布差異、酶活性的改變及酶量的變化等方式改變代謝的速度。第三節(jié)基因表達(dá)調(diào)控

基因（gene）是指DNA分子中的最小功能單位。包括RNA(tRNAr、rRNA)和蛋白質(zhì)編碼的結(jié)構(gòu)基因及無(wú)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的調(diào)節(jié)基因。基因組（genome）是指某一特定生物單倍體所含的全體基因。原核細(xì)胞的“染色體”DNA分子就包含了一個(gè)基因組；而在真核細(xì)胞中則是指一套單倍染色體的的全部基因。原核生物基因組的特點(diǎn)1、基因組小，單復(fù)制子，DNA分子上大部分是編碼蛋白質(zhì)的基因，因此多數(shù)為單拷貝或僅有少量重復(fù)；2、功能相同的基因常串聯(lián)在一起，轉(zhuǎn)錄在同一個(gè)mRNA中（多順反子）；3、有基因重疊，以此增加信息容量。真核生物基因組的特點(diǎn)1、基因組大，有多個(gè)復(fù)制子；mRNA為單順反子；2、有大量重復(fù)序列，根據(jù)重復(fù)次數(shù)可分為：

單拷貝序列，主要編碼蛋白質(zhì)，數(shù)量多，但含量少

中度重復(fù)序列，可重復(fù)幾十到幾千次，編碼tRNA、rRNA和表達(dá)量大的蛋白質(zhì)

高度重復(fù)序列，可重復(fù)幾百萬(wàn)次，不編碼，有高度變異性，可作指紋圖譜分析3、有斷裂基因，即基因中有外顯子區(qū)和內(nèi)含子區(qū)，轉(zhuǎn)錄后經(jīng)剪切去掉內(nèi)含子后才成為可翻譯的mRNA模板或功能rRNA。4、DNA上有多數(shù)不編碼序列，在基因表達(dá)調(diào)控中起重要作用。一、原核生物基因表達(dá)調(diào)控原核生物以操縱子為單元進(jìn)行表達(dá)和調(diào)控，特異的阻遏蛋白是控制原核啟動(dòng)序列活性的重要因素。

操縱子——原核基因表達(dá)的協(xié)同單位操縱子結(jié)構(gòu)基因（編碼蛋白質(zhì)，S）控制部位操縱基因（operator,O）啟動(dòng)子（premotor,P）

酶誘導(dǎo)和阻遏的操縱子模型

合成途徑操縱子的衰減作用原核生物酶合成調(diào)節(jié)的遺傳機(jī)制

操縱子學(xué)說(shuō)

I－調(diào)節(jié)基因P－啟動(dòng)子O－操作子（操作基因）Z、Y、A－三種結(jié)構(gòu)基因一、乳糖操縱子的調(diào)節(jié)機(jī)制大腸桿菌乳

糖

操

縱

子

模型調(diào)節(jié)基因操縱基因乳糖結(jié)構(gòu)基因PLacZLacYLacamRNA阻遏蛋白（有活性）基因關(guān)閉啟動(dòng)子ORPLacZLacYLaca調(diào)節(jié)基因操縱基因乳糖結(jié)構(gòu)基因啟動(dòng)子ORmRNAZmRNAYmRNAa阻遏蛋白（無(wú)活性）基因表達(dá)mRNAA、乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)

B、乳糖酶的誘導(dǎo)

乳糖阻遏蛋白（有活性）乳糖操縱子的降解物阻遏RLacZLacYLacamRNAmRNAZmRNAYmRNAa基因表達(dá)CAP基因結(jié)構(gòu)基因TCGP(CAP)OCAP結(jié)合部位RNA聚合酶TcAMP-CAPP葡萄糖分解代謝產(chǎn)物腺苷酸環(huán)化酶磷酸二酯酶ATPcAMP5'-AMP抑制激活葡萄糖降解物與cAMP的關(guān)系cAMP

C