细胞代谢与基因表达调控

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1、重点：①代谢途径的相互作用②酶活性的调节③真核生物与原核生物基因的表达调控难点：基因表达调节的水平与差异。第十五章物质代谢的联系及其调节第一节细胞代谢的调节网络一、代谢途径交叉形成网络二、分解代谢和合成代谢的单向性三、ATP是通用的能量载体四、NADPH以还原力形式携带能量五、代谢的基本要略糖代谢与脂类代谢的相互联系糖乙酰CoA，NADPH脂肪酸磷酸二羟丙酮α-磷酸甘油脂肪有氧氧化酵解从头合成脂肪甘油磷酸二羟丙酮糖代谢脂肪酸乙酰CoA琥珀酸糖(植物)乙醛酸循环-氧化糖异生TCA糖代谢与蛋白质代谢的相互联系糖→→α-酮酸氨基酸蛋白质NH3蛋白质氨基酸α-酮酸糖（生糖氨基酸）脂类代谢与蛋白质代谢

2、的相互联系脂肪甘油磷酸二羟丙酮脂肪酸乙酰CoA氨基酸碳架氨基酸蛋白质蛋白质氨基酸酮酸或乙酰CoA脂肪酸脂肪（生酮氨基酸）脂肪代谢和糖代谢的关系延胡索酸琥珀酸苹果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循环乙醛酸循环甘油乙酰CoA三酰甘油脂肪酸氧化糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸合成植物或微生物糖类脂类氨基酸和核苷酸之间的代谢联系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丝氨酰苏氨酸半胱氨酸氨基酸6-磷酸葡萄糖磷酸二羟丙酮乙酰CoA甘油脂肪酸胆固醇亮氨酸赖氨酸酪酰氨色氨酸笨丙氨酸异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

3、酰氨天冬氨酸苯丙酰氨酪氨酸异亮氨酸甲硫酰氨苏氨酸缬氨酸琥珀酰CoA苹果酸草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸乙醛酸蛋白质淀粉、糖原核酸生糖氨基酸谷氨酰氨组氨酸脯氨酸精氨酸谷氨酸延胡索酸琥珀酸丙二单酰CoA1-磷酸葡萄糖糖分解和糖异生途径中相对独立的单向反应糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶二磷酸果糖磷酸酯酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶ATP携带能量由能源传递给细胞的需能过程ATPADP+Pi太阳能化学能生物合成细胞运动膜运输通过NADPH循环将还原力由分

4、解代谢转移给生物合成反应NADPH+H+NADP+分解代谢还原性有机物还原性生物合成反应氧化物还原性生物合成产物氧化前体6×葡萄糖-6-磷酸6×6-磷酸-葡萄糖酸δ内酯6×6-磷酸-葡萄糖酸6×5-磷酸-核酮糖NADPHNADPHCO22×5-磷酸-核糖2×5-磷酸-木酮糖2×3-磷酸甘油醛2×7-磷酸景天庚酮糖2×果糖-6-磷酸2×4-磷酸赤藓糖2×果糖-6-磷酸2×3-磷酸甘油醛果糖-1.6-二磷酸果糖-6-磷酸H2OPiH2O2×5-磷酸-木酮糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰COA丙酮酸草酰乙酸＋柠檬酸柠檬酸乙酰COA草酰乙酸苹果酸丙酮酸柠檬酸合酶丙酮酸羧化酶NADPNADPH+CO2苹果酸酶N

5、ADNADHCO2ATPATP柠檬酸裂解酶ADP+PiATP+HSCOA胞液线粒体乙酰CoA的转运（柠檬酸－丙酮酸循环）代谢的基本要略代谢的基本要略在于形成ATP、还原力和构造单元以用于生物合成。由ATP、还原力和构造单元可合成各类生物分子，并进而装配成生物不同层次的结构。生物合成和生物形态建成是一个耗能和增加有序结构的过程，需要由物质流、能量流和信息流来支持。脂肪葡萄糖、其它单糖三羧酸循环电子传递（氧化）蛋白质脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi共同降解物代谢终产物构造单元NADPH一、酶活性的调节二、细胞对代谢途径的分隔与控制第二节代谢调节一、酶活性的调节最基本的代谢调节酶活性

6、调节酶含量调节变构效应（别构）共价修饰基因表达调控酶的激活与抑制酶的诱导与阻遏酶活性的前馈和反馈调节底物和代谢产物对代谢过程的调节作用。其调节机理是通过酶的变构效应来实现的。S0SnS2S1E0E1En-1或+—或+—反馈前馈葡萄糖丙酮酸羧化酶乙酰CoA磷酸烯醇式丙酮酸1，6-二磷酸果糖草酰乙酸-酮戊二酸拧檬酸天冬氨酸氨基酸蛋白质嘧啶核苷酸核酸氨甲酰天冬氨酸——+++磷酸烯醇式丙酮酸羧化反应的调节控制产能反应和需能反应的调节能荷=—————————[ATP]+0.5[ADP][ATP]+[ADP]+[AMP][ATP][Pi][ADP]ATP系统质量作用比=糖酵解与三羧酸循环途径的调节丙酮酸

7、G细胞液柠檬酸乙酰CoA柠檬酸草酰乙酸-酮戊二酸乙酰CoA丙酮酸线粒体G-6-PF-6-PF-1.6-2P磷酸果糖激酶PEPADP+PiATPADP+PiATPNADHO2ATPADP+PiAMP+ATP2ADPPiPi丙酮酸激酶+++---++----己糖激酶丙酮酸脱氢酶柠檬酸合成酶-酮戊二酸脱氢酶酶分子中的某些基团，在其它酶的催化下，可以共价结合或脱去，引起酶分子构象的改变，使其活性得到调