第十六章代谢调控.pptx

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1、第一节第一节 代谢途径之间的联系代谢途径之间的联系 1 、代谢网络代谢网络 细胞代谢的基本原则是将各类物质分别纳入各自的共同代谢途径，以少数关键的反应如氧化还原、基团转移、水解合成、基团脱加及异构反应等，转化种类繁多的分子。不同代谢途径可以通过交叉点上关键的中间代谢物而相互作用和相互转化。这些共同的中间代谢物使各代谢途径得以沟通，形成经济有效、运转良好的代谢网络通路。其中三个关键的中间代谢物是G-6-P、丙酮酸、乙酰CoA。 2 、分解代谢与合成代谢的单向性、分解代谢与合成代谢的单向性虽然酶促反应是可逆的，但在生物体内，代谢过程是单向的。一些关键部位的代谢是由不同的酶催化正反应和逆反应的。这样

2、可使两种反应都处于热力学的有利状态。一般酮酸脱羧的反应、激酶催化的反应、羧化反应等都是不可逆的。这些反应常受到严密调控，成为关键步骤。 3 、能量的代谢、能量的代谢3.1 ATP是通用的能量载体 3.2 NADPH以还原力的形式携带能量3.3 ATP、还原力和构造单元用于生物合成 第二节第二节 代谢调节代谢调节酶活性的调节酶活性的调节细胞水平的调节细胞水平的调节整体水平的调节整体水平的调节 一 、酶水平的调节（一）、酶活性的调节（一）、酶活性的调节前馈和反馈前馈和反馈 ATPATP、ADPADP和和AMPAMP的调节的调节酶的连续激活和共价修饰酶的连续激活和共价修饰（二）、酶量的调节（二）、酶

3、量的调节- -基因表达调控基因表达调控 # 基因表达调控基本概念与原理基因表达调控基本概念与原理基因表达的概念基因表达的概念基因表达基因表达（gene expression）就是指）就是指在一定调节因素的作用下，在一定调节因素的作用下，DNA分子上分子上特定的基因被激活并转录生成特定的特定的基因被激活并转录生成特定的RNA，或由此引起特异性蛋白质合成的，或由此引起特异性蛋白质合成的过程。过程。 人类基因组人类基因组DNA中约含中约含5万个基因，但在万个基因，但在某一特定时期，只有少数的基因处于转某一特定时期，只有少数的基因处于转录激活状态，其余大多数基因则处于静录激活状态，其余大多数基因则处于

4、静息状态。一般来说，在大部分情况下，息状态。一般来说，在大部分情况下，处于转录激活状态的基因仅占处于转录激活状态的基因仅占5%。通过基因表达以合成特异性蛋白质，从通过基因表达以合成特异性蛋白质，从而赋予细胞以特定的生理功能或形态，而赋予细胞以特定的生理功能或形态，以适应内外环境的改变。以适应内外环境的改变。 # #基因表达的时间性及空间性基因表达的时间性及空间性 #时间特异性：时间特异性：基因表达的时间特异性基因表达的时间特异性(temporal specificity)是指特定基因的表达严格按是指特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生，以适应细胞或照特定的时间顺序发生，以适应细胞或个体特定

5、分化、发育阶段的需要。故又个体特定分化、发育阶段的需要。故又称为阶段特异性。称为阶段特异性。 #空间特异性：空间特异性：基 因 表 达 的 空 间 特 异 性基 因 表 达 的 空 间 特 异 性 （ s p a t i a l specificity）是指多细胞生物个体在某）是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因的表达一特定生长发育阶段，同一基因的表达在不同的细胞或组织器官不同，从而导在不同的细胞或组织器官不同，从而导致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或组织器官。故又称为细胞特异性或组织组织器官。故又称为细胞特异性或组织特异性。特异性。 # #基因

6、表达的方式基因表达的方式 #组成性表达：组成性表达：组成性基因表达组成性基因表达（constitutive gene expression）是指在个体发育的任一阶）是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。其基因表达产物通常是对生命过表达。其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。这类基因通常被称为管家因素的影响。这类基因通常被称为管家基因（基因（housekeeping gene）。）。 #诱导和阻遏表达：诱导和阻遏表达：诱导表达诱导表达（induction）是指在特定环境

