生物化學(xué):第34 章 細(xì)胞代謝的整合與調(diào)控_第1頁
生物化學(xué):第34 章 細(xì)胞代謝的整合與調(diào)控_第2頁
生物化學(xué):第34 章 細(xì)胞代謝的整合與調(diào)控_第3頁
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文檔簡介

基本要求較高要求代謝網(wǎng)為基礎(chǔ),四大類物質(zhì)來龍去脈代謝基本要略各個(gè)水平(總結(jié)圖)的調(diào)控及每個(gè)水平上涉及的類型(二級標(biāo)題)其中基因表達(dá)調(diào)控類型(三級標(biāo)題)是重點(diǎn)把各章主要內(nèi)容線條式串聯(lián)起來(多個(gè)圖)代謝要略及舉例理解各水平上各類型及典型例子的理解,特別是基因表達(dá)調(diào)控各類型第34章細(xì)胞代謝的整合與調(diào)控細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)核苷酸代謝要略分解代謝與合成代謝的單向性合成代謝要消耗能量(ATP,GTP)和還原力(NADH,F(xiàn)ADH2,NADPH)分解代謝可產(chǎn)生ATP(底物水平磷酸化、氧化磷酸化)和生物合成的構(gòu)造單元(AA,Gluc,FA,Nt)代謝是物質(zhì)流、能量流和信息流共同組成的有機(jī)整體,從而體現(xiàn)生命活動(dòng)代謝的綜合調(diào)節(jié)多細(xì)胞(個(gè)體)水平調(diào)節(jié)細(xì)胞(細(xì)胞結(jié)構(gòu))水平調(diào)節(jié)分子水平調(diào)節(jié)

信號傳遞系統(tǒng)

化學(xué)信號傳遞系統(tǒng)激素信號傳遞系統(tǒng)神經(jīng)信號傳遞系統(tǒng)信號分子及信號傳導(dǎo)分子基礎(chǔ)細(xì)胞膜系統(tǒng)

分隔成(亞)亞區(qū)代謝的亞細(xì)胞定位膜結(jié)構(gòu)調(diào)控代謝酶水平

酶活性酶量(基因表達(dá)調(diào)節(jié))底物水平一、多細(xì)胞水平調(diào)節(jié)---信號傳遞系統(tǒng)(了解)1.涉及交叉科學(xué)領(lǐng)域:神經(jīng)生物學(xué),信號傳導(dǎo)2.信號傳遞系統(tǒng)中配體和受體的概念配體(Ligand):作為產(chǎn)生刺激的信號源分子,如神經(jīng)遞質(zhì)、調(diào)節(jié)肽、激素和簡單化學(xué)信號分子。受體(Receptor):能對相應(yīng)配體的刺激作出應(yīng)答的蛋白質(zhì)復(fù)合物。

配體與受體直接結(jié)合或間接引起受體酶的活性或組成的變化從而把引起一系列級聯(lián)反應(yīng),把原初信號最終傳導(dǎo)靶酶而產(chǎn)生生理反應(yīng)。二、細(xì)胞水平調(diào)節(jié)1.細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)(Compartments)與代謝活動(dòng)的分布基本要求:結(jié)合細(xì)胞的結(jié)構(gòu)認(rèn)識各主要代謝途徑發(fā)生的細(xì)胞場所---“不同場所的社會活動(dòng)的有機(jī)協(xié)調(diào)”2.膜結(jié)構(gòu)對代謝的調(diào)控:1)控制跨膜離子梯度和電位梯度;2)調(diào)控物質(zhì)運(yùn)輸;3)分隔不同代謝途徑;4)膜與酶結(jié)合調(diào)節(jié)酶的活性;三、分子水平上的調(diào)節(jié)類型底物/反應(yīng)物水平調(diào)節(jié)(重點(diǎn):各種反饋類型)酶水平調(diào)節(jié)1.酶活性調(diào)節(jié)

A.酶的特異激活或抑制劑

B.酶解(主要是蛋白酶)激活

C.別構(gòu)效應(yīng)

D.共價(jià)修飾與級聯(lián)反應(yīng) 2.酶量調(diào)節(jié)(基因表達(dá)調(diào)節(jié))

A.轉(zhuǎn)錄水平(轉(zhuǎn)錄前、中、后)

