代謝調(diào)控和基因表達(dá)調(diào)控

MetabolicInterrelationships第一節(jié)物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系（一）、糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系1.攝入的糖量超過能量消耗時(shí)葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲(chǔ)存（肝、肌肉）2.脂肪的甘油部分能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵嵋阴oA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸二羥丙酮葡萄糖（二）、糖與氨基酸代謝的相互聯(lián)系例如：丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡萄糖1.大部分氨基酸脫氨基后，生成相應(yīng)的α-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰?.糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些非必需氨基酸糖丙酮酸草酰乙酸乙酰CoA檸檬酸α-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸氨基酸乙酰CoA脂肪

1.蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹?/p>

2.氨基酸可作為合成磷脂的原料絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺腦磷脂膽堿卵磷脂（三）、脂類與氨基酸代謝的相互聯(lián)系——但不能說，脂類可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途徑丙酮?/p>

其他α-酮酸某些非必需氨基酸3.脂肪的甘油部分可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被幔ㄋ模?、核酸與糖、蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系

1.氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳單位合成嘌呤合成嘧啶2.磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供糖類、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TheRegulationofMetabolism第二節(jié)代謝調(diào)節(jié)?代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過細(xì)胞內(nèi)代謝物濃度的變化，對(duì)酶的活性及含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為酶水平代謝調(diào)節(jié)。

?

單細(xì)胞生物?高等生物——四級(jí)水平代謝調(diào)節(jié)酶水平的調(diào)解細(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)?酶水平的調(diào)節(jié)?酶活性的調(diào)節(jié)：別構(gòu)調(diào)控、共價(jià)修飾調(diào)控等?酶含量的調(diào)節(jié)：誘導(dǎo)和阻遏調(diào)控（基因表達(dá)調(diào)控）Regulation

of

GeneExpression第三節(jié)基因表達(dá)調(diào)控一、原核生物基因表達(dá)調(diào)控

----轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控在原核生物中，若干結(jié)構(gòu)基因可串聯(lián)在一起，其表達(dá)受到同一調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)控，這種基因的組織形式稱為操縱子（operon）?操縱子（operon）學(xué)說：16?一、乳糖操縱子(Lac

operon)的調(diào)控

?二、色氨酸操縱子(Trpoperon)的調(diào)控?操縱子模型的普遍性（一）、乳糖操縱子(Lac

operon)的調(diào)控

可誘導(dǎo)調(diào)控的操縱子，其基因表達(dá)產(chǎn)物都是利用某種營(yíng)養(yǎng)物（乳糖）的酶體系（分解代謝）

?有營(yíng)養(yǎng)物（乳糖）：相應(yīng)基因開放；

?無營(yíng)養(yǎng)物（乳糖）：細(xì)胞就沒必要產(chǎn)生相應(yīng)的酶；1、乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)Z：

β-半乳糖苷酶基因Y：透酶基因A：乙?；D(zhuǎn)移酶基因I：調(diào)節(jié)基因P：?jiǎn)?dòng)序列O：操縱序列mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol阻遏基因

2、乳糖操縱子的調(diào)節(jié)機(jī)制（1）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)----沒有乳糖存在時(shí)mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOP啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖半乳糖β-半乳糖苷酶（1）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)----有乳糖存在時(shí)pol++++轉(zhuǎn)錄無葡萄糖，cAMP濃度高時(shí)有葡萄糖，cAMP濃度低時(shí)ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP（2）

代謝產(chǎn)物活化蛋白（CAP）的正性調(diào)節(jié)CGP（CAP）？?CAP的結(jié)合位點(diǎn)在啟動(dòng)子上游。?CAP+cAMP→復(fù)合物→結(jié)合在CAP的結(jié)合位點(diǎn)上→促進(jìn)RNApol向前移動(dòng)→促轉(zhuǎn)錄?CGP：降解物基因活化蛋白（catabolicgeneactivationprotein）?CAP：環(huán)腺苷酸受體蛋白

（cycilicAMPreceptorprotein）-35-10+1+20+28阻遏物結(jié)合區(qū)RNApol結(jié)合區(qū)CAP結(jié)合位點(diǎn)※當(dāng)阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí)，CAP對(duì)該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用；※如無CAP存在，即使沒有阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合，操縱子仍無轉(zhuǎn)錄活性。（3）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)（二）、色氨酸操縱子(Trp

operon)的調(diào)控?當(dāng)細(xì)胞內(nèi)缺乏色氨酸時(shí)，此操縱子開放；?當(dāng)細(xì)胞內(nèi)合成的色氨酸過多時(shí)，此操縱子被關(guān)閉。trpRP1O

trpEtrpDP2trpCtrpBtrpA調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因mRNA酶蛋白調(diào)節(jié)基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因輔阻遏物trp阻遏蛋白原（二）、色氨酸操縱子的調(diào)節(jié)機(jī)制?阻遏物調(diào)節(jié)機(jī)制?衰減子及其作用(attenuation)在色氨酸操縱子第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因與啟動(dòng)基因之間存在有一衰減區(qū)域，這161個(gè)核苷酸殘基包含4個(gè)彼此互補(bǔ)的區(qū)域，可形成特殊的莖環(huán)結(jié)構(gòu)----終止子（1）環(huán)境中沒有氨基酸時(shí)，前導(dǎo)肽不能形成，前導(dǎo)序列鏈以下圖的結(jié)構(gòu)存在，促使轉(zhuǎn)錄終止。（2）環(huán)境中各種氨基酸很豐富，而且有足夠色氨酸時(shí)，前導(dǎo)肽被正常合成，終止信號(hào)形成，轉(zhuǎn)錄也終止。（3）環(huán)境中各種氨基酸很豐富，缺乏色氨酸時(shí)，終止信號(hào)不能行成，轉(zhuǎn)錄繼續(xù)進(jìn)行。小結(jié)：

原核基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控的基本方式：（1）可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)方式----(Lac

operon)

?負(fù)調(diào)控：阻遏蛋白的調(diào)節(jié)

?正調(diào)節(jié)：激活蛋白的調(diào)節(jié)（2）可阻遏調(diào)節(jié)方式----(Trp

operon)

二、真核生物基因表達(dá)調(diào)控DNA轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物RNAmRNA蛋白質(zhì)前體mRNA降解物活性蛋白質(zhì)DNA水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)mRNA降解調(diào)節(jié)翻譯