7、）是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。这类基因称为可诱导的表达产物增加。这类基因称为可诱导基因。基因。阻遏表达阻遏表达（repression）是指在特定环）是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。这类基因称为可阻因的表达产物减少。这类基因称为可阻遏基因。遏基因。 # #基因表达的生物学意义基因表达的生物学意义适应环境、维持生长和增殖。适应环境、维持生长和增殖。维持个体发育与分化。维持个体发育与分化。 # #基因表达调控的基本原理基因表达调控的基本原理 #基因表达的多级调控：基

8、因表达的多级调控：基因表达调控可见于从基因激活到蛋白基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段，因此基因表达质生物合成的各个阶段，因此基因表达的调控可分为的调控可分为转录水平（基因激活及转转录水平（基因激活及转录起始）录起始），转录后水平（加工及转运），转录后水平（加工及转运），翻译水平及翻译后水平，但以转录水平翻译水平及翻译后水平，但以转录水平的基因表达调控最重要。的基因表达调控最重要。 #基因转录激活调节基本要素：基因转录激活调节基本要素：1顺式作用元件：顺式作用元件：顺式作用元件顺式作用元件（cis-acting element）又）又称分子内作用元件，指存在于称分子内作用元

9、件，指存在于DNA分子分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。序。 在原核生物中，大多数基因表达通过操在原核生物中，大多数基因表达通过操纵子模型进行调控，其顺式作用元件主纵子模型进行调控，其顺式作用元件主要由要由启动基因、操纵基因和调节基因启动基因、操纵基因和调节基因组组成。成。在真核生物中，与基因表达调控有关的在真核生物中，与基因表达调控有关的顺 式 作 用 元 件 主 要 有顺 式 作 用 元 件 主 要 有 启 动 子启 动 子（promoter）、）、增强子增强子（enhancer）和和沉默子沉默子（silencer）。）。 基因的组织结构及顺式作用

10、元件基因的组织结构及顺式作用元件2反式作用因子：反式作用因子：反式作用因子反式作用因子（trans-acting factor）又）又称为分子间作用因子，指一些与基因表称为分子间作用因子，指一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。达调控有关的蛋白质因子。反式作用因子与顺式作用元件之间的共反式作用因子与顺式作用元件之间的共同作用，才能够达到对特定基因进行调同作用，才能够达到对特定基因进行调控的目的。控的目的。原核生物中的反式作用因子主要分为原核生物中的反式作用因子主要分为特特异因子、激活蛋白和阻遏蛋白异因子、激活蛋白和阻遏蛋白；而真核；而真核生物中的反式作用因子通常称为生物中的反式作用因子通常称为转

11、录因转录因子子。 3顺式作用元件与反式作用因子之间的相互作顺式作用元件与反式作用因子之间的相互作用：用：大多数调节蛋白在与大多数调节蛋白在与DNA结合之前，需先通过结合之前，需先通过蛋白质蛋白质-蛋白质相互作用，形成二聚体或多聚蛋白质相互作用，形成二聚体或多聚体，然后再通过识别特定的顺式作用元件，而体，然后再通过识别特定的顺式作用元件，而与与DNA分子结合。这种结合通常分子结合。这种结合通常是非共价键是非共价键结结合。合。 1 1、 原核基因转录调节原核基因转录调节 存在于原核生物中的一种主要的调控存在于原核生物中的一种主要的调控模式是操纵子（模式是操纵子（operon）调控模式，）调控模式，

12、该模式也见于低等真核生物中。该模式也见于低等真核生物中。在原核生物中，若干结构基因可串联在原核生物中，若干结构基因可串联在一起，其表达受到同一调控系统的在一起，其表达受到同一调控系统的调控，这种基因的组织形式称为调控，这种基因的组织形式称为操纵操纵子子（operon） 。 1 1、1 1 操纵子的结构与功能操纵子的结构与功能 典型的操纵子可分为典型的操纵子可分为控制区和信息区控制区和信息区两两部分。控制区由各种调控基因所组成，部分。控制区由各种调控基因所组成，而信息区则由若干结构基因串联在一起而信息区则由若干结构基因串联在一起构成。构成。 调节基因（调节基因（Regulatory gene）为