B.翻譯水平(翻譯和翻譯后)四、基因表達(dá)水平的調(diào)節(jié)(一)原核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)(重點(diǎn)掌握乳糖操縱子作為經(jīng)典例子的調(diào)節(jié)方式)1.乳糖操縱子(Lacoperon)操縱子(operon):由功能上彼此相關(guān)的多個(gè)結(jié)構(gòu)基因(通常被轉(zhuǎn)錄成一條多順反子mRNA)和共同的控制區(qū)(啟動(dòng)子和操縱基因)組成。操縱基因(Operator)是一段可與調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物結(jié)合的非編碼序列。LactoseoperonInducerinactivatesthelacrepressor乳糖操縱子是一種負(fù)調(diào)控(Negativeregulation)2.cAMP-CRP的正調(diào)控作用(了解)CRP:cyclicAMPreceptorproteinGlucLac,Gal,Ara,etc.operonpoPO當(dāng)?shù)虶lc時(shí),cAMP增加,Plac啟動(dòng)子受cAMP-CRP激活,乳糖操縱子等基因大量表達(dá),啟動(dòng)乳糖的利用。3.色氨酸操縱子的衰減作用(attenuation)-----阻遏(粗調(diào))和衰減作用(微調(diào))的雙重調(diào)節(jié)TrpRTrpTrpoperon過量色氨酸抑制色氨酸操縱子的轉(zhuǎn)錄起始1)誘導(dǎo)阻遏TrpRTrpoperon缺色氨酸或不足:色氨酸操縱子的轉(zhuǎn)錄起始2)衰減作用前導(dǎo)序列轉(zhuǎn)錄與翻譯同時(shí)進(jìn)行核糖體轉(zhuǎn)錄能否繼續(xù)受AA和Trp含量調(diào)節(jié)4.生長速度的調(diào)節(jié)5.原核基因表達(dá)時(shí)序的調(diào)節(jié)(不要求)了解:嚴(yán)緊反應(yīng)(嚴(yán)緊控制);ppGpp和ppGppp作為嚴(yán)緊反應(yīng)的信號因子6.翻譯水平的調(diào)節(jié)

不同mRNA翻譯能力的差異(SD序列起關(guān)鍵作用)過量核糖體蛋白的阻遏作用反義RNA的作用(何為反義RNA?)(二)真核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)(重點(diǎn):理解基因表達(dá)的不同階段的調(diào)節(jié)方式)DNAhnRNAmRNAmRNA降解物蛋白前體活性蛋白轉(zhuǎn)錄前調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后前調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)翻譯后調(diào)節(jié)核質(zhì)降解調(diào)節(jié)DNAhnRNAmRNAmRNA降解物蛋白前體活性蛋白轉(zhuǎn)錄前調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)翻譯后調(diào)節(jié)核質(zhì)降解調(diào)節(jié)1.轉(zhuǎn)錄前水平調(diào)節(jié)

染色質(zhì)丟失基因擴(kuò)增基因重排DNA甲基化與異染色質(zhì)化DNAhnRNAmRNAmRNA降解物蛋白前體活性蛋白轉(zhuǎn)錄前調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后前調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)翻譯后調(diào)節(jié)核質(zhì)降解調(diào)節(jié)2.轉(zhuǎn)錄活性調(diào)節(jié)

順式元件(DNA)反式作用因子(蛋白)

A不結(jié)合DNAB結(jié)合DNA

基本結(jié)構(gòu)域:

HTH

鋅指蛋白亮氨酸拉鏈

HLH真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)順式因子(元件)反式作用因子Helix-turn-helixZincfingerHelix-loop-helixLeucinezipperDNA結(jié)合蛋白轉(zhuǎn)錄DNAhnRNAmRNAmRNA降解物蛋白前體活性蛋白轉(zhuǎn)錄前調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)翻譯后調(diào)節(jié)核質(zhì)降解調(diào)節(jié)3.轉(zhuǎn)錄后加工調(diào)節(jié)

加帽,加多聚A,再編輯,甲基化等(機(jī)制復(fù)雜)

選擇性拼接DNAhnRNAmRNAmRNA降解物蛋白前體活性蛋白轉(zhuǎn)錄前調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)翻譯后調(diào)節(jié)核質(zhì)降解調(diào)節(jié)4.翻譯和翻譯后調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性(壽命)選擇性翻譯

部分切除形成二硫鍵內(nèi)部AA修飾(乙?;?、磷酸化等)糖基化、脂基化形成糖蛋白/脂蛋白FromDNAtolifeOverview:HowDNAlinkslife?OtherthanclassicalGenetics,whichstartwithphenotypefirst,herewewillstartbyasking:“WhatDNAisdoing?”SubjectBiochemistrystudyinalivingbackgroundFromDNAtolifeDNAGeneChromosomeNucleusCell/tissueOrganismOverview:OverviewofDisciplinesRNAQuestion1:HowdoesDNAconstructchromosome?Question2:HowdoesDNAcopyitself?Question3:Whatisagene?Arenon-transcriptedsequencesgenes?Question4:Howdoesageneexertfunction?Terms:PhenotypeGenotypeAlleleMutation…OneGene,onetrait?????????Trait1Trait2

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