第十四章
物质代谢的相互联系
和调节控制第一节 代谢间的网络联系提问:近几年的网络化进步都带来了哪些便利?
联系密切(世界范围)
资源共享(世界范围)
音乐网、文学网、化学网、环保网、人际关系网 …………集团优势的充分体现几亿年前生物小小的细胞内就已经进化出了网络化行为——代谢网络
提问:有什么益处?
资源共享—途径在满足需要的前提下,互通有无,最大限度的减少酶、代谢途径及中间产物的数量这些代谢之间是否会存在互相干扰的问题呢?
是如何尽量降低其程度呢?
各种代谢调控的方法
第二节 代谢的调控器官层次——
器官功能分化,如肝脏是主要的氧化、合成部位细胞层次——
细胞器功能分化
2.1分子水平提问:如何调控呢?
酶——代谢调控的开关提问:影响酶活力的因素有哪些?
底物浓度、酶浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂、辅酶或辅基、别构激活抑制
pH、温度基本控制在定值例如 温度高太耗能、低了酶活性低
1.底物激活、产物抑制——前馈反馈
2.能量物质——ADP/ATP调节提问:如何调控?
ADP-Pi↑—分解反应↑
ATP ↑—合成反应↑
背景介绍大肠杆菌通常利用葡萄糖作为碳源,通常情况下环境中乳糖极少,降解乳糖的酶不被合成,其实质是乳糖降解酶基因不表达。
真核生物基因是多层次调控目前生化领域最引人注目的研究课题之一。
研究目的——更有效地控制真核生物(动植物及人类自身)的生长发育。
真核生物DNA中基因部分只占5%,其余大多与调控有关。
严密控制不同部位的细胞中基因的表达—
以实现明确的分工(代谢能力、功能)
转录前调节—
1.染色体丢失——
如红细胞成熟过程中整个核丢失了。
2.基因扩增——
如受精卵细胞大量扩增rRNA基因数量,以加速蛋白质合成速度,从而加速细胞分裂速度;
又如癌细胞大量扩增癌基因;
3.甲基化——
关闭该基因功能
转录调节
1.固醇激素(如动物性激素)——
与基因结合,促使细胞转录加速,生长加速
2.增强子——DNA片段产生增强蛋白加速转录速度。
B.降解调控泛肽——有选择的控制一些酶的降解
4.激素对酶的连续激活主要指肽类及氨基酸衍生物激素。
(动物激素主要包括肽类、氨基酸衍生物类、固醇类激素)
5.神经信号对酶的调节高等动物特有的调节机制
信号——化学信号、电信号化学信号(神经递质)——与激素连续激活原理相同;
如乙酰胆碱、神经肽、氨基酸等电信号(Na+、Ca2+、K+ 在细胞内外的定向流动)—— 以Ca2+在细胞内的浓度变化引起细胞内相关的酶蛋白激活或抑制。
各种生物在生物化学层次完全平等生物化学中具有高度的生命智慧
物质代谢的相互联系
和调节控制第一节 代谢间的网络联系提问:近几年的网络化进步都带来了哪些便利?
联系密切(世界范围)
资源共享(世界范围)
音乐网、文学网、化学网、环保网、人际关系网 …………集团优势的充分体现几亿年前生物小小的细胞内就已经进化出了网络化行为——代谢网络
提问:有什么益处?
资源共享—途径在满足需要的前提下,互通有无,最大限度的减少酶、代谢途径及中间产物的数量这些代谢之间是否会存在互相干扰的问题呢?
是如何尽量降低其程度呢?
各种代谢调控的方法
第二节 代谢的调控器官层次——
器官功能分化,如肝脏是主要的氧化、合成部位细胞层次——
细胞器功能分化
2.1分子水平提问:如何调控呢?
酶——代谢调控的开关提问:影响酶活力的因素有哪些?
底物浓度、酶浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂、辅酶或辅基、别构激活抑制
pH、温度基本控制在定值例如 温度高太耗能、低了酶活性低
1.底物激活、产物抑制——前馈反馈
2.能量物质——ADP/ATP调节提问:如何调控?
ADP-Pi↑—分解反应↑
ATP ↑—合成反应↑
背景介绍大肠杆菌通常利用葡萄糖作为碳源,通常情况下环境中乳糖极少,降解乳糖的酶不被合成,其实质是乳糖降解酶基因不表达。
真核生物基因是多层次调控目前生化领域最引人注目的研究课题之一。
研究目的——更有效地控制真核生物(动植物及人类自身)的生长发育。
真核生物DNA中基因部分只占5%,其余大多与调控有关。
严密控制不同部位的细胞中基因的表达—
以实现明确的分工(代谢能力、功能)
转录前调节—
1.染色体丢失——
如红细胞成熟过程中整个核丢失了。
2.基因扩增——
如受精卵细胞大量扩增rRNA基因数量,以加速蛋白质合成速度,从而加速细胞分裂速度;
又如癌细胞大量扩增癌基因;
3.甲基化——
关闭该基因功能
转录调节
1.固醇激素(如动物性激素)——
与基因结合,促使细胞转录加速,生长加速
2.增强子——DNA片段产生增强蛋白加速转录速度。
B.降解调控泛肽——有选择的控制一些酶的降解
4.激素对酶的连续激活主要指肽类及氨基酸衍生物激素。
(动物激素主要包括肽类、氨基酸衍生物类、固醇类激素)
5.神经信号对酶的调节高等动物特有的调节机制
信号——化学信号、电信号化学信号(神经递质)——与激素连续激活原理相同;
如乙酰胆碱、神经肽、氨基酸等电信号(Na+、Ca2+、K+ 在细胞内外的定向流动)—— 以Ca2+在细胞内的浓度变化引起细胞内相关的酶蛋白激活或抑制。
各种生物在生物化学层次完全平等生物化学中具有高度的生命智慧