13、阻抑蛋白编码基因为阻抑蛋白编码基因 控制区控制区 启动基因（启动基因（Promoter）为为 cAMP 受体蛋白（受体蛋白（CRP）和）和 RNA 聚合酶结合区。聚合酶结合区。 操纵基因（操纵基因（0perater）为阻抑蛋白结合位点。为阻抑蛋白结合位点。 信息区信息区由一个或数个结构基因串联在一起组成。由一个或数个结构基因串联在一起组成。 以原核生物以原核生物乳糖操纵子乳糖操纵子(Lac operon)为例，其为例，其控制区包括控制区包括调节基因（阻遏基因），启动基因调节基因（阻遏基因），启动基因（其（其CRP结合位点位于结合位点位于RNA聚合酶结合位点上聚合酶结合位点上游）和操纵基因游）和

14、操纵基因；其信息区由；其信息区由-半乳糖苷酶半乳糖苷酶基因（基因（lacZ），通透酶基因（），通透酶基因（lacY）和乙酰化）和乙酰化酶基因（酶基因（lacA）串联在一起构成。）串联在一起构成。 控制区控制区信息区信息区乳糖操纵子的结构基因及其表达产物乳糖操纵子的结构基因及其表达产物1 1、2 2 乳糖操纵子的调控机制乳糖操纵子的调控机制 1、2、1 乳糖操纵子的诱导：乳糖操纵子的诱导： 当培养基中乳糖浓度升高而葡萄糖浓度降低时当培养基中乳糖浓度升高而葡萄糖浓度降低时 细胞中细胞中 cAMP 浓度升高浓度升高 乳糖作为诱导剂与阻抑蛋白结合乳糖作为诱导剂与阻抑蛋白结合 cAMP 与与 CRP 结

15、合并使之激合结合并使之激合 促使阻抑蛋白与操纵基因分离促使阻抑蛋白与操纵基因分离 CRP 与启动基因结合并促使与启动基因结合并促使 RNA 聚合酶与启动基因结合聚合酶与启动基因结合 基因转录激活基因转录激活 1 1、2 2、2 2 乳糖操纵子的阻遏：乳糖操纵子的阻遏： 当培养基中乳糖浓度降低而葡萄糖浓度升高时当培养基中乳糖浓度降低而葡萄糖浓度升高时 细胞中细胞中 cAMP 浓度降低浓度降低 缺乏乳糖与阻抑蛋白结合缺乏乳糖与阻抑蛋白结合 CRP 失活失活 阻抑蛋白与操纵基因结合阻抑蛋白与操纵基因结合 CRP 及及 RNA 聚合酶不能与聚合酶不能与 启动基因结合启动基因结合 基因转录被阻遏基因转录

16、被阻遏 1 1、3 3 色氨酸操纵子的调控机制色氨酸操纵子的调控机制 色氨酸操纵子色氨酸操纵子（trp operon）属于阻遏）属于阻遏型操纵子，主要参与调控一系列用于色型操纵子，主要参与调控一系列用于色氨酸合成代谢的酶蛋白的转录合成。当氨酸合成代谢的酶蛋白的转录合成。当细胞内缺乏色氨酸时，此操纵子开放，细胞内缺乏色氨酸时，此操纵子开放，而当细胞内合成的色氨酸过多时，此操而当细胞内合成的色氨酸过多时，此操纵子被关闭。纵子被关闭。 色氨酸操纵子的调控机制与乳糖操纵子色氨酸操纵子的调控机制与乳糖操纵子类似，但通常情况下，操纵子处于开放类似，但通常情况下，操纵子处于开放状态，其辅阻遏蛋白不能与操纵基

