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1、第二十章代謝調(diào)控基礎生物化學 代謝調(diào)控基礎1Emphasis細胞代謝的調(diào)節(jié)層次酶的活性調(diào)節(jié)機制細胞信號傳遞系統(tǒng)基因表達的調(diào)控機制生物化學 代謝調(diào)控基礎2Content代謝調(diào)節(jié)的水平細胞代謝調(diào)節(jié)網(wǎng)絡分子水平調(diào)節(jié)細胞水平調(diào)節(jié)多細胞整體水平調(diào)節(jié)基因表達的調(diào)控機制生物化學 代謝調(diào)控基礎3代謝調(diào)節(jié)的基礎:基因表達調(diào)控分子水平:反應物和產(chǎn)物的調(diào)節(jié),主要是濃度調(diào)節(jié)和酶調(diào)節(jié)細胞水平:主要是細胞結構分隔控制調(diào)節(jié)多
2、細胞整體水平:神經(jīng)和激素調(diào)節(jié)1、代謝調(diào)節(jié)的水平生物化學 代謝調(diào)控基礎42、細胞代謝調(diào)節(jié)網(wǎng)絡代謝的基本目的:形成生物合成力-ATP、[H]、buildingblock代謝途徑交叉形成網(wǎng)絡:糖-蛋白質(zhì)-脂類--核酸相互轉化分解代謝和合成代謝的單向性:生物體內(nèi)由酶催化的反應的可逆特征--如何理解整個代謝過程的單向性?分開機制的意義?ATP的通用能量載體功能NADPH的氫供體(H傳遞中間體)功能生物化學 代謝調(diào)控基礎5附:糖-蛋白質(zhì)-脂類-核酸相互
3、轉化生物化學 代謝調(diào)控基礎63、分子水平調(diào)節(jié)-酶活性酶的調(diào)節(jié)功能:調(diào)節(jié)和控制代謝的速度、方向和途徑調(diào)節(jié)方式:激活或抑制胞內(nèi)酶分子的催化活性:快速直接,變構或共價修飾合成或降解酶以改變酶分子的含量:關鍵調(diào)節(jié),較慢?;虮磉_調(diào)控調(diào)控類型前饋和反饋:能荷水平:[ADP]/[ATP]特異性激活或抑制、共價修飾和連續(xù)激活:酶的磷酸化和去磷酸化蛋白酶降解:酶原的激活生物化學 代謝調(diào)控基礎7附1:反饋和前饋調(diào)節(jié)生物化學
4、 代謝調(diào)控基礎8草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸琥珀酰輔酶A琥珀酸延胡索酸蘋果酸乙酰輔酶Aa-酮戊二酸Ca2+ADP生物化學 代謝調(diào)控基礎9104、細胞水平調(diào)節(jié)細胞結構對代謝途徑的分隔控制細胞結構決定酶的空間分布細胞膜結構對代謝的調(diào)節(jié)控制控制跨膜化學梯度:離子濃度梯度和電位梯度控制細胞和細胞器的物質(zhì)轉運內(nèi)膜系統(tǒng)對代謝途徑的分隔作用膜與酶的可逆結合蛋白質(zhì)的定位控制生物化學 代謝調(diào)控基礎115、多細胞整體水平調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)門控離子通道和
5、神經(jīng)信號傳導激素和遞質(zhì)體的信號轉導系統(tǒng)細胞增殖調(diào)節(jié)生物化學 代謝調(diào)控基礎12神經(jīng)細胞:神經(jīng)元,可接受、處理和傳導信號。神經(jīng)脈沖:沿著神經(jīng)元的質(zhì)膜傳播的電興奮信號,又稱動作電位,由門控離子通道實現(xiàn)神經(jīng)元電信號傳播機制:依賴于離子,通過膜通道引起的膜電位變化實現(xiàn)。與鈉、鉀泵相偶聯(lián)門控離子通道:“鈉通道打開+鉀通道恢復”循環(huán)體系電位門控通道:鈉、鉀、鈣通道配體門控通道:由化學信號激活而開放的離子通道,即可將化學信號轉變?yōu)殡娦盘?。為神?jīng)遞質(zhì)通道(1)門控離子通道和神經(jīng)信號傳導生物化學
6、 代謝調(diào)控基礎13生物化學 代謝調(diào)控基礎14化學突觸傳遞:電突觸的一種,以神經(jīng)遞質(zhì)來傳遞信號。神經(jīng)遞質(zhì):如:乙酰膽堿、單胺類、氨基酸和肽等興奮性型:可與陽離子結合,在膜去極化達到閾值時可觸發(fā)動作電位抑制性型:可允許小的負離子(Cl-)通過,打開Cl-通道,造成膜電位保持負或超極化,難于去極化神經(jīng)遞質(zhì)的受體:配體門控離子通道:將化學信號又重新轉變?yōu)殡娦盘柊麅?nèi)信使:附:依賴于電突觸直接傳遞電信號的機制生物化學
7、 代謝調(diào)控基礎15生物化學 代謝調(diào)控基礎16跨膜信號傳遞:信號分子不進入細胞,僅作用于質(zhì)膜受體,經(jīng)受體介導傳信號至胞內(nèi)細胞內(nèi)的信號分子:激素、神經(jīng)遞質(zhì)、調(diào)節(jié)肽膜受體:三類依賴于神經(jīng)遞質(zhì)的離子通道(配體門控離子通道)受體與信號轉導蛋白GTP相偶聯(lián)的受體:經(jīng)GTP將信號轉給效應器,產(chǎn)生第二信使(),再激活酶系統(tǒng)生長因子受體:具有酪氨酸蛋白激酶活性(TPK)作用方式:自分泌、旁分泌、內(nèi)分泌(2)激素和遞質(zhì)受體的信號轉導系統(tǒng)生物化學 代謝調(diào)控基礎1
8、7細胞生理周期的時間控制器:蛋白激酶系統(tǒng)對細胞內(nèi)外信號的感受和反應體系調(diào)節(jié)機理:在精確的時間間隔內(nèi),由蛋白激酶系統(tǒng)使特異的蛋白質(zhì)磷酸化,從而協(xié)調(diào)細胞代謝的活性和基因表達,產(chǎn)生有序的細胞分裂周期最關鍵的兩個蛋白質(zhì)家族:依賴于周期素的蛋白激酶CDK:可