第6章增加的内容-代谢途径的调控学习资料.ppt

《第6章增加的内容-代谢途径的调控学习资料.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、通过代谢途径调控的研究可以阐明途径中酶的活性被调节的机理乃至在分子水平上被控制的机理，一旦了解了酶的调节特性，就可以利用代谢控制分析的方法推断途径通量的总体控制，并根据总体通量控制的特点进行网络的优化和菌种的改进。第六章代谢途径的调控和代谢控制分析Regulationofmetabolicpathway&MCAEnzymekineticsRegulationofenzymeactivityRegulationofenzymeconcentrationGlobalregulationMetabolicControlAnalysis代谢

2、途径调控的层次性原核生物基因结构简洁有效，无多余序列，必须利用少量的DNA序列充分存储必要的遗传信息调控层次少，简单而快速：酶活调节-转录和翻译调节-总体调控能适应多种不利环境，进行快速调节真核生物有充分的遗传物质，能形成各种特殊的基因结构调控层次多而复杂：转录前（DNA扩增、甲基化）转录（增强子）转录后（mRNA拼接）翻译（翻译因子的磷酸化、转铁蛋白等）翻译后（蛋白质修饰）对遗传信息传递的准确性和稳定性更有利分子水平调控酶的“质”和“量”的调控细胞水平调控调控代谢子（modulon)或调节子(regulon)代谢网络的调控(建立代

3、谢调节网络、分析调节网络的特点如拓扑结构、层次性等）代谢途径的调控的层次性主要介绍原核生物的调控酶动力学单底物的酶催化反应动力学模型:由V.C.R.Henri于1902年及L.Michaelis和M.L.Menten于1913年建立的。简单的酶催化反应动力学通常是指Michaelis-Menten动力学或饱和动力学。E+SESE+P两个假定：1.形成ES复合物的反应速度很快.2.第二步的逆反应速率可忽略。此假设仅在反应初期产物的累积量很少时才能成立。米氏方程的推导快速平衡假设拟稳态假设E+SESE+PES的解离常数最适底物的判断：（

4、P204的推导）[S]<>Km时，[S]=Km时，I=0I>0竞争性抑制的最终作用结果是使，因此降低了反应速度。最大反应速度不变。竞争性抑制可通过提高底物浓度来克服。CompetitiveinhibitionenzymekineticsNon-competitiveinhibitionenzymekinetics非竞争性抑制剂不是底物类似物。抑制剂与酶结合的位点不是酶的活性位点，这种结合降低了酶的有效浓度。高底物浓度不能克服非竞争性抑制。必须加入其它试剂去阻止抑制剂与酶的结合。I=0I>0Uncompetitive

5、inhibitionenzymekinetics反竞争性抑制剂只与ES复合物结合，而且它与酶无亲和作用。Vm值的降低要比Km值的降低更具显著作用，其最终结果是使反应速率降低。I=0I>0Substrateinhibitionenzymekinetics如果底物自身有抑制作用：一种反竞争抑制，1/v是1/s的双曲函数，该双曲函数具有一垂直和一倾斜渐近线在低底物浓度时，[S]2/KSI<<1，观察不到抑制作用。反应速率为在高底物浓度时，K’m/[S]<<1，抑制作用显著。这种情况下反应速率为P199Example6.1产物是抑制剂的非竞

6、争产物抑制酶活力调节的方式酶原的激活（不可逆）可逆共价修饰（磷酸化、酰基化等）活化剂、抑制剂和变构效应的调节激活蛋白质或抑制蛋白质（例如真核细胞中，带有结合态钙离子的钙调蛋白激活许多酶）变构酶（allostericenzyme)的特点具有协同作用的酶——别构酶一般具有多个调节位点（效应物）与催化位点（底物）。它们大多是几个亚基聚集而成的多聚体酶，具有四级结构，这些亚基可以不同，也可以完全相同。动力学特征：S型曲线，而不是米氏方程的双曲线协同性(Cooperativity)协同效应Cooperativity与一个底物分子的结合引起酶结

7、构的改变，导致剩余结合位点对底物亲和力的升高，随着更多的底物结合，亲和力也越高，称为正协同效应。底物既是反应物，又是调节分子。即底物自身的浓度充当酶活的调节信号，可以在一个较小的底物浓度变化范围内引起酶活的快速、急剧的升高。有利于细胞针对生理环境变化采取快速的调控。变构调节一个变构酶的实例：磷酸果糖激酶ADP是活化剂双曲线表明：M-M动力学方程中r对s的敏感性不高，除非在底物浓度接近零时S型曲线表明：r对s的敏感性在底物浓度接近零时不高，而在正常底物浓度下十分敏感协同性使变构酶在胞内代谢物处于生理浓度附近（S=Km)起着反应“开关”

8、的作用，对于细胞实现对反应和代谢物浓度的快速调节具有重要意义。底物同酶的结合具有协同性时，n>1。Hill经验方程分支代谢途径中的反馈抑制或激活模式同工酶反馈抑制累积反馈抑制顺序反馈抑制协同反馈抑制增效反馈抑制抑制加激活线性代谢途径中