17、因结状态，其辅阻遏蛋白不能与操纵基因结合而阻遏转录。合而阻遏转录。而当色氨酸合成过多时，色氨酸作为辅而当色氨酸合成过多时，色氨酸作为辅阻遏物与辅阻遏蛋白结合而形成阻遏蛋阻遏物与辅阻遏蛋白结合而形成阻遏蛋白，后者与操纵基因结合而使基因转录白，后者与操纵基因结合而使基因转录关闭。关闭。 色 氨 酸 操 纵 子 的 调 控 还 涉 及色 氨 酸 操 纵 子 的 调 控 还 涉 及 转 录 衰 减转 录 衰 减(attenuation)机制。即在色氨酸操纵子第一个机制。即在色氨酸操纵子第一个结构基因与启动基因之间存在有一衰减区域，结构基因与启动基因之间存在有一衰减区域，当细胞内色氨酸酸浓度很高时，通过

18、与转录相当细胞内色氨酸酸浓度很高时，通过与转录相偶联的翻译过程，形成一个偶联的翻译过程，形成一个衰减子衰减子结构，使结构，使RNA聚合酶从聚合酶从DNA上脱落，导致转录终止。上脱落，导致转录终止。 1 1、4 4 原核生物转录的整体调控模式原核生物转录的整体调控模式 由成群的操纵子组成的基因转录调控网络称为由成群的操纵子组成的基因转录调控网络称为调节子调节子。通过组成调节子调控网络，对若干操。通过组成调节子调控网络，对若干操纵子及若干蛋白质的合成进行协同调控，从而纵子及若干蛋白质的合成进行协同调控，从而达到整体调控的目的。达到整体调控的目的。典型的整体调控模式是典型的整体调控模式是SOS反应，

19、这是由一组反应，这是由一组与与DNA损伤修复有关的酶和蛋白质基因组成。损伤修复有关的酶和蛋白质基因组成。在正常情况下，这些基因均被在正常情况下，这些基因均被LexA阻遏蛋白阻遏蛋白封闭。当有紫外线照射时，细菌体内的封闭。当有紫外线照射时，细菌体内的RecA蛋白水解酶蛋白水解酶被激活，催化被激活，催化LexA阻遏蛋白裂解阻遏蛋白裂解失活，从而导致与失活，从而导致与DNA损伤修复有关的基因表损伤修复有关的基因表达。达。 2、 真核基因转录调节真核基因转录调节 真核生物中基因表达的调控机制较真核生物中基因表达的调控机制较原核生物复杂得多，许多细节还未原核生物复杂得多，许多细节还未弄清楚。就人类染色体

20、弄清楚。就人类染色体DNA而言，而言，就有就有30亿个碱基对，估计约有亿个碱基对，估计约有5万个万个基因。基因。 真核基因组结构特点真核基因组结构特点 #转录产物为单顺反子：转录产物为单顺反子：真核基因的转录产物一般是真核基因的转录产物一般是单顺反子单顺反子（mono-cistron），即一个编码基），即一个编码基因转录生成一个因转录生成一个mRNA分子，并指导分子，并指导翻译一条多肽链。翻译一条多肽链。 #大量重复序列：大量重复序列：真核基因组中含大量的重复序列，这些真核基因组中含大量的重复序列，这些重复序列大部分是没有特定生物学功能重复序列大部分是没有特定生物学功能的的DNA片段，可占整个

21、基因组片段，可占整个基因组DNA的的90%。根据重复频率可将其分为高度重。根据重复频率可将其分为高度重复序列、中度重复序列和单拷贝序列。复序列、中度重复序列和单拷贝序列。 #断裂基因：断裂基因：真核生物中的基因具有不连续性，即一个基因真核生物中的基因具有不连续性，即一个基因的编码序列往往被一些非编码序列分隔开。基的编码序列往往被一些非编码序列分隔开。基因中能够转录并进一步编码多肽链合成的部分因中能够转录并进一步编码多肽链合成的部分称为称为外显子外显子（exon），而在转录后会被剪除），而在转录后会被剪除的部分则称为的部分则称为内含子内含子（intron）。）。 真核基因表达调控的特点真核基因表

