第十二章 代谢调节控制.ppt

第十二 章代谢的调节控制;第一节 不同水平上的调控;（一）酶活力调节;（1）酶活力调节 ——酶原的激活;赖;（1）酶活力调节 ——共价修饰;（1）酶活力调节 ——变构调节; 变构抑制剂的来源;① 速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度，故又称其为限速酶(limiting velocity enzymes)。;分支反馈类型-协同反馈抑制;定义：两种末端产物同时存在时，共同的反馈抑制作用大于二者单独作用之 举例：在嘌呤核苷酸合成中，磷酸核糖焦磷酸酶受AMP和GMP （和IMP）的合作反馈抑制，二者共同存在时，可以完全抑制该酶的活性。而二者单独过量时，分别抑制其活性的70%和10%。 ;定义：每一分支途径末端产物按一定百分比单独抑制共同途径中前面的酶，所以当几种末端产物共同存在时它们的抑制作用是积累的，各末端产物之间既无协同效应，亦无拮抗作用。;一种终产物的积累,导致前一中间产物的积累，通过后者反馈抑制合成途径关键酶的活性，使合成终止。 举例：枯草芽孢杆菌芳香族氨基酸合成的调节;定义：催化相同的生化反应，而酶分子结构有差别的一组酶。 意义：在一个分支代谢途径中，如果在分支点以前的一个较早的反应是由几个同功酶催化时，则分支代谢的几个最终产物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用。———某一产物过量仅抑制相应酶活，对其他产物没影响。 举例：大肠杆菌的天冬氨酸族氨基酸合成的调节;（2）酶数量的调节——诱导;（2）酶数量的调节——阻遏;（2）酶数量的调节——代谢物阻遏;分解代谢物阻遏（Catabolite repression） ; 乳糖与葡萄糖同时存在时，因为分解葡萄糖的酶类属于组成酶，能迅速地将葡萄糖降解成某种中间产物（X），X既会阻止ATP环化形成cAMP，同时又会促进cAMP分解成AMP，从而降低了cAMP的浓度，继而阻遏了与乳糖降解有关的诱导酶合成。 ;（2）酶数量的调节——色氨酸操纵子;;;;;溶酶体;真核生物基因表达调控; 代谢途径（酶或酶系） 细胞内分布 代谢途径（酶或酶系） 细胞内分布 糖酵解 胞液 氧化磷酸化(呼吸链) 线粒体 三羧酸循环 线粒体 尿素合成 胞液、线粒体 磷酸戊糖途径 胞液 蛋白质合成 内质网、胞液 糖异生 胞液 DNA合成 细胞核 糖原合成与分解 胞液 mRNA合成 细胞核 脂肪酸β氧化 线粒体 tRNA合成 核质 脂肪酸合成 胞液 rRNA合成 核仁 呼吸链 线粒体 血红素合成 胞液、线粒体 多种水解酶 溶酶体 胆红素生成 微粒体、胞液 磷脂合成 内质网 胆固醇合成 内质网、胞液 ;酶定位的区域化;膜结构对代谢的调控;（3）.内膜系统对代谢的分隔 内膜形成分隔区，其中含有浓集的酶和辅因子，有利于反应。而且分隔可防止反应之间的互相干扰，有利于对不同区域代谢的调控。 （4）.膜与酶的可逆结合 某些酶可与膜可逆结合而改变性质，称为双关酶。离子、代谢物、激素等都可改变其状态，发挥迅速、灵敏的调节作用。 ;;（三）激素水平上的调控;甾醇类激素作用原理示意图;肽类激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图;cAMP激活蛋白激酶的作用机理;第二信使;G蛋白的概念、种类及特征;cAMP;人及高等动物具有高度发达的神经系统，这类生物的各种活动和代谢的调节机制都处于中枢神经系统的控制之下。神经系统既直接影响各种酶的合成，又影响内分泌腺分泌激素的种类和水平，所以神经系统的调节具有整体性特点。 神经系统对生命活动的调控在很大程度上是通过调节激素的分泌来实现的。;第二节 代谢调控在工业上的应用;突破微生物自我调节机制，使代谢物尽可能大量积累的方式有三种: 一是应用营养缺陷型菌株进行生产 二是选育抗代谢物类似物突变种 三是改变微生物细胞膜的通透性，使最终产物不在细胞内积累，提高发酵物的产率。;营养缺陷型菌株是指原菌株由于基因突变（一般为合成途径中某一个酶结构基因突变），使其正常代谢途径中断，不能合成自身所需的某种或某些必需营养物质的突变菌株。 营养缺陷型菌株由于不能合成代谢调节所需的最终末端产物， 从根本上减少或降低了反