22、达调控的特点 (激素水平和发育过程)2、1 转录前水平的调节转录前水平的调节染色质丢失染色质丢失扩增扩增重排重排修饰修饰2、2 转录水平的调节转录水平的调节2、2、1 RNA聚合酶活性受转录因子调控：聚合酶活性受转录因子调控：真核生物中存在真核生物中存在RNA pol、三三种不同的种不同的RNA聚合酶，分别负责转录不聚合酶，分别负责转录不同的同的RNA。这些。这些RNA聚合酶与相应的转聚合酶与相应的转录因子形成复合体，从而激活或抑制该录因子形成复合体，从而激活或抑制该酶的催化活性。酶的催化活性。2、2、2 染色质结构改变参与基因表达的调控：染色质结构改变参与基因表达的调控：真核生物真核生物DN

23、A与组蛋白结合并形成核小体的结构，再与组蛋白结合并形成核小体的结构，再进一步形成染色质。当真核基因被激活时，染色质的进一步形成染色质。当真核基因被激活时，染色质的结构也随之发生改变。主要的改变有：结构也随之发生改变。主要的改变有： 单链单链DNA形成：形成：基因被激活后，双链基因被激活后，双链DNA解开成单链解开成单链以利于转录，从而形成一些对以利于转录，从而形成一些对DNAase的超敏位点。的超敏位点。DNA拓朴结构改变：拓朴结构改变：天然双链天然双链DNA均以均以负性超螺旋构象存在，当基因激活后，负性超螺旋构象存在，当基因激活后，则转录区前方的则转录区前方的DNA拓朴结构变为正性拓朴结构变

24、为正性超螺旋。正性超螺旋可阻碍核小体形成，超螺旋。正性超螺旋可阻碍核小体形成，并促进组蛋白解聚。并促进组蛋白解聚。核小体不稳定性增加：核小体不稳定性增加：由于组蛋白修饰状由于组蛋白修饰状态改变，巯基暴露等原因而引起核小体态改变，巯基暴露等原因而引起核小体结构改变。结构改变。 2、2、3 正性调节占主导正性调节占主导（基因转录调控（基因转录调控元件及激活机制元件及激活机制 ）：真核基因一般都处于阻遏状态，真核基因一般都处于阻遏状态，RNA聚聚合酶对启动子的亲和力很低。通过利用合酶对启动子的亲和力很低。通过利用各种转录因子正性激活各种转录因子正性激活RNA聚合酶是真聚合酶是真核基因调控的主要机制。

25、核基因调控的主要机制。 顺式作用元件顺式作用元件主要有启动子（主要有启动子（promoter）、）、增强子（增强子（enhancer）和沉默子）和沉默子（silencer）。）。反式作用因子反式作用因子（trans-acting factor）又）又称为分子间作用因子，指一些与基因表达称为分子间作用因子，指一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。调控有关的蛋白质因子。反式作用因子与顺式作用元件之间的共同反式作用因子与顺式作用元件之间的共同作用作用，才能够达到对特定基因进行调控的，才能够达到对特定基因进行调控的目的。目的。2、2、3、1 顺式作用元件顺式作用元件 1启动子：启动子：存在于结构基因上游

26、，与基因转录启动存在于结构基因上游，与基因转录启动有关的一段特殊有关的一段特殊DNA顺序称为顺序称为启动子启动子（promoter)promoter)。与原核生物类似，也含有。与原核生物类似，也含有一段富含一段富含TATA的顺序，称为的顺序，称为TATA盒。盒。除此之外，还可见除此之外，还可见CAAT盒和盒和GC盒。盒。 2增强子：增强子：位于结构基因附近，能够增强该基因转位于结构基因附近，能够增强该基因转录活性的一段录活性的一段DNA顺序称为顺序称为增强子增强子(enhancer)。增强子是另一类顺式作用的增强子是另一类顺式作用的DNA片段，片段，可使基因转录的速率大大提高。其突出可使基因转

27、录的速率大大提高。其突出特点是：特点是：在转录起始点在转录起始点5或或3侧均能侧均能起作用起作用；相对于启动子的任一指向均相对于启动子的任一指向均能起作用能起作用；发挥作用与受控基因的远发挥作用与受控基因的远近距离相对无关近距离相对无关；对异源性启动子也对异源性启动子也能发挥作用能发挥作用；通常具有一些短的重复通常具有一些短的重复顺序顺序。 增强子是通过一类称之为转录因子的蛋增强子是通过一类称之为转录因子的蛋白质而发挥其促进转录的作用。其作用白质而发挥其促进转录的作用。其作用机制目前公认的是机制目前公认的是环出模型环出模型。在在噬菌体噬菌体Cro蛋白蛋白结合位点和结合位点和RNA起起始点之间插

28、入数百碱基对的无关始点之间插入数百碱基对的无关DNA，Cro蛋白结合仍然对聚合酶有激活作用。蛋白结合仍然对聚合酶有激活作用。电镜观察发现，电镜观察发现，Cro蛋白与蛋白与Cro位点结合位点结合后，通过后，通过DAN链的弯曲成环与起始点附链的弯曲成环与起始点附近的转录蛋白靠近并结合。这一机制同近的转录蛋白靠近并结合。这一机制同样适合于样适合于SV40以及其它真核基因的启动以及其它真核基因的启动子。子。 3沉默子：沉默子：能够对基因转录起阻遏作用的能够对基因转录起阻遏作用的DNA片段，片段，属于负性调控元件。属于负性调控元件。 2、2、3、2 反式作用因子（分子间作用反式作用因子（分子间作用因子）

29、：因子）：真核生物反式作用因子通常属于转录因真核生物反式作用因子通常属于转录因子（子（transcription factor，TF）。）。 1转录因子的种类：转录因子的种类：(1)非特异性转录因子（基本转录因子）：非特异性转录因子（基本转录因子）：非选择性调控基因转录表达的蛋白质因子称为非选择性调控基因转录表达的蛋白质因子称为非特异性转录因子。真核生物中存在的三种非特异性转录因子。真核生物中存在的三种RNA聚合酶分别有相应的转录因子，即聚合酶分别有相应的转录因子，即TF，TF，TF。其中以。其中以TF研究较清楚，研究较清楚，TF一共有六种亚类，分别是一共有六种亚类，分别是TFA，TFB，TF

30、D，TFE，TFF，TF-I。TFD是唯一能是唯一能识别启动子识别启动子TATA盒盒并与之结并与之结合的转录因子，而合的转录因子，而TFB则可促进聚合酶则可促进聚合酶与与启动子的结合。启动子的结合。 (2)特异性转录因子：特异性转录因子：能够选择性调控某种或某些基因转录表能够选择性调控某种或某些基因转录表达的蛋白质因子称为特异性转录因子。达的蛋白质因子称为特异性转录因子。目前较清楚的是调控免疫球蛋白基因表目前较清楚的是调控免疫球蛋白基因表达的核内蛋白质因子（达的核内蛋白质因子（NF），已发现存），已发现存在在NFA，NF2A，NFB，NFB4，NF等等亚类。亚类。 2转录因子的结构：转录因子的

31、结构：目前已知，反式作用因子至少含有三个目前已知，反式作用因子至少含有三个功能域，即功能域，即DNA结合功能域，转录活性结合功能域，转录活性功能域和其它转录因子结合功能域功能域和其它转录因子结合功能域。 对各种转录因子对各种转录因子DNA结合功能域的研究发现一结合功能域的研究发现一些带共性的结构，主要有：些带共性的结构，主要有： (1)HTH和和HLH结构：结构： 由两段由两段-螺旋夹一段螺旋夹一段-折迭构成，折迭构成，-螺旋与螺旋与-折迭之间通过折迭之间通过-转角转角或成环连接，即或成环连接，即螺旋螺旋-转角转角-螺旋结构和螺旋螺旋结构和螺旋-环环-螺旋结构螺旋结构。典型的例子是。典型的例子

32、是噬菌体的噬菌体的CroCro蛋白，蛋白，该蛋白含三段该蛋白含三段-螺旋和三段螺旋和三段-折迭，两亚基折迭，两亚基通过通过-折迭而形成二聚体，相当于折迭而形成二聚体，相当于DNA的一的一个螺距的长度，而每一亚基的一段个螺距的长度，而每一亚基的一段-螺旋则螺旋则刚好能嵌入刚好能嵌入DNA双螺旋的大沟中与双螺旋的大沟中与DNA紧密紧密结合。结合。 (2)锌指结构：锌指结构：见于见于TFA和类固醇激素受体中，由一段富含和类固醇激素受体中，由一段富含半胱氨酸的多肽链构成。每四个半光氨酸残基半胱氨酸的多肽链构成。每四个半光氨酸残基或或His残基螯合一分子残基螯合一分子Zn2+，其余约，其余约12-13个

33、残个残基则呈指样突出，刚好能嵌入基则呈指样突出，刚好能嵌入DNA双螺旋的大双螺旋的大沟中而与之相结合。每个蛋白质分子中可含沟中而与之相结合。每个蛋白质分子中可含2-9个锌指结构。个锌指结构。 (3)亮氨酸拉链结构：亮氨酸拉链结构： 见于真核生物见于真核生物DNA结结合蛋白质的合蛋白质的C端，与癌端，与癌基因表达调控有关。由基因表达调控有关。由两段两段-螺旋平行排列构螺旋平行排列构成，其成，其-螺旋中存在每螺旋中存在每隔隔7个残基规律性排列个残基规律性排列的的Leu残基，残基，Leu侧链侧链交替排列而呈拉链状。交替排列而呈拉链状。两 条 肽 链 呈 钳 状 与两 条 肽 链 呈 钳 状 与DNA

34、结合。结合。 3转录因子的作用特点：转录因子的作用特点： 同一同一DNA顺式作用元件可被不同的转录顺式作用元件可被不同的转录因子所识别；因子所识别； 同一转录因子也可识别不同的同一转录因子也可识别不同的DNA顺式顺式作用元件；作用元件； TF与与TF之间存在相互作用；之间存在相互作用； 当当TF与与TF，TF与与DNA结合时，可导致结合时，可导致构象改变；构象改变； TF在合成过程中，有较大的可变性和可在合成过程中，有较大的可变性和可塑性。塑性。 2、2、3、3 转录激活及其调控：转录激活及其调控：真核真核RNA聚合酶聚合酶的激活需要依赖多种的激活需要依赖多种转录因子，并与之形成复合体。其过程

35、转录因子，并与之形成复合体。其过程首先是由首先是由TFD识别启动子序列并与之识别启动子序列并与之结合；继而在结合；继而在TFAF的参与下，的参与下，RNA聚合酶聚合酶与与TFD、B聚合形成一个功能聚合形成一个功能性的前起始复合体性的前起始复合体PIC；最后，结合；最后，结合了增强子的转录因子与前起始复合体结了增强子的转录因子与前起始复合体结合，从而形成稳定的转录起始复合体。合，从而形成稳定的转录起始复合体。 聚合酶聚合酶转录起始复合体的组装转录起始复合体的组装聚合酶聚合酶转录起始复合体的组装转录起始复合体的组装聚合酶聚合酶转录起始复合体的组装转录起始复合体的组装2、3 转录后水平的调节 加工的

36、多样性2、4 翻译水平的调节 合成起始的调节“扫描摸式” 帽子的识别 mRNA稳定性 激素的影响2、5翻译后水平的调节二、二、 细胞水平的调节细胞水平的调节（一）、（一）、 酶在细胞中的分布酶在细胞中的分布1. 细胞核核膜上有大量酶类，这些酶参与糖、脂类、蛋白质代谢及核酸运输，DNA复制、RNA合成、加工和修饰。它们镶嵌在核膜上，或结合在膜表面，有利于各种反应的定向进行。2. 胞液 指细胞质的连续液相部分。大部分中间代谢在此进行，如糖酵解、异生、磷酸戊糖途径、糖、脂类、氨基酸以及核苷酸的生物合成等。其重量的20是蛋白质，所以是高度组织的胶状物质，而不是溶液。与糖原代谢有关的酶结合在糖原颗粒表面

37、。3. 内质网 粗糙型内质网与蛋白质的加工有关，光滑内质网与糖类和脂类的合成有关，细胞的磷脂、糖脂和胆固醇几乎都是内质网上的酶合成的。 4. 高尔基体 可对细胞合成或吸收的物质进行加工、浓缩、包装和运输，参与细胞的分泌和吸收过程。其膜的内表面有加工寡聚糖的酶类。5. 溶酶体 含水解酶类，主要功能为消化、吸收、防御、吞噬和细胞自溶。6. 线粒体 内膜形成嵴，其上有与呼吸链有关的细胞色素和氧化还原酶、ATP合成酶以及调节代谢物进出的运输蛋白。内膜中的基质含有三羧酸循环、b氧化、氨基酸分解等酶类。（二）、膜结构对代谢的调控（二）、膜结构对代谢的调控1.控制浓度梯度 膜的三种最基本功能即物质运输、能量

38、转换和信息传递都与离子和电位梯度的产生和控制有关，如质子梯度可合成ATP，钠离子梯度可运输氨基酸和糖，钙可作为细胞内信使。2.控制细胞和细胞器的物质运输 通过底物和产物的运输可调节代谢，如葡萄糖进入肌肉和脂肪细胞的运输是其代谢的限速步骤，胰岛素可促进其主动运输，从而降低血糖。 3.内膜系统对代谢的分隔 内膜形成分隔区，其中含有浓集的酶和辅因子，有利于反应。而且分隔可防止反应之间的互相干扰，有利于对不同区域代谢的调控。4.膜与酶的可逆结合 某些酶可与膜可逆结合而改变性质，称为双关酶。离子、代谢物、激素等都可改变其状态，发挥迅速、灵敏的调节作用。 （三）、蛋白质的定位控制（三）、蛋白质的定位控制1

39、.信号肽 分泌蛋白、膜蛋白和溶酶体蛋白必须先进入内质网。分泌蛋白完全通过内质网膜，膜蛋白的羧基端则固定在膜中。2.导肽 线粒体、叶绿体等的蛋白是翻译后跨膜运输的，需要导肽。导肽通常位于氨基端，富含碱性氨基酸和羟基氨基酸，易形成两性-螺旋，可通过内外膜的接触点穿越膜。是需能过程，跨膜电位为运输提供能量，蛋白解折叠需ATP。不同的导肽含不同信息，可将蛋白送入线粒体的不同部位。3.蛋白质寿命的控制 可随细胞内外环境而改变。有选择性降解系统，需要ATP提供能量，活化泛肽。泛肽分布广泛，结构保守，可标记需要降解的蛋白质，使水解酶能识别并攻击这种蛋白。 四、整体水平的调控四、整体水平的调控（一）、（一）、

40、 主要器官的代谢主要器官的代谢1 、脑 以葡萄糖为燃料，没有燃料储备，每天消耗120g葡萄糖。只有在长期饥饿时用酮体。脂肪酸与蛋白结合，不能通过血脑屏障。 2 、肌肉 主要燃料是葡萄糖、脂肪酸和酮体。3 、脂肪组织 脂解受环腺苷酸促进，产生的甘油运往肝脏。脂肪酸酯化需由葡萄糖提供磷酸二羟丙酮，缺乏葡萄糖时释放入血。 4 、肝脏 调节血液中代谢物的浓度，如糖和脂肪。（二）、激素的调节（二）、激素的调节1、 胰岛素是饱时信号，促进燃料储存和蛋白质合成。促进肌肉和肝脏糖原合成，抑制糖的异生，加快肝脏的糖酵解和脂肪酸合成，促进葡萄糖进入肌肉和脂肪细胞，引起脂肪合成。2、 胰高血糖素作用于肝脏，通过环腺苷酸促进糖原降解，抑制合成；降低乙酰辅酶A羧化酶活力，从而抑制脂肪酸合成，增加糖异生；促进脂肪细胞的脂解。3、 肾上腺素和去甲肾上腺素促进肌肉糖原分解，抑制肌肉对葡萄糖的摄取，使其用脂肪酸为燃料。总效应是增加肝脏释放葡萄糖，减少肌肉的利用，提高血糖水平。